1. A natureza dos vírus.

2. Origem dos vírus.

3. O lugar dos vírus na biosfera.

4. Certas formas de vírus (bacteriófagos, príons, viróides, vírus de plantas, vírus de fungos e algas).

Posteriormente, ao estudar bacteriófagos temperados, foram obtidos dados que contradiziam a então reconhecida definição de vírus como organismos, uma vez que não são, segundo A. Lvov, "unidades independentes de estruturas e funções inter-relacionadas". Esse julgamento é baseado no fato de que o genoma de bacteriófagos individuais se integra ao genoma bacteriano da mesma maneira que nos vírus oncogênicos, com a formação de uma forma separada da existência de vírus - o provírus. Além disso, a expressão de seu genoma pode ser diferente. Com a expressão completa, vírions maduros são formados, com expressão incompleta, apenas algumas proteínas são formadas.

O conceito de representar vírus como um organismo entra em colapso quando se consideram estruturas como viróides, vírus satélite e plasmídeos.

Os vírus de satélite são amplamente difundidos na natureza. Eles são incapazes de se reproduzir sem vírus completos, em particular os adenovírus.

Os plasmídeos são seções circulares de DNA. Eles não são capazes de se replicar, mas são replicados pelos sistemas enzimáticos das bactérias.

Viróides são estruturas de RNA com baixo peso molecular, nas quais nem mesmo um polipeptídeo pode ser codificado, portanto, não podem ser classificados como vírus.

Assim, a natureza e a origem dos vírus continuam sendo as questões mais difíceis da virologia, longe de estarem resolvidas. Até agora, existem dois julgamentos diametralmente opostos em relação à natureza dos vírus.

Existem várias hipóteses para a origem dos vírus.

1ª hipótese (1935).

2ª hipótese.

3ª hipótese (1964)

De acordo com essa hipótese, os ácidos nucléicos surgiram na natureza de forma abiogênica, independentemente do sistema vivo.

4ª hipótese (1967).

De acordo com essa hipótese, os vírus são componentes separados de células que contêm ácidos nucléicos e se tornam elementos autônomos de autoprodução. Essa hipótese tem o maior número de adeptos. Alguns vírus de DNA podem ter surgido de epissomas e mitocôndrias. Por exemplo, o vírus da hepatite B é semelhante à mitocôndria das células e os viróides são estruturas semelhantes ao t-RNA.

Ecologia é a ciência da relação de um organismo com o meio ambiente.

A transformação da biosfera é um fator poderoso que influencia a evolução das infecções virais. Tudo isso leva a uma mudança nas biocenoses, o que acarreta uma mudança no sistema imunológico do macroorganismo.

A transformação da biosfera ocorre por diversos motivos, entre os quais os principais são o uso de antibióticos, pesticidas, vacinas e outros agentes que afetam diretamente a biosfera e seus componentes.

As principais propriedades dos vírus que os distinguem das bactérias:

1. Valor muito pequeno (medido em nm).

2. Falta de estrutura celular.

3. A presença de apenas um ácido nucléico.

4. Falta de metabolismo autônomo e conexão energética do vírus com a célula hospedeira.

5. A presença de tropismo.

6. Tipo de reprodução desunido.

7. Capacidade de induzir a formação de inclusões intracelulares.

9. Resistência de vírus a baixas temperaturas, antibióticos e sulfonamidas.

10. A presença de pluralismo em muitos vírus.

Bacteriófagos.

Os bacteriófagos têm uma morfologia característica inerente apenas a eles. Todos os bacteriófagos contêm uma cabeça, que é constituída de capsômeros dispostos em um polígono. O ácido nucléico do bacteriófago está contido dentro do capsídeo da cabeça. A maioria dos bacteriófagos também tem um processo (cauda) ligado em uma das extremidades da cabeça. Em fagos complexos, o processo consiste em uma haste oca formada pelo empacotamento em espiral de proteínas estruturais. Além disso, uma placa de fago e receptores de filamentos de proteínas localizados na extremidade livre do apêndice podem entrar na estrutura do apêndice. O broto é projetado para se ligar aos receptores da célula bacteriana e garantir a penetração do ácido nucleico do fago na bactéria.

O tamanho da cabeça da maioria dos fagos é de 20-90 nm, e o processo é de 100 a 200 nm, com espessura de 2,5-3 nm.

Devido à variedade de características morfológicas dos bacteriófagos, cinco grupos morfológicos principais são distinguidos: (1) bacteriófagos com um processo de contração, (2) bacteriófagos com um longo processo de não contração, (3) bacteriófagos com um processo curto, (4) bacteriófagos sem processo. (5) fagos filamentosos. Os três primeiros tipos morfológicos contêm DNA de fita dupla, o quarto - RNA de fita simples ou DNA, o quinto - RNA de fita simples.

Dependendo do tipo de infecção causada, os bacteriófagos são divididos em virulentos e moderados. Os bacteriófagos virulentos dão origem a uma infecção lítica produtiva, ou seja, uma infecção celular que leva à lise da célula bacteriana e à liberação de uma nova geração de bacteriófagos.

Os fagos moderados, ao contrário dos bacterófagos virulentos, causam infecção lisogênica abortiva, ou seja, infecção que não leva à formação de uma nova geração de bacteriófagos. Na maioria dos casos, isso se deve à integração do genoma do bacteriófago no genoma celular e à transição do vírus para o estado de provírus. Este estado da célula bacteriana é denominado lisogenia. Nesse caso, a infecção produtiva é observada apenas em um número limitado da população bacteriana. No entanto, a exposição a certos fatores físicos (radiação UV) pode aumentar a porcentagem de células bacterianas com infecção produtiva devido à ativação do provírus.

Viróides.

Mais de 16 doenças de plantas são causadas por um grupo especial de agentes infecciosos chamados viróides. Eles são moléculas circulares de RNA de fita simples contendo de 250 a 370 nucleotídeos. Os viróides são transmitidos de planta para planta mecanicamente ou com pólen. Após a infecção, os viróides são encontrados principalmente dentro do núcleo da célula afetada em quantidades de 200 a 10.000 cópias de ácido nucléico. Sabe-se que as moléculas de ácido nucléico de viróide não funcionam como i-RNA e não regulam a síntese de proteínas. O mecanismo de início dos sintomas em plantas afetadas permanece obscuro. Os viróides às vezes causam infecções latentes nas plantas.

Embora o RNA do viróide possa ser replicado pela RNA polimerase dependente de RNA, a replicação do RNA do viróide ocorre com a participação de uma enzima celular que percebe o RNA como uma fita de DNA celular.

Os mais estudados são os viróides, que causam a doença da batata. Eles contêm um RNA circular contendo 359 nucleotídeos e empacotados como um bastão curto, combinando pares de nucleotídeos complementares dentro de um ácido nucleico. Várias cepas foram isoladas, diferindo em virulência. Verificou-se que isso se deve a uma mudança na sequência de nucleotídeos em duas regiões curtas do RNA do viróide.

Prions.

Entre os agentes infecciosos que causam doenças em humanos e animais, existe um grupo especial chamado príons. Receberam esse nome pelo fato de conterem apenas proteínas, pelo que também são denominados Agente Infeccioso Proteico (PrP). Até agora, não foi encontrado um único nucleotídeo nos príons, mas apenas a presença de uma proteína com peso molecular de 33 a 35 D. Também foi estabelecido que o gene que codifica essa proteína está presente em muitos vertebrados e até mesmo em invertebrados. Portanto, a possibilidade de origem animal dos príons não está excluída.

O mecanismo para o desenvolvimento de doenças por príons ainda não foi estabelecido. Acredita-se que a infecção seja causada por uma proteína alterada do organismo, que, na presença dos fatores químicos necessários, pode causar destruição e morte das células. No entanto, essa hipótese não concorda com os dados sobre a existência de várias cepas do mesmo príon. Outra hipótese é que os príons contêm um pequeno pedaço de ácido nucléico encerrado na proteína PrP.

Os príons causam as chamadas infecções lentas em humanos e animais - encefalopatia espongiforme, Kuru, doença de Creutzfeldt-Jakob e outras.

Vírus de plantas.

