Struktura

Primeri ikozaedrskih struktur virionov.
A. Virus, ki nima lipidne ovojnice (na primer pikornavirus).
B. Virus z ovojnico (npr. virus herpesa).
Številke označujejo: (1) kapsido, (2) genomsko nukleinsko kislino, (3) kapsomero, (4) nukleokapsido, (5) virion, (6) lipidno ovojnico, (7) proteine ​​membranske ovojnice.

Razvrstitev

Ekipa ( -virales) Družina ( -viridae) Poddružina ( -virinae) Rod ( -virus) Pogled ( -virus)

Baltimorska klasifikacija

Nobelov nagrajenec, biolog David Baltimore, je predlagal svojo shemo klasifikacije virusov, ki temelji na razlikah v mehanizmu proizvodnje mRNA.Ta sistem vključuje sedem glavnih skupin:

• (I) Virusi, ki vsebujejo dvoverižno DNA in nimajo stopnje RNA (na primer herpesvirusi, poksvirusi, papovavirusi, mimivirusi).

• (II) Dvoverižni RNA virusi (npr. rotavirusi).

• (III) Virusi, ki vsebujejo enoverižno molekulo DNA (npr. parvovirusi).

• (IV) Virusi, ki vsebujejo enoverižno molekulo RNA pozitivne polarnosti (na primer pikornavirusi, flavivirusi).

• (V) Virusi, ki vsebujejo enoverižno molekulo RNA z negativno ali dvojno polarnostjo (na primer ortomiksovirusi, filovirusi).

• (VI) Virusi, ki vsebujejo enoverižno molekulo RNA in imajo v svojem življenjskem ciklu stopnjo sinteze DNA na predlogi RNA, retrovirusi (npr. HIV).

• (VII) Virusi, ki vsebujejo dvoverižno DNA in imajo v svojem življenjskem ciklu stopnjo sinteze DNA na predlogi RNA, retroidni virusi (npr. virus hepatitisa B).

Trenutno se oba sistema uporabljata hkrati za razvrščanje virusov kot komplementarnih.

Nadaljnja delitev poteka na podlagi značilnosti, kot so struktura genoma (prisotnost segmentov, krožne ali linearne molekule), genetska podobnost z drugimi virusi, prisotnost lipidne membrane, taksonomska pripadnost gostiteljskega organizma ipd.

Zgodba

Uporaba virusov

Povezave

• Članek »Nobelov odbor so prizadeli virusi«. Časopis "Kommersant" št. 181 (3998) z dne 07.10.2008.

Literatura

• Mayo M.A., Pringle C.R. Taksonomija virusov - 1997 // Journal of General Virology. - 1998. - Št. 79. - Str. 649-657.

Na kaj najprej pomislimo, ko slišimo o virusih? Verjetno ste že pomislili na računalniške viruse – zlonamerne programe, ki poškodujejo vaš računalnik. Ne gre pa samo za to, da nekomu, ki je zbolel za recimo gripo, rečejo: "Virozno je, zato ima temperatura 39!" Verjetno so pravi virusi povezani z boleznimi in epidemijami, računalniški virusi pa se tako imenujejo po analogiji. Toda zdaj bomo ugotovili, kdo so ti pravi ljudje.

Zakaj se virusi tako imenujejo? Izkazalo se je, da je beseda "virus" latinskega izvora in pomeni - kaj bi si mislili? - JAZ! Nezavidljivo ime ... In ni presenetljivo, saj so bili virusi dolgo časa povezani izključno z nevarnimi boleznimi, vedno nalezljivimi in včasih usodnimi. Znano je na primer, da je egiptovski faraon Ramzes V. umrl za črnimi kozami v 12. stoletju pr. e. (Slika 1 prikazuje fotografijo glave faraonove mumije). Res je, takrat nihče ni vedel, da so črne koze virusna bolezen.

Mimogrede, prvo cepljenje proti črnim kozam je bilo izvedeno leta 1796. Angleški zdravnik Edward Jenner je opazil, da mlekarice, ki so zbolele za kravjimi kozami (ta za človeka ni usodna bolezen) nikoli niso umrle zaradi črnih koz. Potem se mu je zazdelo, da bi proti tej smrtonosni bolezni cepil osemletnega dečka Jamesa Phippsa, ki nikoli ni imel črnih koz (slika 2). Pri ljudeh s kravjimi kozami se na koži oblikujejo pustule ali z drugimi besedami gnojni mehurčki. Jenner je v dečkovo rano vnesel tekočino iz pustul bolne mlekarice. Jamesu so se pojavile tudi mehurčki, a so kmalu izginili. Nato je zdravnik dečka okužil z črnimi kozami. "Pogumno", moram reči, dejanje - rezultat je bil nepredvidljiv! Toda James je preživel in pridobil imuniteto, Edward Jenner in izraz "cepljenje" (od lat."vacca", kar pomeni "krava"), so se zapisali v zgodovino.

Toda Jenner ni vedel, kaj je povzročilo črne koze. V 19. stoletju so vse organizme in snovi, ki povzročajo bolezni, brez razlikovanja imenovali virusi. Samo zahvaljujoč poskusom domačega biologa Dmitrija Iosifoviča Ivanovskega se je ta zmeda ustavila! Izvleček rastlin, okuženih s tobačnim mozaikom, je spustil skozi bakterijske filtre, skozi katere ne preidejo niti najmanjše bakterije. Izkazalo se je, da je ekstrakt ostal kužen za druge rastline. To pomeni, da so bili povzročitelji tobačnega mozaika organizmi, ki so po velikosti manjši od bakterij; imenovali so jih filtrirni virusi. Kmalu bakterije niso več imenovali virusi, sami virusi pa so bili ločeni v ločeno kraljestvo živih organizmov. Dmitrij Ivanovski po vsem svetu upravičeno velja za ustanovitelja virologije - znanosti o virusih.

Predstavniki vseh obstoječih kraljestev živih organizmov brez izjeme postanejo žrtve različnih virusov! Torej, obstajajo rastlinski virusi - virus tobačnega mozaika (slika 3, levo), virus kresnega mozaika (ta rastlina je prikazana na sliki 3, desno) in virus pesne zlatenice, ki včasih povzroči celo epidemije. Mimogrede, virus ne bo samo prodrl v rastlino. Do okužbe pride, ko je rastlinsko tkivo poškodovano. Tipičen primer: listna uš pije sok iz stebla in za to prebode prevleko - in virus je prav tam.

