Віруси – неклітинні форми життя
Будова вірусів. Поряд з одно-і багатоклітинними організмами в природі існують і інші форми життя. Такими є віруси, що не мають клітинної будови. Вони являють собою перехідну форму між неживою і живою матерією.
Віруси (лат. virus – отрута) були відкриті в 1892 р. російським вченим Д. І. Івановським при дослідженні мозаїчної хвороби листя тютюну.
Кожна вірусна частка складається з РНК або ДНК, укладеної в білкову оболонку, яку називають капсидом. Повністю сформована інфекційна частка називається вирионом. У деяких вірусів (наприклад, герпесу або грипу) є ще й додаткова липопротеідна оболонка, що виникає з плазматичної мембрани клітини господаря.
Оскільки у складі вірусів присутній завжди один тип нуклеїнової кислоти – ДНК або РНК, віруси ділять також на ДНК-содержат і РНК-містять. При цьому поряд з двухцепочечную ДНК і одноланцюжковий РНК зустрічаються одноланцюгові ДНК і дволанцюжкові РНК. ДНК можуть мати лінійну і кільцеву структури, а РНК, як правило, лінійну. Переважна більшість вірусів відноситься до РНК-типом.
Віруси здатні розмножуватися тільки в клітинах інших організмів. Поза клітин організмів вони не виявляють жодних ознак життя. Багато хто з них у зовнішньому середовищі мають форму кристалів. Розміри вірусів коливаються в межах від 20 до 300 нм в діаметрі.
Добре вивчений вірус тютюнової мозаїки, що має палочковидную форму і представляє собою порожнистий циліндр. Стінка циліндра утворена молекулами білка, а в його порожнини розташована спіраль РНК (рис. 5.2). Білкова оболонка захищає нуклеїнову кислоту від несприятливих умов зовнішнього середовища, а також перешкоджає проникненню ферментів клітин до РНК і її розщеплення. Молекули вірусної РНК можуть самовідтворюватися. Це означає, що вірусна РНК є джерелом генетичної інформації і одночасно іРНК. Тому в ураженій клітині у відповідності з програмою нуклеїнової кислоти вірусу на рибосомах клітини господаря синтезуються специфічні вірусні білки і здійснюється процес самозбірки цих білків з нуклеїнової кислотою в нові вірусні частки. Клітка при цьому виснажується і гине. При ураженні деякими вірусами клітини не руйнуються, а починають посилено ділитися, часто утворюючи у тварин, у тому числі і людини, злоякісні пухлини.
Бактеріофаги. Особливу групу представляють віруси бактерій – бактеріофаги, або фаги, які здатні проникати в бактеріальну клітину і руйнувати її.
Тіло фага кишкової палички складається з голівки, від якої відходить порожнистий стрижень, оточений чохлом з скорочувального білка. Стержень закінчується базальної платівкою, на якій закріплені шість ниток (див. рис. 5.2). Усередині головки знаходиться ДНК. Бактеріофаг за допомогою відростків прикріплюється до поверхні кишкової палички і в місці зіткнення з нею розчиняє за допомогою ферменту клітинну стінку. Після цього за рахунок скорочення головки молекула ДНК фага впорскується через канал стрижня в клітку. Приблизно через 10-15 хв під дією цієї ДНК перебудовується весь метаболізм бактеріальної клітини, і вона починає синтезувати ДНК бактеріофага, а не власну. При цьому синтезується і фагів білок. Завершується процес появою 200 – 1 000 нових фагових частинок, в результаті чого клітина бактерії гине.
Читайте також: включення рослинної клітини
Бактеріофаги, що утворюють у заражених клітинах нове покоління фагових частинок, що призводить до лізису (розпаду) бактеріальної клітини, називаються вірулентними фагами.
Деякі бактеріофаги всередині клітини господаря не реплицируются. Замість цього їх нуклеїнова кислота включається в ДНК господаря, утворюючи з нею єдину молекулу, здатну до реплікації. Такі фаги отримали назву помірних фагів або профагов.