Os vírus de plantas não são tão bem compreendidos quanto os de animais. Isso se deve às dificuldades de seu cultivo, visto que requerem a obtenção de um tipo especial de células sensíveis obtidas de plantas. No entanto, foi estabelecido que a maioria dos vírus de plantas é transmitida por meio de insetos, portanto, agora se tornou possível cultivar vírus de plantas em culturas de células obtidas a partir de células de vários insetos.

A morfologia dos vírus vegetais não difere significativamente da morfologia dos vírus animais. A maioria contém um capsídeo espiral rígido ou flexível, alguns vírus possuem um capsídeo cúbico, bem como um capsídeo do tipo simetria cúbica com capsômeros adicionais na superfície. Quase todos os vírus de plantas são vírus de RNA genômico contendo uma molécula de RNA de fita simples ou dupla. As únicas exceções são Caulimovírus e Geminivírus contendo DNA.

A reprodução de vírus de plantas não difere significativamente dos vírus de animais. A principal diferença reside apenas no fato de que uma enzima para replicação do RNA está presente no interior da célula vegetal, portanto, no processo de reprodução, a maioria dos vírus vegetais utiliza uma enzima celular. A montagem do vírion também é ligeiramente diferente. No estágio final da replicação, o RNA associa-se aos capsômeros na extremidade 3 'do genoma; em seguida, os capsômeros são adicionados ao longo da hélice do ácido nucleico, como discos ocos em um bastão, com a formação de um vírion maduro.

Os métodos de transmissão de vírus de plantas são diferentes - com o vento, insetos, nematóides de plantas, fungos, etc.

Vírus de fungos e algas.

A maioria dos vírus é isolada de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicilium e contém uma molécula de RNA de fita dupla encerrada em um capsídeo cúbico. Todos os vírus de fungos e algas têm tamanhos da ordem de 25-50 nm.

Por muito tempo, houve um debate sobre o que são os vírus - vivos ou inanimados. Na verdade, os vírus têm uma estrutura muito simples, não têm organização celular e podem se cristalizar. Até D.I. Ivanovsky descobriu formações semelhantes a cristais nas células das folhas de tabaco afetadas pela doença do mosaico. Eles são chamados de "cristais Ivanovsky". A cristalização não se encaixa em nossas idéias sobre os seres vivos. Os vírus não possuem metabolismo independente; na fase de síntese dos componentes do vírion, existe na forma "desmontada", sua componentes individuais são moléculas de ácido nucléico e proteína. Os vírus podem mostrar suas propriedades infecciosas mesmo que existam apenas na forma de uma molécula de ácido nucléico - a infecciosidade do ácido nucléico do vírus. Tudo isso fala dos vírus como agentes inanimados.

Porém, por outro lado, os vírus têm a capacidade de manter sua individualidade, isolando-se do meio externo, proporcionando, ainda que de forma peculiar, a reprodução de seu genótipo e fenótipo. Os vírus são caracterizados pelos fenômenos de hereditariedade e variabilidade; eles evoluem de acordo com as leis comuns a todos os seres vivos. Isso confirma a natureza viva dos vírus.

Aparentemente, a solução para o problema da natureza dos vírus tem um significado mais teórico geral do que prático e está associada ao problema de definir os seres vivos. Com a descoberta dos vírus, nossa compreensão da essência da vida se expandiu e se aprofundou.

Mas nós, médicos, devemos abordar essa questão de uma posição pragmática. Os vírus são os agentes causadores de doenças infecciosas virais. E o processo infeccioso, em contraste com a intoxicação, é o processo de interação entre dois seres vivos. As doenças virais surgem e propagam-se de acordo com as leis das doenças infecciosas, requerem a utilização dos mesmos métodos de prevenção e tratamento das infecções causadas por outros microrganismos. Portanto, do ponto de vista da medicina prática, consideraremos os vírus como patógenos vivos de doenças virais infecciosas, exigindo o uso de medidas terapêuticas, profiláticas e antiepidêmicas.

A questão da origem dos vírus, como se pode entender, não tem atualmente uma solução fundamentada. Está intimamente relacionado com a solução do problema da origem da vida na Terra. Mas deve-se considerar as principais hipóteses sobre a origem dos vírus.

A segunda hipótese pode ser designada como hipótese do “protobionte”. Ela presume que os vírus são os descendentes dos seres vivos mais simples, que foram os ancestrais de todos os seres vivos e foram formados a partir de matéria orgânica inanimada. Mais tarde, essas formações evoluíram para a formação de organismos celulares, e os vírus são descendentes remanescentes desses protobiontes. Essa hipótese também foi desenvolvida intensamente por virologistas soviéticos. No entanto, é muito difícil explicar como esses vírus primários poderiam existir e se reproduzir na ausência de células. Afinal, os vírus não são capazes de se multiplicar sem o uso de organelas e sistemas enzimáticos das células. Portanto, no momento, a hipótese da origem dos vírus de formas de vida pré-celulares primárias não é compartilhada pela maioria dos virologistas.

A terceira hipótese pode ser definida como a hipótese dos “genes loucos”. Ela assume que os vírus são elementos genéticos de células que se isolaram e adquiriram a capacidade de existir de forma autônoma. A hipótese explica bem a diversidade do material genético dos vírus e a possibilidade de sua existência e evolução.

É preciso lembrar que as bactérias possuem estruturas genéticas semelhantes, que podem ser transmitidas de uma célula bacteriana para outra e nelas reproduzidas. Estes são plasmídeos. Os plasmídeos são pequenas moléculas circulares de DNA com certa autonomia. Eles podem ser reproduzidos em células bacterianas ou integrados no cromossomo bacteriano. Essas propriedades dos plasmídeos são semelhantes às dos vírus. A propósito, um fago, um vírus bacteriano, na forma de um profago, chamamos de plasmídeos.

Pode-se imaginar que os vírus são regiões de ácidos nucléicos circundadas por membranas de proteínas. Os envelopes do vírus fornecem a capacidade de permanecer no estado extracelular e penetrar na célula. É essa hipótese que atualmente é compartilhada por muitos virologistas. Podemos expressar a esperança de que, com o desenvolvimento de nosso conhecimento sobre os seres vivos, possamos resolver o problema da origem dos vírus.

1. Pyatk³n KD, Krivoshein Yu.S. M³crob³olog³i. - K: Escola Superior, 1992.-- 432 p.

Timakov V.D., Levashev V.S., Borisov L.B. Microbiologia. - M: Medicine, 1983.-- 312 p.

2. Borisov L.B., Kozmin-Sokolov B.N., Freidlin I.S. Guia para estudos laboratoriais em microbiologia médica, virologia e imunologia / ed. Borisova L.B. - G .: Medicine, 1993.-- 232 p.

3. Microbiologia médica, virologia e imunologia: Textbook ed. A.A. Vorobyov. - M.: Agência de Informação Médica, 2004. - 691 p.

4. Microbiologia médica, virologia, imunologia / ed. L.B. Borisov, A.M. Smirnova. - M: Medicine, 1994.-- 528 p.

5. Bukrinskaya A.G. Virology. - M: Medicine, 1986.-- 336 p.

Aula 22. CARACTERÍSTICAS DE INFECÇÃO E IMUNIDADE EM DOENÇAS VIRAIS

Ministério da Educação Geral e Profissional

Região de Sverdlovsk

GOU SPO "Krasnoufimsky Pedagogical College"

Vírus e naturezaa origem deles

Executor:

Dmitrieva I.Yu.,

aluno do grupo 23

Supervisor:

O. Kaptieva,

professor

Ciência natural

disciplinas

Krasnoufimsk

Passaporte

Título do projeto: "Vírus e a natureza de sua origem".

Gerente de projeto: O. V. Kaptieva

Disciplina acadêmica na qual o trabalho no projeto é realizado

Ciência natural.

Disciplina acadêmica próxima à disciplina de biologia.

Tipo de projeto: criativo.

A idade dos alunos para os quais o projeto é oferecido é de 16 a 18 anos.

Equipamento necessário: livros, fotografias,

computador, impressora, scanner.

Introdução

A natureza da origem dos vírus

O que são formas de vida não celulares?

Como um vírus entra em uma célula?

Método de propagação de vírus

O que é AIDS?