Gobe ​​prizadenejo tudi virusi, ki povzročajo na primer porjavitev plodičev šampinjonov ali spremembo barve pri zimskih gobah. Številne nevarne bolezni živali in ljudi povzročajo tudi virusi: virus gripe, HIV (virus humane imunske pomanjkljivosti), virus ebole, virus stekline, virus herpesa, klopni encefalitis itd.

Obstajajo celo virusi, ki okužijo bakterije; imenujemo jih bakteriofagi. Tako so konec 19. stoletja raziskovalci Pasteurjevega inštituta opazili, da voda nekaterih indijskih rek deluje baktericidno, torej pomaga zmanjšati rast bakterij. In to je bilo doseženo zaradi prisotnosti bakteriofagov v rečni vodi.

Kako "živi" virus? Pravzaprav med znanstveniki še vedno poteka razprava o tem, ali je treba viruse obravnavati kot žive organizme ali ne. Zdaj pa poglejmo zakaj. Virus obstaja v dveh oblikah. Zunaj gostiteljske celice so vsi deli virusa sestavljeni v stabilno strukturo – virion. Ne kaže znakov življenja, vendar "preživi" neugodne okoljske razmere in to precej uspešno. Če tak virion prodre v ciljno celico, se tam »sleče«. Slačenje pomeni razpadanje in izkoriščanje celice za ustvarjanje novih delcev – njenih potomcev. Novi virusni delci, ki jih celica »zbere«, jo nato zapustijo v obliki istih virionov.

Če virioni niso celice, kako so potem strukturirani? Izkazalo se je, da imajo vsi virusi čudovito simetrično lupino. Lahko je spirala, kot virus tobačnega mozaika, ki ga že poznamo (slika 4, levo). Ali pa je lahko konveksen polieder, kot na primer pri virusih kresnega mozaika (slika 4, sredina), herpesa (slika 5, levo) itd. Virion kresnega mozaika je oblikovan kot nogometna žoga (sl. 4, desno). A ne le to, nekateri virusi imajo tudi dodatne "zvonce in piščalke" - na primer, človeški adenovirus A ima konice, ki segajo od vrhov viriona, kot palice z odebelitvami na koncih (slika 5, sredina). In bakteriofag izgleda kot polieder s spiralo in nogami (slika 5, desno).

Tako zapletena lupina bi verjetno morala služiti kot zaščita za kaj? Za njim se namreč skriva dedna informacija virusa – ta jo prenaša na potomce. Ko okužijo celico, se nekateri virusi tam ne samo razmnožujejo, ampak jo tudi brezupno "pokvarijo". Posledica tega je, da celica odmre ali pa se ne obnaša pravilno. Primer takšnega nepravilnega vedenja je rakavi tumor. Celice v njem se nenadzorovano delijo, normalne celice pa se lahko vedno pravočasno ustavijo. Virusi lahko povzročijo raka.

Vendar ne mislite, da virusi škodijo samo drugim organizmom! Tako so raziskovalci z Univerze v Pensilvaniji dokazali, da človeku neškodljiv virus AAV2, ki ga najdemo pri skoraj vseh ljudeh, ubija najrazličnejše vrste rakavih celic. Hkrati pa virus ne okuži zdravih celic telesa.

Pred kratkim je postalo znano, da tudi virusi povzročajo bolezni. Mimivirus, ki okuži amebo Acanthamoeba polyphaga, sama trpi zaradi drugega satelitskega virusa (slika 6). Mimogrede, imenuje se Sputnik. Ta satelitski virus za razmnoževanje uporablja mehanizme razmnoževanja mimivirusa in mu preprečuje normalen razvoj v celici amebe. Po analogiji z bakteriofagi so ga imenovali virofag, to je tisti, ki jedo viruse. Lahko rečemo, da prisotnost virusa spremljevalca v amebi zagotavlja večjo možnost preživetja v boju proti mimivirusu.

Fuj... Predlagam, da se za zdaj ustavimo na tej točki. Torej, ko smo izvedeli nekaj več o virusih, upam, da jih ne bomo prestrogo obsojali, saj se zavedamo, da so včasih lahko koristni in ne samo nam! Na splošno je virologija mlada veda. Veliko je seveda že znanega, vendar se je treba še veliko naučiti! Pridruži se nam!

Pogosta virusna bolezen rastlin tobaka.
Bakteriofagi ali fagi (iz stara grščinaφαγω - "požreti") - virusi, ki selektivno okužijo bakterijske celice.

Biologija. Splošna biologija. 10. razred. Osnovna raven Sivoglazov Vladislav Ivanovič

14. Necelična življenjska oblika: virusi

Ne pozabite!

Kako se virusi razlikujejo od vseh drugih živih bitij?

Zakaj obstoj virusov ni v nasprotju z osnovnimi načeli celične teorije?

Katere virusne bolezni poznate?

Leta 1892 je ruski botanik Dmitry Iosifovich Ivanovsky, ki je proučeval mozaično bolezen tobačnih rastlin, odkril, da ko je bil sok, izoliran iz obolele rastline, prešel skozi filtre, ki so zadrževali bakterije, je tekočina ohranila sposobnost povzročanja bolezni pri zdravih rastlinah. Povzročitelj bolezni je bil tako majhen, da so ga in podobne strukture, ki so kasneje dobile ime virusi(iz lat. virus- strup), je postalo mogoče preučevati šele po izumu elektronskega mikroskopa.