Вірусні хвороби. Поселяясь в клітинах живих організмів, віруси викликають небезпечні захворювання багатьох сільськогосподарських рослин (мозаїчну хворобу тютюну, томатів, огірків; скручування листя, карликовість, жовтяницю тощо) і домашніх тварин (ящур, чуму у свиней і птахів, інфекційну анемію у коней, рак та ін.) Зазначені хвороби різко знижують врожайність культур, призводять до масової загибелі тварин. Віруси викликають також багато небезпечні захворювання людини: грип, кір, віспу, поліомієліт, свинку, сказ, жовту лихоманку та ін В останні роки до них додалося ще одне страшне захворювання – СНІД.
СНІД-синдром набутого імунодефіциту-епідемічне захворювання, що вражає переважно імунну систему людини, яка захищає його від різних хвороботворних мікроорганізмів. Поразка системи клітинного імунітету призводить до інфекційних захворювань і злоякісних пухлин. Організм стає беззахисним до мікробів, які в звичайних умовах не викликають хвороби.
Збудник хвороби-вірус імунодефіциту людини (ВІЛ). Геном ВІЛ представлений двома ідентичними молекулами РНК, що складаються приблизно з 10 тис. пар основ. При цьому ВІЛ, виділені від різних хворих на СНІД, відрізняються один від одного за кількістю підстав (від 80 до 1 000).
ВІЛ має унікальної мінливістю, яка в п’ять разів перевищує мінливість вірусу грипу і в сто разів більше, ніж у вірусу гепатиту В. Безперервна генетична і антигенна мінливість вірусу в людській популяції призводить до появи нових віріонів ВІЛ, що різко ускладнює проблему отримання вакцини та ускладнює проведення спеціальної профілактики СНІДу. Більше того, це властивість ВІЛ, на думку ряду фахівців, ставить під сумнів саму принципову можливість створення ефективної вакцини для захисту від СНІДу.
Один з проявів зараження людини вірусом СНІДу – ураження центральної нервової системи. Типових симптомів, характерних саме для СНІДу, не виявлено.
Для СНІДу характерний дуже тривалий інкубаційний період (обчислюється з моменту ураження до появи перших ознак хвороби). У дорослих він складає в середньому 5 років. Передбачається, що ВІЛ може зберігатися в організмі людини довічно. Це означає, що до кінця свого життя інфіковані люди можуть заражати інших, е при відповідних умовах можуть самі захворіти на СНІД.
Один з головних шляхів передачі ВІЛ та поширення СНІДу – статеві контакти, оскільки збудник хвороби найбільш часто знаходиться в крові, спермі і вагінальних виділеннях інфікованих людей.
Інший шлях інфікування – використання нестерильних медичних інструментів, якими найчастіше користуються наркомани. Можлива також передача інфекції через кров і деякі лікарські препарати, при пересадці органів і тканин, використанні донорської сперми та ін Зараження може відбуватися і при виношуванні плоду, під час народження дитини або в період його грудного вигодовування матір’ю, інфікованої ВІЛ або хворий на СНІД.
Ведучими факторами ризику в поширенні цього захворювання є також проституція і часта зміна статевих партнерів як при гомо-і бісексуальної, так і при гетеросексуальної передачі інфекції. За різними оцінками, в подружніх парах передача інфекції від одного з заражених відбувається з частотою від 35 до 60%. Наслідки поширення інфекції та її вплив на здоров’я непередбачувані.
Гарантією безпеки від СНІДу є здоровий спосіб життя, міцність шлюбних уз і сім’ї, негативне ставлення до статевих збочень і розбещеності, випадкових статевих зв’язків. В якості особливої заходи профілактики слід виділити використання фізичних контрацептивів – презервативів.
Походження вірусів у процесі еволюції поки неясно. Їх залежність від інших організмів, у клітинах яких вони ростуть і розмножуються, дає підставу вважати, що вони з’явилися не раніше клітинних організмів. Передбачається, що віруси являють собою сильно дегенерировавшие клітини або їх фрагменти, що втратили в процесі пристосування до паразитизму все, без чого можна обійтися (клітинну стінку, цитоплазму з органелами), за винятком свого спадкового апарату у вигляді нуклеїнової кислоти (РНК або ДНК) і захисного апарату у формі білкової капсули.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)