Os danos e benefícios dos vírus

A América aprovou vírus como um suplemento dietético

Conclusão

Bibliografia

Introdução

A diversidade da vida na Terra é difícil de descrever. Acredita-se que agora nosso planeta seja habitado por mais de um milhão de espécies de animais, 0,5 milhão de espécies de plantas, até 10 milhões de microrganismos, e esses números estão subestimados. Não, e nunca haverá uma pessoa que conheça todas essas espécies. Além disso, é urgente o sistema da natureza viva, orientado pelo qual nele possamos encontrar um lugar para o organismo que nos interessa, seja uma bactéria causadora de uma nova doença, um novo besouro ou um carrapato, um pássaro ou um peixe. As pessoas perceberam essa necessidade no século passado.

Foi então que o grande naturalista sueco Karl Linnaeus criou o sistema científico da natureza viva, que usamos até hoje. A idade da taxonomia científica foi relatada desde 1758, quando a décima edição do "Sistema da Natureza" de Linnean foi publicada. Os princípios básicos de Linnaeus e os nomes das espécies dados a ele ainda estão preservados, embora as espécies sejam agora conhecidas milhares de vezes mais.

Em nosso mundo, existe um grande grupo de seres vivos que não possuem uma estrutura celular. Essas criaturas são chamadas de vírus ("vírus" do latim - veneno) e não representam formas de vida não celulares. Os vírus não podem ser atribuídos a animais ou plantas. Eles são extremamente pequenos e, portanto, só podem ser estudados com um microscópio eletrônico.

Os vírus são capazes de viver e se desenvolver nas células de outros organismos. Ao se instalarem nas células de animais e plantas, os vírus causam muitas doenças perigosas, como a doença do mosaico do tabaco, ervilhas e outras culturas (nas plantas). No estudo de procariotos e vírus, o sistema Linnean não é totalmente aplicado. Em sua época, quase nada se sabia sobre o mundo dos microrganismos.

Portanto, as formas de vírus e bactérias no sistema são freqüentemente denotadas não por letras latinas sonoras, mas por combinações de letras e números. Os vírus têm ligações genéticas com representantes da flora e da fauna da Terra. De acordo com estudos recentes, mais de 30% do genoma humano consiste em informações codificadas por elementos semelhantes a vírus e transposons. Com o auxílio de vírus, pode ocorrer a chamada transferência horizontal de genes (xenologia), ou seja, a transferência de genes entre dois não relacionados (ou mesmo relacionados a tipos diferentes) indivíduos.

Escolhemos este tema porque acreditamos que é muito relevante para o nosso tempo. Muitos cientistas têm lutado contra vírus perigosos e mortais desde a época em que foram descobertos.

Do meu ponto de vista, o combate aos vírus sempre será, até que os cientistas encontrem um meio que destrua esses organismos perigosos para a vida humana, que possuem uma estrutura não celular.

É muito difícil lidar com esses organismos, pois eles tendem a mudar a composição de sua estrutura quando entram em condições favoráveis.

Ao escrever o projeto, nos propusemos o seguinte objetivo: estudar a essência da origem dos vírus, sua estrutura e papel na natureza.

1) selecionar as fontes de informação necessárias;

2) malhar Essa informação e relacioná-lo com o problema em estudo;

3) considerar as descobertas dos cientistas para estudar a estrutura dos vírus;

4) encontre as qualidades positivas e negativas dos vírus;

5) preparar-se para defender o projeto.

A natureza e origem dos vírus

As idéias modernas sobre vírus evoluíram gradualmente. Em 1892. DI. Ivanovsky chamou a atenção para a doença generalizada do tabaco, em que as folhas são cobertas por manchas esparsas (doença do mosaico). Após a descoberta dos vírus por Ivanovsky, eles foram considerados simplesmente microrganismos muito pequenos, incapazes de crescer em meio nutriente artificial. Logo após a descoberta do vírus do mosaico do tabaco, a natureza viral da febre aftosa foi provada e, alguns anos depois, bacteriófagos foram descobertos. Assim, três grupos principais de vírus foram descobertos, infectando plantas, animais e bactérias. No entanto, por muito tempo esses ramos independentes da virologia desenvolveram-se isoladamente, e os vírus mais complexos - os bacteriófagos - foram por muito tempo considerados não matéria viva, mas algo como enzimas. No entanto, no final da década de 1920 e início da de 1930, ficou claro que os vírus são matéria viva e, mais ou menos na mesma época, os nomes de vírus filtráveis, ou ultravírus, foram atribuídos a eles.

No final dos anos 30 - início dos 40, o estudo dos vírus avançou tanto que as dúvidas sobre sua natureza viva desapareceram, e uma declaração sobre os vírus como organismos foi formulada. A base para o reconhecimento dos vírus como organismos foram os fatos obtidos durante seu estudo, indicando que os vírus, como outros organismos (animais, plantas, protozoários, fungos, bactérias), são capazes de se reproduzir, possuem hereditariedade e variabilidade, adaptabilidade às mudanças nas condições de seus habitat e, por fim, a suscetibilidade à evolução biológica, proporcionada pela seleção natural ou artificial. Em primeiro lugar, trata-se da interação de dois genomas - viral e celular.

De acordo com a terceira, os vírus são derivados de estruturas genéticas celulares que se tornaram relativamente autônomas, mas mantiveram sua dependência das células. A terceira hipótese de 20-30 anos parecia improvável e até recebeu o nome irônico de hipótese de genes em fúria. No entanto, os fatos acumulados fornecem cada vez mais novos argumentos a favor dessa hipótese. Junto com isso, um número significativo de fatos se acumulou indicando a existência na natureza em grande escala da troca de blocos prontos de informação genética, inclusive entre representantes de diferentes vírus evolutivamente distantes. Como resultado dessa troca, as propriedades hereditárias podem mudar rápida e abruptamente pela incorporação de genes estranhos (emprestando uma função do gene). Novas qualidades genéticas também podem surgir devido a uma combinação inesperada de genes intrínsecos e integrados (o surgimento nova função) Por fim, um simples aumento no genoma devido a genes não funcionais abre a possibilidade de evolução destes (a formação de novos genes).

O que são formas de vida não celulares?

Ele morde dolorosamente e ofensivamente

Embora às vezes não seja visível ...

J. Swift

“Bem, deixe nossa bela estranha permanecer uma estranha, se ela nos amasse,”? disse, segundo a lenda, o excelente microbiologista L. Pasteur, por não ter conseguido isolar o agente causador da raiva? uma doença terrível da qual não havia salvação no século XIX. Ele conseguiu obter uma vacina e, assim, aprender a natureza de um agente infeccioso e salvar muitos milhares de vidas humanas. Ninguém poderia ter feito isso naquela época, já que o agente causador da raiva não era um micróbio, como esperava L. Pasteur, mas um vírus.

Junto com os organismos unicelulares e multicelulares, existem outras formas de vida na natureza. São vírus que não possuem estrutura celular. Eles representam uma forma de transição entre a matéria viva e a não viva. Os vírus são muito simples. Cada partícula viral consiste em RNA ou DNA envolto em uma capa protéica chamada capsídeo, uma partícula infecciosa totalmente formada é chamada virion... Alguns vírus (herpes ou influenza) também possuem um envelope adicional que surge da membrana plasmática da célula hospedeira. Os vírus podem viver e se reproduzir apenas nas células de outros organismos. No ambiente externo, não apresentam sinais de vida, muitos estão na forma de cristais. O tamanho dos vírus varia de 20 a 300 nm.

O vírus tem uma estrutura interna bastante complexa. Seu núcleo (núcleo) contém uma (às vezes mais) molécula de ácido nucléico (DNA ou RNA). Os ácidos nucléicos dos vírus menores contêm de 3 a 4 genes, e os maiores vírus têm até 100 genes. Do lado de fora, o vírus é coberto por uma "bainha" de proteína que protege o ácido nucléico das influências ambientais prejudiciais. A forma dos vírus é muito diversa. Por tamanho, os vírus são divididos em grandes (300-400 nm de diâmetro), médios (80-125 nm) e pequenos (20-30 nm). Vírus grandes podem ser vistos em um microscópio comum, os menores são estudados em um microscópio eletrônico.

Como um vírus entra em uma célula?