Struktura virusov. Virusi imajo zelo preprosto zgradbo (slika 46). Vsak virus je sestavljen iz nukleinske kisline (ali DNK ali RNK) in beljakovine. Nukleinska kislina je genetski material virus. Obdan je z zaščitno beljakovinsko ovojnico - kapsida. Kapsida lahko vsebuje tudi lastne virusne encime. Nekateri virusi, kot sta gripa in HIV, imajo dodatna lupina, ki nastane iz celične membrane gostiteljske celice. Kapsida virusa, sestavljena iz številnih proteinskih molekul, ima visoko stopnjo simetrije, običajno ima spiralno ali poliedrično obliko. Ta strukturna značilnost omogoča, da se posamezni virusni proteini združijo v popoln virusni delec s samosestavljanjem.

riž. 46. ​​​​Virusi: struktura in raznolikost

riž. 47. Življenjski cikel virusov (A) in elektronska fotografija bakteriofaga (B)

riž. 48. Bakteriofagi na površini gostiteljske celice (elektronska fotografija)

Virusi kot patogeni. Virusi lahko okužijo tako evkariontske kot prokariontske celice. Imenujemo viruse, ki okužijo bakterije bakteriofagi. Virusi povzročajo številne različne bolezni pri živalih, rastlinah in glivah, od katerih ima vsak svojega specifičnega gostitelja. Virus tobačnega mozaika na primer okuži rastline tobaka in povzroči nastanek značilnih peg na listih – to so mesta odmiranja tkiv. Virus črnih koz okuži le epitelijske celice, virus otroške paralize pa celice živčnega tkiva. Človeške virusne bolezni vključujejo tudi gripo, ošpice, rdečke, hepatitis, norice, steklino, herpes, aids in številne druge.

AIDS. Virus humane imunske pomanjkljivosti (HIV), ki povzroča sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti (AIDS), je bil prvič izoliran v ZDA leta 1981. Do leta 2000 je število okuženih s tem virusom preseglo že 30 milijonov ljudi. Bolezen se trenutno zelo hitro širi v Aziji, Afriki ter srednji in vzhodni Evropi.

HIV spada v skupino retrovirusi, katerega genetski material je RNA (slika 49). Običajno se prenos genetske informacije v celici zgodi v smeri od DNA do RNA (transkripcija). Pri retrovirusih, ko vstopijo v gostiteljsko celico, pride do nasprotnega procesa, tako imenovane reverzne transkripcije, pri kateri se DNK sintetizira na osnovi virusne RNK, ki se nato integrira v DNK gostitelja.

riž. 49. Virus humane imunske pomanjkljivosti (HIV): A – model virusa; B – strukturni diagram; B – elektronska fotografija

riž. 50. Življenjski cikel virusa humane imunske pomanjkljivosti (HIV)

Oglejmo si življenjski cikel virusa imunske pomanjkljivosti (slika 50). HIV okuži in uniči bele krvničke, vključno s tako imenovanimi limfociti pomočniki. pomoč- pomoč), ki zagotavljajo oblikovanje človeške imunosti. Ko HIV vstopi v celico skozi endocitozo (slika 50, 1–3 ) virusna RNA vstopi v citoplazmo (slika 50, 4 ), kjer se na njegovi osnovi s posebnim encimom sintetizira virusna DNA (slika 50, 5 ). Slednji prodre skozi pore v celično jedro in se integrira v DNA gostitelja (slika 50, 6 ). V nadaljevanju, ko se celica deli, se hkrati s kopiranjem celične DNK kopira tudi vgrajena virusna DNK, zaradi česar število okuženih limfocitov hitro narašča. Ta proces se lahko nadaljuje več let. Čez nekaj časa se virus ponovno aktivira (slika 50, 7 ) in »prisili« celico, da dela sama, sintetizira virusno RNA in beljakovine (slika 50, 8 ), iz katerih se sestavijo novi virusni delci, ki zapustijo gostiteljsko celico (slika 50, 9 ). Vzroki, zakaj se virus aktivira po 5-6 letih latentnega obstoja, niso znani. Novi virusni delci okužijo še zdrave limfocite. Zaradi tega je imunski sistem uničen, limfociti prenehajo prepoznati tuje beljakovine in patogene bakterije, ki vstopajo v telo, in oseba postane ranljiva za kakršne koli nalezljive bolezni. Vsako leto 1–2 % okuženih s HIV zboli za aidsom. Bolniki z aidsom so dovzetni za različne bakterijske, virusne in glivične okužbe, ki povzročijo njihovo smrt. Več kot 60 % ljudi z aidsom umre zaradi pljučnice, ki jo imunski sistem zdravega človeka običajno uspešno pozdravi. Mnogi nosilci virusa HIV razvijejo maligne tumorje, pri okužbi s toksoplazmozo pa so prizadete velike hemisfere možganov, kar lahko posledično povzroči paralizo in komo.

HIV se običajno prenaša s krvjo ali semenom. V 90 % primerov pride do okužbe s spolnim stikom, tveganje za okužbo pa narašča sorazmerno z večanjem števila spolnih partnerjev. Ponavljajoča se uporaba iste brizge vodi do hitrega širjenja virusa med odvisniki od drog. HIV lahko vstopi v človeško telo s stikom s krvjo bolnika, na primer pri zdravljenju ran. Obstaja nevarnost okužbe s transfuzijo krvi, ki ni bila testirana na HIV. Od s HIV okužene matere lahko virus preide v kri ploda skozi placento ali pa se prenese na novorojenčka z dojenjem. Toda ta virus se ne širi s kapljicami v zraku ali s stiskanjem rok.

HIV je virus, zato so antibiotiki, ki se uporabljajo za zdravljenje bakterijskih okužb, v tem primeru nemočni. Sodobna medicina razvija zdravila, ki zavirajo razmnoževanje virusa HIV, vendar ima njihova uporaba številne stranske učinke in možnosti njihove uporabe so še nejasne. Tudi razvoj cepiva proti virusu HIV ima svoje izzive; to je posledica strukturnih značilnosti tega virusa in resnosti bolezni, ki jo povzroča. Danes je pomembna usmeritev pri zdravljenju aidsa obnovitev imunskega sistema okuženih.

Čeprav za to bolezen ni učinkovitega zdravljenja, je najboljši način za zaščito pred aidsom ta, da upoštevate naslednje varnostne ukrepe:

– izogibajte se naključnim spolnim odnosom, med spolnim odnosom pa se s kondomom izolirajte od sperme in krvi partnerja;

– v bolnišnicah, zobnih klinikah, klinikah in kozmetičnih salonih je treba uporabljati brizge za enkratno uporabo, instrumente za večkratno uporabo pa je treba temeljito sterilizirati ob upoštevanju vseh potrebnih pogojev;

– Darovano kri je treba testirati na prisotnost protiteles HIV.

