Вирусы История открытия В 1892 г. русский ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский, изучая мозаичную болезнь растений табака, обнаружил, что при пропускании сока, выделенного из больного растения, через фильтры, задерживающие бактерий, жидкость сохраняла способность вызывать заболевания у здоровых растений. Возбудитель болезни был столь мал, что его и подобные ему структуры, получившие в дальнейшем название вирусы (от лат. virus – яд), стало возможно изучать только после изобретения электронного микроскопа. Вирусы Вирусы – это неклеточная форма жизни. Считая признаком живого наличие клеточного строения, большинство ученых, тем не менее, относит вирусы к живым организмам, потому что их существование неразрывно связано с клеткой. Являясь внутриклеточными паразитами, вне клетки вирусы не способны к самовоспроизведению и осуществлению процессов обмена веществ. Строение вирусов Вирусы имеют очень простое строение. Каждый вирус состоит из нуклеиновой кислоты (или ДНК, или РНК) и белка. Нуклеиновая кислота является генетическим материалом вируса. Она окружена защитной белковой оболочкой – капсидом. Внутри капсида могут также находиться собственные вирусные ферменты. Строение вирусов Типы вирусов ДНК-содержащие РНК-содержащие (ретровирусы) Аденовирусы, вирусы герпеса, оспы, гепатита ВИЧ, вирусы табачной мозаики, энцефалита, кори, краснухи, гриппа, бешенства Строение вирусов Типы вирусов Простой вирус ДНК(РНК) Капсид (белковая оболочка) Сложный вирус ДНК(РНК) Липопротеиновая мембрана Капсид Углеводы Неструктурные белки-ферменты Если вирус находится внутри клеткихозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты. Если вирус вне клетки хозяина, то он существует в форме вириона (зрелая внеклеточная форма вируса, имеющая кристаллическую структуру). Компоненты вириона: • Сердцевина – генетический материал (или ДНК, или РНК) • Капсид – белковая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту • Суперкапсид – дополнительные оболочки Некоторые вирусы, например вирус гриппа, имеет дополнительную оболочку, которая образуется из клеточной мембраны клетки-хозяина. Капсид вируса, состоящий из многих белковых молекул, обладает высокой степенью симметрии, имея, как правило, спиральную или многогранную форму. Эта особенность строения позволяет отдельным белкам вируса объединяться в полную вирусную частицу путем самосборки. Размеры и формы вирусов Число вирусов, выявленных на сегодня, превышает тысячу. Все они объединены в царство Vira. Их изучает наука вирусология. Самые крупные вирусы (например, вирус оспы) достигают величины 400700 нм и приближаются по размерам к небольшим бактериям; самые мелкие (возбудители полиомиелита, энцефалита, ящура) измеряются всего десятками нанометров, близки к крупным белковым молекулам, в частности молекулам гемоглобина крови; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий. Вирусы имеют разнообразные формы: палочковидные (ВТМ); пулевидные (вирус бешенства); сферические (полиомиелит); нитевидные (филовирусы); в виде многогранников. Вирусы: строение и разнообразие Размножение вирусов Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. При этом каждый вирус ищет именно «своего» хозяина, т. е. клетки строго определенного вида. Так, вирус — возбудитель гепатита, называемого иначе желтухой, проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита, в просторечии свинки, — только в клетках околоушных слюнных желез человека. Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК взаимодействует с хозяйским генетическим аппаратом таким образом, что клетка, сама того не желая, начинает синтезировать специфические белки, закодированные в вирусной нуклеиновой кислоте. Последняя тоже реплицируется, и в цитоплазме клетки начинается сборка новых вирусных частиц. Проникновение вируса в клетку В 1979 году был описан универсальный механизм проникновения в эукариотическую клетку многих необходимых ей питательных веществ. Его назвали рецепторным эндоцитозом (от греч. endon – внутри и kytos – клетка). Эндоцитоз – это активное захватывание и поглощение клеткой инородных микроскопических объектов. Рецепторный эндоцитоз – основной путь проникновения вируса в клетку-хозяина. Процесс проникновения вириона в клетку-хозяина включает несколько этапов: 1) прикрепление вируса к клеточным рецепторам; 2) образование на поверхности клетки из ямки вакуоли (эндоцитоз); 3) выход вируса из вакуоли в цитоплазму в результате слияния вирусной и клеточной мембран. Проникновение вируса в клетку: 1 – вирусная частица; 2 – ворсинки на поверхности клетки; 3 – ямки с рецепторами; 4 – клеточная вакуоль; 5 – эндоцитоз; 6 – вакуоль, слившаяся с вирусом; 7 – слияние вирусной мембраны с мембраной вакуоли; 8 – выход генетического материала вируса из вакуоли Фильм проникновение вируса Империя вирусов Бактериофаги Особой группой вирусов являются бактериофаги, или просто фаги, которые заражают бактериальные клетки. Бактериофаги являются паразитами бактерий. Они способны проникать в бактериальную клетку и разрушать ее. Бактериофаг или фаг проникает в клетку бактерии без эндоцитоза. Имеющийся у бактериофага хвостовой отросток прикрепляется к клетке свободным концом. На конце отростка присутствует особый фермент – лизоцим. Как только фаг окажется на клетке, ее клеточная стенка под влиянием лизоцима растворяется и содержащаяся в головке фага ДНК перемещается в бактерию. Оболочка головки и отросток фага остаются снаружи клетки, ДНК сердцевины вируса – внутри. Этому процессу способствует и другой фермент – АТФаза. В клетке воспроизводятся новые особи фагов. Спустя некоторое время давление в клетке бактерии повышается от присутствия множества вирионов и под действием лизоцима клеточная стенка разрушается, фаги выходят в окружающую среду, заражая новые клетки бактерий. В одних случаях выход вирусов происходит из уже погибшей клетки (опустошенной, разобранной паразитом на строительство новых, дочерних вирионов). В других случаях вирусы выходят из еще живой клетки вместе с частью ее цитоплазмы путем почкования через цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку, одновременно приобретая суперкапсид. Выйдя из клетки, вирион способен снова проникать в другие клетки или пребывать в покоящемся состоянии. Существование вируса в двух формах – внеклеточной (покоящейся) и внутриклеточной (размножающейся) – рассматривают как две стадии цикла его индивидуального развития. Вирусы как возбудители болезней Вирусы способны поражать и эукариотические, и прокариотические клетки. Вирусы вызывают множество различных заболеваний у животных, растений и грибов, причем каждый из них имеет своего собственного специфического хозяина. Вирус табачной мозаики, например, поражает растения табака, вызывая образование на листьях характерных пятен – это места отмирания тканей. Вирус оспы поражает только эпителиальные клетки, а вирус полиомиелита – клетки нервной ткани. Вирусными заболеваниями человека являются также грипп, корь, краснуха, гепатит, ветряная оспа, бешенство, герпес. Распространение вирусов на Земле Вирусы являются одной из самых распространенных форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 250 миллионов частиц на миллилитр воды), их общая численность в океане — около 4×1030, а численность вирусов (бактериофагов) в донных отложениях океана практически не зависит от глубины и всюду очень высока. В океане обитают сотни тысяч видов (штаммов) вирусов, подавляющее большинство которых не описаны и тем более не изучены. Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций некоторых видов живых организмов (например, вирус дикования раз в несколько лет сокращает численность песцов в несколько раз). https://create.kahoot.it/details/6edf4087e224-45d3-b835-1f6930ebff06 https://create.kahoot.it/details/a27665d4fc7c-4f81-8b3d-4e5f9259a114 https://quizizz.com/admin/quiz/5a956029 c6191d001bfebd5a