Os vírus de plantas, cujas células, além da membrana, são protegidas por uma forte membrana de celulose, podem penetrar neles apenas em alguns lugares dano mecânico... Os portadores desses vírus podem ser artrópodes - insetos como pulgões e carrapatos com um aparelho sugador. Eles carregam vírions em sua tromba. E em humanos, os vetores de doenças virais podem ser mosquitos (febre amarela), mosquitos (encefalite japonesa) ou carrapatos (encefalite taiga). Anteriormente, todos os vírus que se espalhavam com a ajuda de sugadores de sangue eram combinados em um grupo arbovírus.

Células animais não envelopadas protegidas por uma única membrana são mais vulneráveis ​​a vírus principalmente devido à sua capacidade de phago- e pinocetose... Capturando nutrientes, eles freqüentemente "engolem" e vírions. Se as células estiverem conectadas umas às outras, como as células do sistema nervoso, o vírus pode viajar por esses contatos, infectando uma célula após a outra. Geralmente é um processo lento (é assim que ocorre uma infecção, por exemplo, quando mordido por um animal raivoso).

Finalmente, muitos vírus desenvolvem adaptações especiais para entrar na célula. As células que revestem as vias aéreas são cobertas por uma camada protetora de muco. Mas o vírus da gripe afina o muco e penetra na membrana (razão pela qual o primeiro sintoma da gripe costuma ser coriza).

O vírus da AIDS infecta os glóbulos brancos do nosso sangue - leucócitos usando proteínas que se projetam da superfície de sua casca, "roubadas" da célula hospedeira.

Nesta foto, você pode ver como os vírus entram na célula. À esquerda e no centro, o bacteriófago E. coli: quando a cauda se contrai, o filamento de DNA da cabeça é injetado no citoplasma da célula bacteriana. À direita está a infecção de uma célula humana com o vírus da AIDS. A glicoproteína do envelope gP 120 adere a uma proteína CD 4 específica; A gP 41 perfura a membrana da célula hospedeira e, como resultado, a cápsula da proteína de RNA entra no citoplasma e a casca vazia do vírion é descartada.

Classificação de organismos com base na teoria celular. Características gerais dos vírus e seu papel biológico e ecológico na Terra.

Ao estudar o mundo orgânico da Terra, verificou-se que os organismos, de acordo com sua estrutura, podem ser divididos em dois grandes grupos: celular e não celular formulários. A maioria dos organismos tem celular estrutura, e apenas organismos que formam o reino Vírus tenho não celular estrutura.

Os vírus foram descobertos por D.I. Ivanovsky em 1892 e em 1917. Felix Darel descobriu o bacteriófago - um vírus que infecta bactérias. Os vírus formam um reino Pré-celular ou Vírus... São organismos muito pequenos em tamanho (de 20 a 200 nm (nanômetros)). Os vírus não são capazes de crescer e sua atividade vital pode ser realizada apenas dentro da célula do organismo hospedeiro.

O papel biológico e ecológico dos vírus é que eles são um fator de evolução, causando a morte de indivíduos debilitados e contribuindo para a sobrevivência de organismos mais adaptados a um determinado habitat.

Método de propagação de vírus

Vírus(do latim vírus - veneno) - uma partícula microscópica capaz de infectar células de organismos vivos.

Virologia(de vírus e logos - palavra, doutrina), a ciência dos vírus. A virologia geral estuda a natureza dos vírus, sua estrutura, reprodução, bioquímica, genética.

O modo de reprodução dos vírus também difere da divisão, brotamento, esporulação ou processo sexual, que ocorre nos organismos unicelulares, nas células dos organismos multicelulares e nestes últimos em geral. Reprodução ou replicação, como comumente se refere à multiplicação de vírus. A formação de vírions ocorre por automontagem (empacotamento do ácido nucleico viral em capsídeos proteicos e formação de um nucleocapsídeo), ou com a participação da célula, ou por ambos os métodos (vírus com envelope). Claro, a oposição da divisão celular mitótica e replicação não é absoluta, uma vez que os métodos de replicação do material genético em vírus contendo DNA não diferem fundamentalmente, e se levarmos em conta que a síntese de material genético em vírus contendo RNA também é realizada de acordo com o tipo de matriz, então a oposição é mitose relativa e replicação de todos os vírus. E, no entanto, as diferenças nos métodos de reprodução de células e vírus são tão significativas que tem que dividir todo o mundo vivo em vírus e não-vírus.

O que é AIDS?

Existem muitos vírus no mundo que causam doenças que são perigosas para os humanos, como raiva, encefalite, polieemia, imunodeficiência, gripe, varíola ...

A virologia médica, veterinária e agrícola investiga os vírus patogênicos, suas propriedades infecciosas, desenvolve medidas para a prevenção, diagnóstico e tratamento das doenças por eles causadas.

Hoje em dia, a AIDS (síndrome da imunodeficiência adquirida) é um problema sério. É uma doença humana epidêmica que afeta predominantemente o sistema imunológico, que protege o corpo de vários agentes causadores de doenças. A infecção do sistema de imunidade celular humana se manifesta pelo desenvolvimento de doenças infecciosas progressivas e neoplasias malignas, e o corpo fica indefeso contra micróbios que normalmente não causam doenças.

Pela primeira vez, a AIDS foi oficialmente registrada nos Estados Unidos em 1981 e em 1983. Foi possível comprovar que é causada por um vírus humano até então desconhecido, da família dos retrovírus. Esse

o vírus inclui apenas sua enzima inerente - reverter... Sua descoberta foi uma verdadeira revolução na biologia, pois mostrou a possibilidade de transferência de informação genética não apenas de acordo com o esquema clássico DNA> RNA> proteína, mas também pela transcrição reversa de RNA> DNA.

O agente causador da doença é o vírus da imunodeficiência humana (HIV). O genoma do HIV é representado por duas moléculas de RNA idênticas de aproximadamente 10.000 pares de bases. Além disso, o HIV isolado de vários pacientes com AIDS diferem entre si no número de bases (de 80 a 1000). O HIV tem uma variabilidade única 5 vezes maior do que a do vírus da gripe e 100 vezes a do vírus da hepatite B. A variabilidade genética e antigênica contínua do vírus na população humana leva ao surgimento de novos vírions do HIV, o que complica fortemente o problema de obter uma vacina e torna difícil realizar uma prevenção especial da AIDS. Além disso, essa propriedade do HIV, de acordo com vários especialistas, lança dúvidas sobre a própria possibilidade de se criar uma vacina eficaz para proteger contra a AIDS.

Uma das manifestações da infecção humana pelo vírus da AIDS são os danos ao sistema nervoso central. A AIDS é caracterizada por um período de incubação muito longo (calculado desde o momento da infecção até o aparecimento dos primeiros sinais da doença). Em adultos, é em média 5 anos. Presume-se que o HIV pode persistir no corpo por toda a vida. Isso significa que, para o resto de suas vidas, as pessoas infectadas podem infectar outras e, nas condições certas, podem contrair AIDS.

Uma das principais vias de transmissão do HIV e disseminação da AIDS são as relações sexuais, uma vez que seu agente causador é mais comumente encontrado no sangue, sêmen e secreções vaginais de pessoas infectadas.

Um estilo de vida saudável, fortes laços conjugais e familiares, atitudes negativas em relação à perversão sexual e promiscuidade e relações sexuais casuais são uma garantia de segurança contra a AIDS.

Abaixo está uma representação esquemática dos vírus: O - o envelope do vírus da varíola; B - inclusões de proteínas. Esquerda - diagrama do vírion do vírus da AIDS; P - proteínas específicas do vírus; gP - glicoproteínas virais; 1 - membrana "roubada" da célula hospedeira; 2 - moléculas de RNA na capa protéica; 3 - moléculas de proteínas que transformam RNA em DNA.

Os danos e benefícios dos vírus

Muitos vírus são a causa de doenças humanas perigosas. Além de AIDS e oncogênico causando câncer, incluem varíola, sarampo, raiva, poliomielite, gripe, doenças respiratórias agudas: infecções respiratórias agudas, febre amarela, herpes (dizem: "febre derramada nos lábios") e até vírus que causam o crescimento de verrugas.

No entanto, nem todas as doenças causadas por vírus aprenderam como prevenir e tratar com sucesso. Ainda não aprendemos como tratar a imunodeficiência e, via de regra, essa terrível doença leva à morte em poucos anos. E um problema completamente sem solução é o câncer. Os médicos do futuro terão que aprender como lutar com sucesso contra os vírus que causam tumores malignos.