Virusi kot nosilci genetske informacije. Obstaja hipoteza, da so virusi genetski material, ki je nekoč zapustil celico, vendar je ob vrnitvi vanjo ohranil sposobnost razmnoževanja. Posledično so v procesu evolucije virusi nastali pozneje kot pojav celične oblike, zato je treba vsako virusno okužbo obravnavati kot celico, ki prejme tuje genetske informacije.

Številni virusi so sposobni ne samo vnesti svoje dedne informacije v telo gostitelja, temveč tudi z integracijo v gostiteljev DNK spremeniti delovanje celičnih genov. V procesu kopiranja virusne DNK včasih pride do delnega kopiranja gostiteljevega genetskega materiala. V tem primeru bodo na novo sestavljeni virusni delci, ki bodo zapustili celico, s seboj odnesli kopijo nekaterih dednih informacij gostitelja. Tako lahko virusi prenašajo gene med organizmi različnih vrst, redov in celo razredov, katerih križanje je načeloma nemogoče. Trenutno se virusi ne obravnavajo le kot povzročitelji nalezljivih bolezni, ampak tudi kot nosilci genov med organizmi.

Preglejte vprašanja in naloge

1. Kako delujejo virusi?

2. Kakšen je princip interakcije med virusom in celico?

3. Opišite proces prodiranja virusa v celico.

4. Kakšen je učinek virusov na celico?

5. S pomočjo znanja o načinih širjenja virusnih in bakterijskih okužb predlagajte načine za preprečevanje nalezljivih bolezni.

6. Predlagajte več različnih klasifikacij virusov. Na podlagi katerih kriterijev ste utemeljili te razvrstitve? Primerjajte svoje klasifikacije in klasifikacije, ki so jih ustvarili vaši sošolci.

pomisli! Naredi!

1. Pojasnite, zakaj lahko virus pokaže lastnosti živega organizma šele, ko vdre v živo celico.

2. Zakaj virusne bolezni postanejo epidemije? Opišite ukrepe za boj proti virusnim okužbam.

3. Izrazite svoje mnenje o času pojava virusov na Zemlji v zgodovinski preteklosti, pri čemer upoštevajte, da se virusi lahko razmnožujejo le v živih celicah.

4. Pojasnite, zakaj je sredi 20. st. virusi so postali eden glavnih predmetov eksperimentalnih genetskih raziskav.

5. Kakšne težave se pojavijo pri poskusu ustvarjanja cepiva proti okužbi z virusom HIV?

6. Pojasnite, zakaj se prenos genskega materiala iz enega organizma v drugega z virusi imenuje horizontalni prenos. Kako se potem po vašem imenuje prenos genov s staršev na otroke?

7. V preteklih letih je bilo podeljenih najmanj sedem Nobelovih nagrad za fiziologijo ali medicino in tri Nobelove nagrade za kemijo za raziskave, ki so neposredno povezane s preučevanjem virusov. S pomočjo dodatne literature in internetnih virov pripravite poročilo ali predstavitev o trenutnem napredku pri raziskovanju virusov.

8. Ustvarite portfelj na temo "Vloga virusov v življenju organizmov in razvoju organskega sveta na Zemlji."

Delo z računalnikom

Oglejte si elektronsko prijavo. Preučite gradivo in dokončajte naloge.

Izvedi več

Viroidi. Povzročitelji okužb v naravi so veliko manjši od virusov – viroidi. Sestavljeni so le iz krožne molekule RNA in so brez vsakršnih lupin. Najmanjši viroidi so dolgi le 220 nukleotidov. Viroide najdemo v celicah mnogih rastlin. Verjamejo, da so izrezani deli mRNA, ki so pridobili sposobnost podvajanja. Vendar pa ne delujejo kot mRNA in ne kodirajo beljakovin.

Ko viroidi pridejo v rastlinske celice, posegajo v genom gostiteljske celice in povzročijo resne bolezni rastlin. Tako je v drugi polovici 20. stoletja na Filipinih pomrlo na milijone kokosovih dreves. Občasno viroidi resno prizadenejo nasade krompirja, agrumov, kumar, okrasnega cvetja in drugih divjih in kmetijskih rastlin. Viroidov še niso našli v živalskih celicah ali ljudeh.

Virusi in rak. Mnogi virusi lahko prodrejo v celice telesa in integrirajo svoj genom v genom celice, s čimer povzročijo resne motnje v delovanju genetskega aparata normalnih celic. Posledično se lahko normalna celica spremeni v rakavo.

V številnih živalih (ribah, dvoživkah, pticah, sesalcih) so našli na desetine virusov, ki povzročajo raka. Pri ljudeh so odkrili cele skupine onkovirusov. Menijo, da približno 15% človeških tumorjev povzroči virusna okužba.

Ponovi in ​​si zapomni!

Človek

Imuniteta. Beljakovine ali polisaharidi virusov, ki vstopajo v telo, so antigeni. Antigeni– to so vse tuje snovi, ki jih ob prodoru v telo zaznamo kot genetsko tuje in povzročimo imunsko reakcijo. Imunost je sposobnost organizmov, da se zaščitijo pred patogeni, virusi in drugimi tujki ter snovmi, s čimer ohranjajo stalnost svoje sestave in lastnosti.

Obstaja več vrst imunosti. Če imuniteta obstaja ali se pojavi pri človeku brez posebnega vpliva, se imenuje naravno. Imunost, pridobljena z uporabo zdravil, se imenuje umetno.

Naravna prirojena imunost je enak pri vseh osebkih vrste in je podedovan, torej genetsko fiksiran. Tako ljudje ne trpijo za številnimi boleznimi, ki se pojavljajo pri živalih. Človek na primer ne bo nikoli zbolel za pasjo kugo, tako kot pes nikoli ne bo dobil gripe.

Naravna pridobljena imunost se razlikuje od človeka do človeka in se ne deduje, zato ga imenujemo tudi individualna imunost. Pasivna naravna imunost zagotoviti protitelesa, ki jih otrok prejme od matere skupaj z materinim mlekom. Aktivna naravna imunost nastala po bolezni. To vrsto imunosti imenujemo tudi postinfekcijska imunost. V telesu ostane dolgo časa. Po nekaterih boleznih imunost traja vse življenje, na primer po ošpicah, rdečkah, škrlatinki in drugih "otroških boleznih".

Umetna imunost mogoče le pridobiti. Umetna aktivna imunost nastane kot odgovor na vnos cepiva v telo. Cepivo je pripravek iz oslabljenih ali ubitih patogenov, njihovih delcev ali toksinov. Pri dajanju cepiva (cepljenju) se v telesu razvije šibek imunski odziv, zaradi česar se v krvi tvorijo posebne celice, ki so sposobne sintetizirati protitelesa proti temu povzročitelju. Protitelesa- To so kompleksne beljakovine (imunoglobulini). Sposobni so se vezati na antigene in jih nevtralizirati. Ko se antigen veže, nastane neaktiven kompleks antigen-protitelo, ki ga lahko uničijo levkociti.

Umetna aktivna imunost je obstojna in traja leta. Prvič so se sistematska cepljenja proti črnim kozam začela uporabljati v začetku 19. stoletja. po delih angleškega zdravnika Edwarda Jennerja (1749–1823). Njegovo delo je nadaljeval francoski mikrobiolog Louis Pasteur (1822–1895). Skoval je izraz "cepivo" in uporabljal cepljenje v medicinski praksi.

Umetna pasivna imunost se pojavi, ko oseba prejme zdravilo serum, ki že vsebuje pripravljena protitelesa proti patogenu. To je še posebej pomembno, če je do okužbe že prišlo. Pasivna imunost je nestabilna in traja 4–6 tednov, med katerimi se protitelesa postopoma uničijo.

Vaš prihodnji poklic

1. Dokažite, da je osnovno znanje o procesih, ki potekajo na molekularni in celični ravni organizacije živih bitij, potrebno ne le za biologe, ampak tudi za strokovnjake na drugih področjih naravoslovja.

2. Kateri poklici v sodobni družbi zahtevajo poznavanje zgradbe in življenjskih funkcij prokariontskih organizmov? Pripravite kratko (ne več kot 7-10 stavkov) sporočilo o poklicu, ki vas je najbolj navdušil. Pojasnite svojo izbiro.

3. »Ti strokovnjaki so potrebni v veterinarskih in medicinskih raziskovalnih inštitutih, akademskih inštitutih in podjetjih, povezanih z biotehnologijo. Ne bodo ostali brez dela v laboratorijih klinik in bolnišnic, na agronomskih vzrejnih postajah, v veterinarskih laboratorijih in bolnišnicah. Včasih so oni tisti, ki lahko postavijo najbolj zanesljivo in natančno diagnozo. Njihove raziskave so nepogrešljive za zgodnjo diagnozo raka.” Ugani, o katerih poklicih je govora v teh stavkih. Dokažite svoje stališče.

To besedilo je uvodni del. Iz knjige Zgodba o ribi avtor Pravdin Ivan Fedorovič

Oblika telesa rib Oblika telesa rib je tako raznolika, da je nemogoče dati splošen opis. Ko izgovorimo besedi "ptica" in "zver", si v prvem primeru takoj predstavljamo žival s krili, v drugem - s štirimi nogami. In o ribah lahko samo

Iz knjige Teoretične osnove treninga avtor Gritsenko Vladimir Vasiljevič

OBLIKA UČENJA NA PODLAGI DOMINANTNE Ta oblika učenja vključuje primere izjemno hitrega oblikovanja pogojno refleksne reakcije (1-2 kombinaciji dražljaja in okrepitve), ki temelji na pretirani, dominantni potrebi (dominanti).Fenomen dominante je bil

Iz knjige Primerjalna analiza različnih oblik socialnega učenja pri živalih avtor Reznikova Zhanna Ilyinichna

Aktivni pouk kot oblika socialnega učenja Aktivni pouk (»poučevanje«) je najkompleksnejša oblika signalne dednosti. Vse situacije poučevanja živali, opisane v znanstveni literaturi, se nanašajo na prenos veščin od starejših.

Iz knjige Zobozdravstvo psov avtor Frolov V V

Oblika in predeli glave psa Različne pasme psov imajo določeno obliko lobanje. To se je zgodilo v procesu vzreje velikega števila pasem ene ali druge storitvene smeri. Pri vzreji novih pasem psov so ljudje upoštevali številne storitve

Iz knjige Navihani otrok biosfere [Pogovori o človekovem obnašanju v družbi ptic, živali in otrok] avtor Dolnik Viktor Rafaelevič

Ali obstaja oblika zakonske zveze, ki je za ljudi »naravna«? Misleci 19. stoletja so verjeli, da je prvotno primitivni človek imel promiskuiteto (nediskriminatorno parjenje vseh z vsemi). Zdaj vemo, da to ni res. Prvič, otrok ima izrazito

Iz knjige Mikrobiologija: zapiski predavanj avtor Tkachenko Ksenia Viktorovna

2. Virusi ECHO. Virusi Coxsackie Spadajo v družino Picornaviridae, rod enterovirusov Zgradba viriona je enaka kot pri virusu otroške paralize Virusi ECHO uvrščamo v posebno skupino črevesnih virusov zaradi popolne odsotnosti patogenega delovanja na laboratorijske živali.

Iz knjige Mikrobiologija avtor Tkachenko Ksenia Viktorovna

50. Virus poliomielitisa, virusi ECHO, Coxsackievirusi Virus poliomielitisa. Spada v družino picornaviridae, rod enterovirusov. To so relativno majhni virusi z ikozaedrično simetrijo. Genom tvori nesegmentirana molekula +RNA.Vsak virusni delec je sestavljen iz

Iz knjige Nova znanost o življenju avtor Sheldrake Rupert

3.2. Oblika in energija V Newtonovi fiziki je bila vsa vzročnost obravnavana v jeziku energij, s stališča principa gibanja in spreminjanja. Vse gibljive stvari imajo energijo - kinetična energija gibajočih se teles, toplotne vibracije in elektromagnetno sevanje - in to

Iz knjige Človeška rasa avtorja Barnett Anthony

Oblika telesa Najvišjo višino imajo Sudanci in črnci, ki živijo v regiji Čadskega jezera v Srednji Afriki, najnižjo (150 centimetrov) imajo pigmejci, prav tako živeči v Srednji Afriki. Visoki črnci živijo poleg pigmejcev, jedo enako hrano kot oni, vendar so višji od njih

Iz knjige Osnove psihofiziologije avtor Aleksandrov Jurij

2.1 Velikost in oblika Velikosti nevronov so lahko od 1 (velikost fotoreceptorja) do 1000 μm (velikost velikanskega nevrona pri morskem mehkužcu Aplysia) (glej [Sakharov, 1992]). Tudi oblika nevronov je izjemno raznolika. Oblika nevronov je najbolj jasno vidna pri pripravi zdravila.