Qual é a utilidade dos vírus? Afinal, esses são os inimigos de todas as coisas vivas. Pode ser benéfico se o vírus for inimigo do inimigo, o que significa que nem em todos os casos o efeito do vírus é negativo. Se ele ataca organismos unicelulares, os quais, em particular, incluem bactérias, eles morrem. Portanto, com a ajuda de tais vírus, bacteriófagos, é possível destruir bactérias que causam doenças perigosas como disenteria, cólera e peste.

A capacidade do vírus de matar a célula hospedeira pode ser usada na luta contra células individuais de organismos multicelulares e, acima de tudo - o câncer. Nesse caso, a chave do sucesso é o "direcionamento" exato do vírus para a célula a ser morta, já que por si só está pronto para infectar todas as células do corpo que sejam sensíveis a ele. Para isso, tanto o vírus quanto uma proteína especial, um anticorpo capaz de se ligar seletivamente à superfície de uma célula-alvo, são acoplados a uma nanopartícula, que atua como uma espécie de veículo. Esse "projétil" ataca apenas certas células, destruindo-as. Obviamente, deve-se ter cuidado para garantir que o vírus possa deixar o corpo sem danificar as células saudáveis. Na nanotecnologia, os vírus também são usados ​​como um "modelo" para criar sistemas nanoestruturados.

Alguns vírus que causam doenças em insetos são usados ​​para controlar pragas na agricultura e na silvicultura. No entanto, deve-se reconhecer que os danos causados ​​por essas formas de vida mais simples. Muitas vezes seus benefícios.

A América aprovou vírus como um suplemento dietético

Um método incomum de lidar com doenças infecciosas perigosas, como a listeriose, foi proposto por cientistas americanos. Vírus - bacteriófagos que são seguros para humanos serão pulverizados em produtos de carne prontos para consumo para matar bactérias mortais. Aprovado pelo FDA.

A listeriose, inclusive por meio de alimentos contaminados, afeta milhares de pessoas nos Estados Unidos todos os anos, e cerca de 500 delas morrem. Uma empresa de biotecnologia encontrou uma saída. Ela criou um coquetel de seis vírus que são mortais para a bactéria Listeria monocytogenes. Propôs-se que os vírus fossem pulverizados em massa em produtos de carne prontos para consumo: presunto fatiado, cachorros-quentes, salsichas, salsichas, bem como vários produtos avícolas.

Este batido especialmente preparado e refinado passou em todos os testes necessários - sem efeitos colaterais e sem alterações visíveis nos alimentos processados.

Conclusão

No decorrer do trabalho no projeto, fiquei ainda mais convencido de que uma luta aguda contra os vírus perigosos para a vida humana é necessária. E este também é um trabalho muito trabalhoso, pois os vírus podem sofrer mutações, ou seja, mudança na composição. Por isso é muito difícil encontrar uma cura, por exemplo, contra o vírus da imunodeficiência.

Hoje em dia, os vírus são estudados por cientistas de todo o mundo. A humanidade está tentando se beneficiar deles. Já aprendemos como nos livrar das bactérias que causam várias doenças com a ajuda de bacteriófagos.

Talvez, no futuro, a luta contra os vírus não seja um problema tão sério como é agora.

Não existe um único organismo na natureza que apenas causaria danos e destruiria outros organismos. Afinal, para algo ele foi criado pela natureza?

Acredito ter divulgado totalmente o tema do meu ensaio e resolvido todas as tarefas que me propuseram, tendo trabalhado com toda a literatura sobre o tema, tanto quanto possível.

Eu também acho que esse tópico é muito relevante, é muito necessário no estudo das ciências naturais. Afinal, ao adquirirmos novos conhecimentos sobre os vírus, percebemos todo o perigo que eles podem causar a todos os organismos vivos de nosso planeta.

Bibliografia

1. Bogdanova T. L. Biologia: tarefas e exercícios. Um guia para candidatos a universidades. - M.: Ensino superior, 1991.

2. Knorre DG, Myzina SD Biologicalochemical: Textbook for Chem., Biol. e mel. especialista. universidades. - M: Ensino superior, 2000.

3. Lemeza N. A., Kamlyuk L. V. Biologia em perguntas e respostas: Tutorial/ De capuz. região M. V. Dranko. - Minsk: LLC "Potpurri", 1997.

4. Mednikov BM Biologia: formas e níveis de vida. - M.: Educação, 1994.

5. Polyansky Yu. I. Biologia geral: livro didático. para 10-11 cl. quarta-feira shk. - M.: Educação, 1993.

6. Tupikin EI Biologia geral com noções básicas de ecologia e proteção ambiental: livro didático para o início. prof. Educação. - M.: Centro Educacional e Editorial "Academia", 2002.

A natureza dos vírus

A existência de vírus foi estabelecida pela primeira vez no estudo da doença do mosaico do tabaco. Descobriu-se que o agente causador da doença pode passar por um filtro de porcelana, geralmente usado para capturar bactérias. O tamanho dos vírus varia de 17 a 300 nm de diâmetro. Assim, eles são comparáveis ​​em tamanho às moléculas, por exemplo, um átomo de hidrogênio tem um diâmetro de cerca de 0,1 nm, e o tamanho de uma molécula de proteína é em média dezenas de nanômetros.

Os vírus se reproduzem apenas em células vivas. Muitos deles são altamente específicos em relação ao tipo de células infectadas. Eles alteram radicalmente os processos biossintéticos da célula hospedeira. Nesse caso, o ácido nucléico do vírus muda a célula para a síntese de estruturas específicas do vírus, competindo assim com seu aparato genético. Por exemplo, os vírus respiratórios se multiplicam nas células do revestimento do trato respiratório, causando os sintomas característicos do resfriado comum. Na maioria das vezes, os vírus têm uma faixa estreita de hosts. Um dos métodos mais rápidos para identificar bactérias desconhecidas é o uso de bacteriófagos específicos que destroem certas células bacterianas. Por outro lado, a resposta de algumas espécies de plantas a um vírus desconhecido pode ser usada (em conjunto com outros métodos) para identificar esse vírus.

Até a década de 1930. os vírus eram vistos como as menores bactérias. Em 1933, esse ponto de vista foi refutado. Wendell Stanley, do Rockefeller Institute, obteve um extrato do vírus do mosaico do tabaco de plantas infectadas e o purificou. O vírus purificado foi precipitado como cristais. A cristalização é um dos principais testes para a presença de um composto quimicamente puro que não contém impurezas. Assim, ficou claro que do ponto de vista químico, o vírus é muito mais simples do que um organismo vivo. Quando Stanley dissolveu os cristais da agulha e os aplicou na folha de tabaco, os sintomas característicos da doença do mosaico reapareceram. Assim, foi demonstrado que o vírus permanece infeccioso após cristalização e ressuspensão.

A maioria dos vírus de plantas, como o vírus do mosaico do tabaco, contém apenas RNA, enquanto outros vírus contêm apenas DNA. Ao contrário dos vírus, todos os organismos celulares contêm os dois tipos de ácidos nucléicos. Os vírus não têm ribossomos e enzimas necessárias para a síntese de proteínas e geração de energia. Nesse aspecto, os vírus são fundamentalmente diferentes dos organismos com organização celular.

Viróides e outras partículas infecciosas

Vários patógenos moleculares gostam de vírus e são conhecidos. aparentemente derivado do genoma de bactérias e eucariotos. De particular importância entre eles são os viróides, que, apesar do nome, diferem nitidamente dos vírus.

Viróides são os menores patógenos conhecidos. Eles são muito menores do que os menores genomas virais e não têm uma capa protéica. Apenas os viróides das plantas são conhecidos. Eles consistem em uma molécula de RNA de fita simples que se replica autonomamente nas células infectadas. Os viróides foram identificados como agentes causadores de doenças perigosas. Um causou a morte de milhões de coqueiros nas Filipinas nos últimos cinquenta anos e outro paralisou o cultivo industrial de crisântemos nos Estados Unidos no início dos anos 1950.