Iz knjige Problemi etologije avtor Akimuškin Igor Ivanovič

Gibanje je najpreprostejša oblika vedenja Tropizmi Prva najbolj jasna razlika med živalmi in rastlinami je jasna vsem: rastline se ne morejo premikati, medtem ko imajo živali to lastnost. In vendar je ravno gibanje rastlin (obračanje cvetov proti soncu)

Iz knjige Geni in razvoj telesa avtor Neyfakh Aleksander Aleksandrovič

Posebna oblika kognicije so igre »Po W. Thorpu je igra ... živali vedno povezana z elementom kognicije ... W. Thorpe poudarja, da ima lahko igra več namenov. Pomaga pri razvoju »motoričnih funkcij mlade živali«, vendar se igra lahko »igra zaradi nje same«.

Iz knjige V svetu nevidnega avtor Blinkin Semjon Aleksandrovič

XIV. poglavje Kako nastane oblika v razvoju Oblika, ki se pojavi v razvoju - oblika celega organizma, oblika organa ali oblika celice - je enako pomembna lastnost organizma kot njegove biokemične lastnosti. Toda ustvarjanje obrazca je veliko bolj zapleten proces. Očitno je

Iz knjige Biofizika pozna raka avtor Akoev Inal Georgijevič

1. Oblika celice Oblika celic je odvisna od njihove notranje zgradbe in lastnosti celične membrane ter od njihovega okolja – sosednjih celic in stičnih površin. Ko torej posamezne celice gojimo na stekleni površini, se vse celice razširijo po substratu.

Iz avtorjeve knjige

Poglavje II. Virusi v naravi in ​​življenju ljudi

Iz avtorjeve knjige

Levkemija je generalizirana oblika raka.Rak je problem 20. stoletja.Strogo znanstvena definicija »raka« združuje le maligne tumorske bolezni kože in njenih derivatov. Širši koncept raka, pogost zlasti med nestrokovnjaki

Obstaja mnenje, da na planetu Zemlja prevladujejo živali, rastline in ljudje. A temu dejansko ni tako. Na svetu je nešteto mikroorganizmov (mikrobov). In virusi so med najnevarnejšimi. Lahko povzročijo različne bolezni pri ljudeh in živalih. Spodaj je seznam desetih najnevarnejših bioloških virusov za ljudi.

Hantavirusi so rod virusov, ki se prenašajo na ljudi s stikom z glodavci ali njihovimi odpadnimi produkti. Hantavirusi povzročajo različne bolezni, ki spadajo v skupine bolezni, kot so "hemoragična vročina z ledvičnim sindromom" (umrljivost v povprečju 12%) in "hantavirusni kardiopulmonalni sindrom" (umrljivost do 36%). Prvi večji izbruh bolezni, ki jo povzročajo hantavirusi, znan kot korejska hemoragična mrzlica, se je zgodil med korejsko vojno (1950–1953). Takrat je več kot 3000 ameriških in korejskih vojakov občutilo posledice takrat še neznanega virusa, ki je povzročal notranje krvavitve in moteno delovanje ledvic. Zanimivo je, da prav ta virus velja za verjetnega vzroka epidemije v 16. stoletju, ki je iztrebila Azteke.

Virus gripe je virus, ki povzroča akutno nalezljivo bolezen dihalnih poti pri ljudeh. Trenutno obstaja več kot 2 tisoč njegovih različic, razvrščenih v tri serotipe A, B, C. Skupina virusov iz serotipa A, razdeljena na seve (H1N1, H2N2, H3N2 itd.), je najbolj nevarna za človeka in lahko povzroči epidemije in pandemije. Vsako leto zaradi sezonske epidemije gripe po vsem svetu umre od 250 do 500 tisoč ljudi (večina otrok, mlajših od 2 let, in starejših nad 65 let).

Virus Marburg je nevaren človeški virus, prvič opisan leta 1967 med manjšimi izbruhi v nemških mestih Marburg in Frankfurt. Pri ljudeh povzroča marburško hemoragično mrzlico (smrtnost 23-50 %), ki se prenaša s krvjo, blatom, slino in bruhanjem. Naravni rezervoar tega virusa so bolni ljudje, verjetno glodavci in nekatere vrste opic. Simptomi v zgodnjih fazah vključujejo vročino, glavobol in bolečine v mišicah. V kasnejših fazah - zlatenica, pankreatitis, izguba teže, delirij in nevropsihiatrični simptomi, krvavitve, hipovolemični šok in odpoved več organov, najpogosteje jeter. Marburška mrzlica je ena izmed desetih najbolj smrtonosnih bolezni, ki se prenašajo z živali.

Šesti na seznamu najnevarnejših človeških virusov je rotavirus, skupina virusov, ki so najpogostejši povzročitelji akutne driske pri dojenčkih in majhnih otrocih. Prenaša se po fekalno-oralni poti. Bolezen je običajno enostavna za zdravljenje, vendar vsako leto po svetu umre več kot 450.000 otrok, mlajših od pet let, večina jih živi v nerazvitih državah.

Virus ebole je vrsta virusa, ki povzroča hemoragično mrzlico ebola. Prvič so ga odkrili leta 1976 med izbruhom bolezni v porečju reke Ebola (od tod tudi ime virusa) v Zairu v DR Kongo. Prenaša se z neposrednim stikom s krvjo, izločki, drugimi tekočinami in organi okužene osebe. Za mrzlico ebolo je značilno nenadno zvišanje telesne temperature, huda splošna šibkost, bolečine v mišicah, glavoboli in vneto grlo. Pogosto spremljajo bruhanje, driska, izpuščaj, okvarjeno delovanje ledvic in jeter ter v nekaterih primerih notranje in zunanje krvavitve. Po podatkih ameriškega centra za nadzor bolezni je bilo leta 2015 z ebolo okuženih 30.939 ljudi, od katerih jih je 12.910 (42 %) umrlo.