O primeiro viróide, o tubérculo do fuso da batata, ou PSTV, foi identificado por Theodore Diner do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos em 1971. Os tubérculos de batata infestados com PSTV são alongados e curvos. Às vezes, rachaduras profundas aparecem neles. PSTV é o maior vírion conhecido. Seu RNA consiste em 359 bases e tem uma forma de anel fechado ou uma estrutura em grampo. Em ambos os casos, os pares de bases complementares são ligados por hidrogênio para formar o RNA de fita dupla semelhante ao DNA. Sob um microscópio eletrônico, ambas as formas de PSTV aparecem em forma de bastonete; seu comprimento é de 50 nm. Embora seja o maior vírion, tem apenas um décimo do tamanho do genoma do menor vírus. Os viróides são encontrados apenas nos núcleos das células infectadas. Eles se replicam como vírus, ou seja, sintetizam uma fita complementar que funciona como um molde. Nesse caso, os viróides usam os sistemas enzimáticos da célula hospedeira.

Como os viróides estão localizados no núcleo e, provavelmente, não podem funcionar como mRNA, presume-se que causem doenças por interferir na regulação dos genes da célula hospedeira. Algumas proteínas em células vegetais infectadas estão presentes em grandes quantidades do que os saudáveis. Embora sequências de nucleotídeos complementares ao PSTV não tenham sido encontradas em plantas saudáveis, especula-se que o PSTV possa ter ocorrido como resultado da alteração do genoma de algumas espécies de batata, seu principal hospedeiro.

Patógenos moleculares diferentes de viróides são encontrados em organismos vivos. A existência de estruturas semelhantes a viróides, mas aguçadas a partir do DNA, também é assumida em animais. Estas são chamadas de "partículas subvirais". Surpreendentemente, alguns fragmentos de proteínas são capazes de controlar sua reprodução em células animais sem a participação de ácidos nucléicos, tais partículas são chamadas de "príons".

O início da história da virologia está associado ao nome de D.I. Ivanovsky, que em 1892 publicou um trabalho sobre o estudo da doença do mosaico do tabaco. Ele observou que o patógeno é a menor criatura, passa por filtros bacterianos, não cresce em meio nutriente e é invisível em um microscópio de luz.

Em 1898, Leffler e Frosch descobriram o vírus da febre aftosa.

Em 1901, Reed e Carroll isolaram o vírus de cadáveres de pessoas que morreram de febre amarela.

D'Errel em 1910 descobriu vírus de bactérias - bacteriófagos.

Os vírus estão disseminados na natureza e no meio ambiente e são quase onipresentes. Eles são encontrados no ar, na água, nos alimentos, no espaço e em organismos vivos, e os vírus bacterianos - bacteriófagos - nas bactérias.

A virologia médica estuda apenas vírus patogênicos para humanos ou significativos para a medicina (bacteriófagos).

A principal tarefa da virologia médica é o estudo da morfologia, fisiologia, genética, ecologia e evolução dos vírus e o desenvolvimento de métodos para o diagnóstico, tratamento e prevenção de infecções em humanos.

As principais propriedades dos vírus:

Eles consistem em proteínas e um ácido nucleico (DNA ou RNA), onde toda a informação genética do vírus é codificada,

Não têm seus próprios sistemas metabólicos e energéticos,

Eles usam os ribossomos da célula hospedeira para sintetizar suas próprias proteínas,

Eles têm uma forma especial de reprodução - disjuntivo Reprodução (desunida): na célula, os ácidos nucléicos e as proteínas dos vírus são sintetizados separadamente e, em seguida, são montados em partículas virais.

Eles podem integrar seu genoma no genoma celular para formar um provírus,

Os vírus são pequenos (de 15 a 250 nm e mais).

Como outras formas de vida, os vírus têm hereditariedade e variabilidade, permanecem viáveis ​​quando congelados, secos, resistentes a antibióticos, mas sensíveis a altas temperaturas.

O vírus fora da célula - virion, tem um ácido nucleico (DNA ou RNA) e uma casca de proteína, é capaz de cristalizar, é infecciosa, ou seja, graças às proteínas direcionadas, proteínas de fixação, enzimas, ele entra na célula, onde é chamado de " vírus", o vírus integrado com o DNA do hospedeiro é chamado provírus.

Além dos vírus típicos, são conhecidas partículas infecciosas incomuns - príons e viróides.

Prions – proteico as partículas infecciosas, que têm a forma de fibrilas de tamanho 10-20x100-200 nm, pesando 30 kD, não contêm ácido nucléico, são resistentes ao calor, proteases, raios ultravioleta, ultrassom e radiação ionizante. Os príons surgem como produtos da mutação de seu próprio gene ou entram no corpo ao comer carne animal que contém príons. Os príons se acumulam no órgão afetado sem causar ação citopatogênica (CPE), resposta imune e respostas inflamatórias. Eles podem bloquear ou ativar genes humanos ou animais.

Viróides- são pequenas moléculas de RNA superenrolado circular que não contêm proteínas, causando doenças em plantas, possivelmente em mamíferos.

Classificação de vírus

Em virtude de suas peculiaridades, os vírus são separados em um super-reino separado. Vira, em que o tipo de ácido nucleico é distinto ribovírus e desoxirribovírus(Tabela 1).

Os sub-reinos são divididos em famílias, que são subdivididas em subfamílias e gêneros. Visualizar- um conjunto de vírus com genoma quase idêntico (DNA ou RNA), propriedades e capacidade de causar um determinado processo patológico. Nomes de família terminam com viridae, subfamília - virinae, Gentil - vírus.

Sinais usados ​​para classificar vírus: 1) tipo de ácido nucléico - DNA ou RNA; 2) sua estrutura (fita simples, fita dupla, linear, circular, fragmentada, não fragmentada com sequências repetitivas e invertidas); 3) estrutura, tamanho, tipo de simetria, número de capsômeros; 4) a presença ou ausência de uma camada externa (supercapsídeo); 5) estrutura antigênica; 6) o fenômeno das interações genéticas; 7) um círculo de proprietários suscetíveis; 8) distribuição geográfica; 9) localização intranuclear ou citoplasmática; 10) sensibilidade a éter e detergentes; 11) a forma de transmissão.

Para determinar se pertence à família dos retrovírus, deve-se levar em consideração a presença da enzima transcriptase reversa.

Os vírus que causam processos infecciosos em humanos são parte de famílias virais contendo DNA e RNA (ver Tabela 1).

Tabela 1.

Classificação e algumas propriedades dos vírus

Família de vírus	Tipo de ácido nucléico	Tamanho do virião, nm	Presença do supercapsídeo	Representantes típicos
Vírus genômicos de RNA
Arenaviridae Arenavirus	fragmentado, fita simples	50-300	+	Vírus Lassa, Machupo
Bunyaviridae Bunyaviruses	fragmentado, fita simples, anular	90-100	+	Vírus da febre hemorrágica e da encefalite
Caliciviridae Calicivírus	fita simples	20-30	-	Vírus da hepatite E, calicivírus humanos
Coronaviridae Coronavírus	RNA de fita simples (+)	80-130	+	Coronavírus humanos
Orthomyxoviridae Orthomyxoviruses	RNA de fita simples fragmentado (-)	80-120	+	Vírus da gripe
Paramyxoviridae Paramyxoviruses	RNA (-) linear de fita simples	150-300	+	Parainfluenza, sarampo, vírus da caxumba, vírus RS
Picornaviridae picornavírus	RNA de fita simples (+)	20-30	-	Vírus da poliomielite, vírus Coxsackie, ECHO, hepatite A, rinovírus
Reoviridae Reoviridae	RNA de fita dupla	60-80	-	Reovírus
Retroviruses Retroviridae	RNA de fita simples	80-100	+	Câncer, leucemia, sarcoma, vírus HIV
Togaviridae Togaviruses	RNA de fita simples (+)	30-90	+	Vírus da encefalite equina, rubéola, etc.
Flaviviridae Flavivírus	RNA de fita simples (+)	30-90	+	Encefalite transmitida por carrapato, febre amarela, dengue, encefalite japonesa, hepatite C, vírus G
Rabdovírus Rhabdoviridae	RNA de fita simples (-)	30-90	+	Vírus da raiva, vírus da estomatite vesicular
Filoviridae Filovírus	RNA de fita simples (+)	200-4000	+	Vírus Ebola, Marburg
Vírus genômicos de DNA
Adenoviridae Adenovírus	linear, fita dupla	70-90	-	Adenovírus de mamíferos e pássaros
Hepadnaviridae Hepadnavírus	fita dupla, anular com seção de fita simples	45-50	+	Vírus da hepatite B
Herpesviridae Herpesvírus	linear, fita dupla		+	Vírus herpes simplex, citomegalia, varicela, mononucleose infecciosa
Papovaviridae Papovavirus	fita dupla, anular	45-55	-	Vírus do papiloma, poliomas
Poxviridae Poxvírus	fita dupla com extremidades fechadas	130-250	+	Vírus da vacina, vírus da varíola
Parvoviridae Parvovirus	linear, fita simples	18-26	-	Vírus adenoassociado

4.2. A estrutura dos vírus

Pela estrutura, dois tipos de partículas virais são distinguidos - simples e complexas. Os vírions simples contêm DNA ou RNA e proteínas. Os complexos no supercapsídeo contêm lipídios, polissacarídeos.

A estrutura interna dos vírus simples e complexos é semelhante, o núcleo do vírus é o genoma viral, que contém de 3 a 100 ou mais genes.

Morfologia e estrutura dos vírus. Vírus simples têm uma capa protéica - capsídeo, que consiste em capsômeros - moléculas de proteína, cuja forma dobrável determina o tipo de simetria. O capsídeo é representado por proteínas a-helicoidais capazes de polimerização.

Os vírus complexos possuem uma camada externa, um supercapsídeo, localizado no topo do capsídeo. O supercapsídeo contém uma camada protéica interna - proteína M, e então uma camada mais volumosa de lipídios e carboidratos extraídos das membranas celulares da célula hospedeira. As glicoproteínas específicas do vírus penetram no supercapsídeo, formando protuberâncias encaracoladas (espinhos, fibras) que desempenham uma função receptora.

Existem 3 tipos de simetria: 1) espiral quando os capsômeros estão dispostos em espiral - a estrutura helicoidal do nucleocapsídeo; 2) cúbico(icosaedro), quando os capsômeros se encaixam nas faces de um poliedro (12-20 lados) - a figura de um icosaedro (20 lados) está na base. Dependendo do tipo de rearranjo e do número de subunidades, o número de capsômeros será 30, 20 ou 12. Os vírions com um capsídeo complexo construído a partir de mais de 60 capsômeros contêm grupos de 5 subunidades - pentâmeros, ou 6 subunidades - hexâmeros; 3) misturado tipo de simetria (em bacteriófagos).

O complexo do capsídeo e do genoma do vírus é denominado nucleocapsídeo... Vírus complexos têm supercapsídeo(peplos). Este envelope de superfície do vírus consiste em lipídios e proteínas de origem celular.

As proteínas virais são: 1) estrutural; 2) não estrutural.

Entre os estruturais destacam-se: capsídeo- fazem parte dos capsômeros e formam uma bainha que protege o ácido nucléico; supercapsídeo São glicoproteínas que formam espinhos na superfície do supercapsídeo e realizam: Morada função - eles reconhecem uma célula sensível e são adsorvidos nela; acessório proteínas que interagem com receptores celulares específicos; proteínas fusões- promover a fusão das membranas viral e celular e levar à formação de simplastos; genômico- possuir propriedades antigênicas, participar da interação com a célula.

Proteínas não estruturais são distinguidas: precursores de proteínas virais(instável); RNA e DNA polimerases- participar da replicação do genoma viral; proteínas regulatórias- estão envolvidos na reprodução do vírus.

Funções das proteínas: possuem propriedades antigênicas e imunogênicas; participar do reconhecimento da célula e interação com ela; proteger o genoma de nucleases; fornecem um tipo de simetria.

Lipídios fazem parte do supercapsídeo e são uma mistura de fosfo e glicolipídeos neutros, muitos deles são produtos da membrana da célula hospedeira.

Eles determinam infecciosidade, sensibilidade ou resistência ao éter; estabilizar a partícula viral.

Carboidratos fazem parte das glicoproteínas da supercapsídeo. Carboidratos e lipídios são parte integrante da hemaglutinina, que causa adesão das hemácias e possui especificidade antigênica.

Distinguir virion e induzido por vírus enzimas de vírus. As enzimas de virião incluem enzimas de transcrição e replicação (DNA e RNA polimerase); transcriptase reversa (em retrovírus), ATPase, endo- e exonuclease, neuraminidase.

Enzimas induzidas por vírus são aquelas sobre as quais há apenas informações no genoma viral, mas elas aparecem na célula. Estas são RNA polimerases de toga, orto, picorn e paramixovírus; e DNA polimerase em vírus da varíola e herpes.

Ácidos nucleicos fornecer traços hereditários; são guardiões da informação genética; são necessários para a reprodução dos vírus, muitos deles podem causar o processo infeccioso por conta própria, basta a sua penetração na célula.

DNA viral. O peso molecular é 1,10 6 -1,10 8 daltons. O DNA pode ser de fita simples ou dupla, fragmentado e superenrolado, linear ou circular e contém várias centenas de genes. Cada fita de DNA possui sequências de nucleotídeos, e nas extremidades há repetições retas ou invertidas (180 o), que são marcadores para distinguir o DNA viral do celular. Essas repetições fornecem a capacidade do DNA de se fechar em um anel para subsequente replicação, transcrição e integração no genoma celular. A informação genética do DNA infeccioso é traduzida em mRNA na célula usando polimerases.

RNA viral pode ser de um ou dois filamentos, linear, circular, fragmentado. Nos vírus de RNA, a informação genética é codificada no RNA pelo mesmo código que no DNA de todos os outros vírus e organismos celulares. Em termos de sua composição química, os RNAs virais não diferem dos RNAs de origem celular, mas são caracterizados por uma estrutura diferente.

Junto com a forma de fita simples típica de todos os RNAs, vários vírus possuem RNA de fita dupla. Os RNAs de fita simples contêm regiões helicoidais do tipo de dupla hélice do DNA, que são formadas como resultado do emparelhamento de bases nitrogenadas complementares. Os vírus de RNA de fita simples são divididos em 2 grupos: (+) RNA (genoma positivo) e (-) RNA (genoma negativo). O RNA viral (+) é infeccioso e tem as funções de RNA mensageiro. Ele pode transferir informações genéticas para ribossomos como o mRNA. Os vírus com genoma negativo não são infecciosos, porque a fita (-) de RNA desempenha apenas uma função hereditária e não tem a função de mRNA. Na célula infectada, na matriz do RNA genômico viral, o RNA complementar ao genoma é sintetizado com o auxílio da enzima transcriptase.

(+) Cadeias de RNA de vírus, ao contrário de (-) RNA, têm extremidades especiais na forma de uma "tampa" para reconhecimento específico de ribossomos.

A patogenicidade dos vírus se deve à combinação de suas propriedades: capacidade de penetrar no macroorganismo, ligar-se às membranas celulares e penetrar na célula, controlar o metabolismo e a função sintetizadora de proteínas da célula, garantir a transcrição e replicação de seus próprio genoma, e realizar todo o ciclo de reprodução viral. Todas essas propriedades dependem do genoma dos vírus e da presença das proteínas e enzimas estruturais correspondentes. A reprodução dos vírus leva ao desenvolvimento de patologias: ação citopatogênica (destrutiva), desenvolvimento de inflamação, dano a várias células e tecidos.

7 ª série

Vii ... Reflexão

Pense e me diga: você precisa do conhecimento adquirido na lição hoje? Porque?

Aplicativo

O conceito de vírus

Vírus - organismos intracelulares

Os vírus são moléculas de ácido nucléico (DNA ou RNA) encerradas em concha protetora de proteína (cápside). Os vírus contêm apenas um tipo de ácido nucléico: DNA ou RNA.

Os vírus são uma das formas mais comuns de existência de matéria orgânica no planeta em termos de número: as águas dos oceanos mundiais contêm um número colossal de bacteriófagos (cerca de 10 11 partículas por mililitro de água).

História da Pesquisa de Vírus

Em 1852, o botânico russo Dmitry Iosifovich Ivanovsky obteve um extrato infeccioso de plantas de tabaco afetadas pela doença do mosaico.

Em 1898, o holandês Beijerinck cunhou o termo "vírus" (do latim - "veneno") para denotar a natureza infecciosa de certos fluidos vegetais filtrados.