Virus denga je eden najnevarnejših bioloških virusov za ljudi, saj v hudih primerih povzroča mrzlico denga, ki ima približno 50-odstotno smrtnost. Za bolezen so značilni vročina, zastrupitev, mialgija, artralgija, izpuščaj in otekle bezgavke. Najdemo ga predvsem v državah južne in jugovzhodne Azije, Afrike, Oceanije in Karibov, kjer se letno okuži približno 50 milijonov ljudi. Prenašalci virusa so bolni ljudje, opice, komarji in netopirji.

Virus črnih koz je kompleksen virus, povzročitelj istoimenske zelo nalezljive bolezni, ki prizadene samo ljudi. To je ena najstarejših bolezni, katere simptomi so mrzlica, bolečine v križu in križu, hitro zvišanje telesne temperature, omotica, glavobol, bruhanje. Drugi dan se pojavi izpuščaj, ki se sčasoma spremeni v gnojne mehurčke. V 20. stoletju je ta virus terjal življenja 300–500 milijonov ljudi. Približno 298 milijonov ameriških dolarjev je bilo porabljenih za kampanjo proti črnim kozam od leta 1967 do 1979 (kar ustreza 1,2 milijarde ameriških dolarjev leta 2010). Na srečo so zadnji znani primer okužbe zabeležili 26. oktobra 1977 v somalskem mestu Marka.

Virus stekline je nevaren virus, ki povzroča steklino pri ljudeh in toplokrvnih živalih, kar povzroča specifične poškodbe centralnega živčnega sistema. Ta bolezen se prenaša s slino pri ugrizu okužene živali. Skupaj z zvišanjem temperature na 37,2–37,3, slabim spanjem, bolniki postanejo agresivni, nasilni, pojavijo se halucinacije, delirij, občutek strahu, kmalu pride do paralize očesnih mišic, spodnjih okončin, paralitičnih motenj dihanja in smrti. Prvi znaki bolezni se pojavijo pozno, ko so v možganih že nastopili destruktivni procesi (otekline, krvavitve, propadanje živčnih celic), zaradi česar je zdravljenje skoraj nemogoče. Do danes so bili zabeleženi le trije primeri ozdravitve ljudi brez cepljenja, vsi ostali so se končali s smrtjo.

Virus Lassa je smrtonosen virus, ki je povzročitelj mrzlice Lassa pri ljudeh in primatih. Bolezen so prvič odkrili leta 1969 v nigerijskem mestu Lassa. Zanj je značilen hud potek, poškodbe dihal, ledvic, centralnega živčnega sistema, miokarditis in hemoragični sindrom. Najdemo ga predvsem v zahodnoafriških državah, zlasti v Sierri Leone, Republiki Gvineji, Nigeriji in Liberiji, kjer se letna incidenca giblje od 300.000 do 500.000 primerov, od katerih jih 5 tisoč povzroči smrt bolnika. Naravni rezervoar mrzlice Lassa so podgane z več sesami.

Virus humane imunske pomanjkljivosti (HIV) je najnevarnejši človeški virus, povzročitelj okužbe s HIV/aidsa, ki se prenaša z neposrednim stikom sluznice ali krvi s telesno tekočino bolnika. Pri okužbi z virusom HIV se pri isti osebi razvijejo novi sevi (variete) virusa, ki so mutanti, popolnoma drugačni po hitrosti razmnoževanja, sposobni sprožiti in ubiti določene vrste celic. Brez medicinskega posega je povprečna pričakovana življenjska doba osebe, okužene z virusom imunske pomanjkljivosti, 9–11 let. Po podatkih iz leta 2011 se je po vsem svetu z virusom HIV okužilo 60 milijonov ljudi, od tega jih je 25 milijonov umrlo, 35 milijonov pa še naprej živi z virusom.

Virusi (biologija razlaga pomen tega izraza na naslednji način) so zunajcelični povzročitelji, ki se lahko razmnožujejo le s pomočjo živih celic. Poleg tega lahko okužijo ne samo ljudi, rastline in živali, ampak tudi bakterije. Bakterijski virusi se običajno imenujejo bakteriofagi. Ne tako dolgo nazaj so odkrili vrste, ki se med seboj okužijo. Imenujejo se "satelitski virusi".

Splošne značilnosti

Virusi so zelo številna biološka oblika, saj obstajajo v vsakem ekosistemu na planetu Zemlja. Preučuje jih znanost, kot je virologija - veja mikrobiologije.

Vsak virusni delec ima več komponent:

Genetski podatki (RNA ali DNA);

Kapsid (proteinska lupina) - opravlja zaščitno funkcijo;

Virusi imajo precej raznoliko obliko, od najpreprostejše spirale do ikozaedra. Standardne velikosti so približno ena stotina velikosti majhne bakterije. Vendar je večina primerkov tako majhnih, da niso vidni niti pod svetlobnim mikroskopom.

Širijo se na več načinov: virusi, ki živijo v rastlinah, potujejo s pomočjo žuželk, ki se hranijo s sokovi trav; Živalske viruse prenašajo krvosese žuželke. Prenašajo se na veliko načinov: kapljično v zraku ali s spolnim stikom, pa tudi s transfuzijo krvi.

Izvor

Danes obstajajo tri hipoteze o izvoru virusov.

Na kratko o virusih (naša baza znanja o biologiji teh organizmov na žalost še zdaleč ni popolna) si lahko preberete v tem članku. Vsaka od zgoraj naštetih teorij ima svoje slabosti in nedokazane hipoteze.

Virusi kot oblika življenja

Obstajata dve definiciji življenjske oblike virusov. Po prvem so zunajcelični povzročitelji kompleks organskih molekul. Druga definicija pravi, da so virusi posebna oblika življenja.

Virusi (biologija pomeni nastanek številnih novih vrst virusov) so označeni kot organizmi na meji življenja. Podobne so živim celicam, saj imajo svoj edinstven nabor genov in se razvijajo na podlagi metode naravne selekcije. Lahko se tudi razmnožujejo in ustvarjajo kopije samih sebe. Ker virusi znanstveniki ne veljajo za živo snov.

Da sintetizirajo lastne molekule, zunajcelični povzročitelji potrebujejo gostiteljsko celico. Pomanjkanje lastnega metabolizma jim ne omogoča razmnoževanja brez zunanje pomoči.

Baltimorska klasifikacija virusov

Biologija dovolj podrobno opisuje, kaj so virusi. David Baltimore (Nobelov nagrajenec) je razvil lastno klasifikacijo virusov, ki je še vedno uspešna. Ta razvrstitev temelji na tem, kako se proizvaja mRNA.

Virusi morajo narediti mRNA iz lastnih genomov. Ta proces je nujen za replikacijo lastne nukleinske kisline in tvorbo beljakovin.

Razvrstitev virusov (biologija upošteva njihov izvor) po Baltimoru je naslednja:

Virusi z dvoverižno DNA brez stopnje RNA. Sem spadajo mimivirusi in herpevirusi.

Enoverižna DNA s pozitivno polarnostjo (parvovirusi).

Dvoverižna RNA (rotavirusi).

Enoverižna RNA pozitivne polarnosti. Predstavniki: flavivirusi, pikornavirusi.

Enoverižna molekula RNA dvojne ali negativne polarnosti. Primeri: filovirusi, ortomiksovirusi.

Enoverižna pozitivna RNA, kot tudi prisotnost sinteze DNA na predlogi RNA (HIV).

Dvoverižna DNK in prisotnost sinteze DNK na predlogi RNK (hepatitis B).

Življenjsko obdobje

Primere virusov v biologiji najdemo skoraj na vsakem koraku. Toda življenjski cikel vseh poteka skoraj enako. Brez celične strukture se ne morejo razmnoževati z delitvijo. Zato uporabljajo materiale, ki se nahajajo znotraj celice njihovega gostitelja. Tako reproducirajo veliko število kopij samih sebe.

Virusni cikel je sestavljen iz več faz, ki se prekrivajo.

V prvi fazi se virus pritrdi, to je, da tvori specifično vez med svojimi beljakovinami in receptorji gostiteljske celice. Nato morate prodreti v samo celico in vanjo prenesti svoj genski material. Nekatere vrste nosijo tudi veverice. Nato pride do izgube kapside in sprosti se genomska nukleinska kislina.

Človeške bolezni

Vsak virus ima poseben mehanizem delovanja na svojega gostitelja. Ta proces vključuje celično lizo, ki povzroči celično smrt. Ko odmre veliko število celic, začne celotno telo slabo delovati. V mnogih primerih virusi morda ne škodijo zdravju ljudi. V medicini se temu reče latenca. Primer takšnega virusa je herpes. Nekatere latentne vrste so lahko koristne. Včasih njihova prisotnost sproži imunski odziv proti bakterijskim patogenom.

Nekatere okužbe so lahko kronične ali vseživljenjske. To pomeni, da se virus razvije kljub zaščitnim funkcijam telesa.

Epidemije

Horizontalni prenos je najpogostejši tip širjenja virusa med človeštvom.

Hitrost prenosa virusa je odvisna od več dejavnikov: gostote prebivalstva, števila ljudi s slabo imunostjo, pa tudi od kakovosti zdravil in vremenskih razmer.

Zaščita telesa

V biologiji je nešteto vrst virusov, ki lahko vplivajo na zdravje ljudi. Prva zaščitna reakcija je prirojena imunost. Sestavljen je iz posebnih mehanizmov, ki zagotavljajo nespecifično zaščito. Ta vrsta imunosti ne more zagotoviti zanesljive in dolgoročne zaščite.

Ko vretenčarji razvijejo pridobljeno imunost, proizvedejo posebna protitelesa, ki se pritrdijo na virus in ga naredijo varnega.

Vendar pa se pridobljena imunost ne oblikuje proti vsem obstoječim virusom. Na primer, HIV nenehno spreminja svoje aminokislinsko zaporedje, zato se izmika imunskemu sistemu.

Zdravljenje in preprečevanje

Virusi so zelo pogost pojav v biologiji, zato so znanstveniki razvili posebna cepiva, ki vsebujejo "morilne snovi" za same viruse. Najpogostejša in najučinkovitejša metoda zatiranja je cepljenje, ki ustvarja odpornost proti okužbam, pa tudi protivirusna zdravila, ki lahko selektivno zavirajo razmnoževanje virusa.

Biologija viruse in bakterije opisuje predvsem kot škodljive prebivalce človeškega telesa. Trenutno je s pomočjo cepljenja mogoče premagati več kot trideset virusov, ki so se naselili v človeškem telesu, še več pa v telesu živali.

Preventivne ukrepe proti virusnim boleznim je treba izvajati pravočasno in učinkovito. Da bi to naredili, mora človeštvo voditi zdrav življenjski slog in poskušati na vse možne načine povečati imuniteto. Država mora pravočasno urediti karantene in zagotoviti dobro zdravstveno oskrbo.

Rastlinski virusi

Umetni virusi

Sposobnost ustvarjanja virusov v umetnih pogojih bi lahko imela številne posledice. Virus ne more popolnoma izumreti, dokler obstajajo telesa, občutljiva nanj.

Virusi so orožje

Virusi in biosfera

V tem trenutku se zunajcelični povzročitelji lahko »pohvalijo« z največjim številom osebkov in vrst, ki živijo na planetu Zemlja. Opravljajo pomembno funkcijo z uravnavanjem populacij živih organizmov. Zelo pogosto tvorijo simbiozo z živalmi. Na primer, strup nekaterih os vsebuje sestavine virusnega izvora. Vendar pa je njihova glavna vloga v obstoju biosfere življenje v morju in oceanu.

Ena čajna žlička morske soli vsebuje približno milijon virusov. Njihov glavni cilj je uravnavanje življenja v vodnih ekosistemih. Večina jih je popolnoma neškodljivih za floro in favno

Vendar to niso vse pozitivne lastnosti. Virusi uravnavajo proces fotosinteze in s tem povečujejo odstotek kisika v ozračju.