Vida útil vírus

Ao contrário de todos os organismos, os vírus não são capazes de se multiplicar por fissão binária (divididos em dois). Uma vez na célula, o ácido nucléico do vírus "força" a célula a sintetizar os componentes do vírus a partir de seus materiais celulares. Isso leva a célula à morte e à liberação dos vírions recém-formados (filhos), que já são capazes de infectar outras células

Doenças virais de plantas

Nas plantas - mosaico ou outras mudanças na cor das folhas ou flores, folhas encaracoladas e outras mudanças na forma, nanismo; finalmente, as bactérias têm sua decomposição.

Doenças virais de animais

Em animais, os vírus causam febre aftosa, peste, raiva; em insetos - poliedrose, granulomatose.

Doenças virais humanas

As doenças virais humanas são sarampo, caxumba, gripe, poliomielite, raiva, varíola, febre amarela, tracoma, encefalite, algumas doenças oncológicas (tumorais), AIDS, verrugas, herpes.

AUXILIA

Em 1981, surgiu uma nova doença, até então desconhecida da ciência, chamada AIDS. Em 1983, um vírus chamado HIV, que causa a doença, foi descoberto.

HIV é o vírus da imunodeficiência humana que causa a síndrome da imunodeficiência adquirida com a AIDS. Com esta doença, o sistema de imunidade celular é danificado - desenvolvem-se doenças infecciosas e neoplasias malignas, o corpo fica completamente indefeso contra os micróbios.

O vírus que causa a AIDS contém 2 moléculas de RNA. Ele se liga especificamente às células do sangue - leucócitos, como resultado da redução de sua atividade funcional.

Muitas pessoas confundem dois conceitos completamente diferentes - infectado pelo HIV e paciente com AIDS. A diferença é que uma pessoa infectada com o vírus da imunodeficiência pode permanecer uma pessoa eficiente e relativamente saudável por muitos anos. Essa pessoa não representa perigo para os outros.

Formas de transmissão do HIV:

Da mãe para o filho: no útero, durante o parto, durante a alimentação,

Através do sangue: durante a transfusão de sangue, durante o transplante de órgãos e tecidos,

Ao usar mel contaminado. ferramentas (seringa de viciado em drogas)

Qual é a probabilidade de contrair AIDS? Na verdade, em nesse caso o sistema que executa uma função de proteção é afetado.

Grupos de risco onde a probabilidade de adoecer é alta o suficiente.

homossexuais

pessoas promíscuas

prostitutas

viciados em drogas

doadores e destinatários

O que deve ser feito para se proteger dessa doença?

usar ferramentas descartáveis

instalar bom controle para doador de sangue

combater o vício em drogas associado à infecção pela AIDS.

Vírus bacterianos - bacteriófagos

Os bacteriófagos são “comedores de bactérias. Inaugurado em 1917 simultaneamente na França e na Inglaterra

Usado no tratamento de doenças causadas por certas bactérias (peste, febre tifóide, disenteria)

Existem três formas principais de combater as doenças virais: cada uma funciona à sua maneira.

1 via - vacinação .

Sua essência se resume a uma fórmula simples: "Vença o inimigo com sua própria arma". O vírus está aqui contra o vírus. As vacinas incluem o sistema imunológico. Em 1885, o cientista francês Louis Pasteur inventou a vacina contra a raiva. Quando introduzidos no corpo, esses vírus não causam doenças, mas é criada uma imunidade ativa a esse vírus.

Método 2 - quimioterapia.

Este é o efeito dos produtos químicos sobre os vírus. A dificuldade reside no fato de que os vírus se multiplicam dentro das células, usando seus sistemas, por isso a exposição aos vírus leva à interrupção do metabolismo celular.

Método 3 - interferon.

É uma proteína protetora produzida pelas células em resposta à infecção por vírus. Ele atua no princípio do sinal de parada e suprime a multiplicação de vírus que já entraram na célula. A experiência mostra que se o interferon é produzido fracamente, as doenças virais são mais graves).

Frases completas (por escrito):

1. A ciência dos vírus é chamada…. ...

2. Os vírus vivem apenas em ... ....

3. Os vírus são intracelulares….

5. Os vírus contêm ácido nucléico ... ou .... e algumas proteínas, formando um envelope em torno do ácido nucleico.

6. A capa protéica do vírus, que protege seu ácido nucléico de impactos é chamado….

7. Um vírus que infecta bactérias é denominado ...

8. Ciência sobre vírus….

(verificação mútua na escala de classificação: "5" - 8 respostas; "4" - 6 - 7 respostas; "3" - 4-5 respostas; "2" - menos de 2 respostas).

Vírus (do vírus latino - veneno) - forma mais simples a vida, uma partícula microscópica, que é uma molécula de ácidos nucléicos (DNA ou RNA, alguns, por exemplo, mimivírus, possuem os dois tipos de moléculas), encerrada em uma casca de proteína e capaz de infectar organismos vivos. Os vírus são diferenciados de outros agentes infecciosos pelo capsídeo. Os vírus, com raras exceções, contêm apenas um tipo de ácido nucléico: DNA ou RNA. Anteriormente, os príons também eram erroneamente atribuídos a vírus, mas depois descobriu-se que esses patógenos são proteínas especiais e não contêm ácidos nucléicos.

Pela primeira vez, a existência de um vírus (como um novo tipo de patógeno) foi comprovada em 1892 pelo cientista russo D.I.Ivanovsky. Depois de muitos anos de pesquisa sobre as doenças das plantas do tabaco, em um trabalho datado de 1892, DI Ivanovsky chega à conclusão de que o mosaico do tabaco é causado por "bactérias que passam pelo filtro de Chamberlain, mas que não são capazes de crescer em substratos artificiais". "

Cinco anos depois, no estudo de doenças em bovinos, a saber, a febre aftosa, foi isolado um microrganismo filtrável semelhante. E em 1898, enquanto reproduzia os experimentos de D. Ivanovsky pelo botânico holandês M. Beijerinck, ele chamou esses microrganismos de "vírus filtráveis". De forma abreviada, esse nome passou a denotar esse grupo de microrganismos.

Em 1901, foi descoberta a primeira doença viral humana - a febre amarela. Esta descoberta foi feita pelo cirurgião militar americano W. Read e seus colegas.

Em 1911, Francis Routh provou a natureza viral do câncer - sarcoma de Rous (somente em 1966, 55 anos depois, ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina por essa descoberta).

Nos anos subsequentes, o estudo dos vírus desempenhou um papel importante no desenvolvimento da epidemiologia, imunologia, genética molecular e outros ramos da biologia. Assim, o experimento Hershey-Chase tornou-se uma evidência decisiva do papel do DNA na transmissão de propriedades hereditárias. Ao longo dos anos, pelo menos mais seis prêmios Nobel de Fisiologia ou Medicina e três prêmios Nobel de Química foram atribuídos a pesquisas diretamente relacionadas ao estudo de vírus.

Em 2002, o primeiro vírus sintético (vírus da poliomielite) foi criado na Universidade de Nova York.

Os vírus simplesmente organizados consistem em um ácido nucléico e várias proteínas que formam um envelope ao seu redor - um capsídeo. Um exemplo de tais vírus é o vírus do mosaico do tabaco. Seu capsídeo contém um tipo de proteína com um pequeno peso molecular. Os vírus complexamente organizados têm um envelope adicional - proteína ou lipoproteína; às vezes, nas camadas externas de vírus complexos, além das proteínas, estão contidos carboidratos. Os agentes causadores da gripe e do herpes são exemplos de vírus organizados de maneira complexa. Sua membrana externa é um fragmento da membrana nuclear ou citoplasmática da célula hospedeira, a partir da qual o vírus entra no ambiente extracelular.

Partículas virais (viriomas) são uma cápsula de proteína - uma cápside que contém o genoma do vírus, representado por uma ou mais moléculas de DNA ou RNA. O capsídeo é constituído de capsômeros - complexos de proteínas, que, por sua vez, consistem em protômeros. O ácido nucleico em complexo com proteínas é referido como nucleocapsídeo. Alguns vírus também possuem uma membrana lipídica externa. Os tamanhos de vários vírus variam de 20 (parvovírus) a 500 (mimivírus) e mais nanômetros. Os vírions costumam ter uma forma geométrica regular (icosaedro, cilindro). Tal estrutura de capsídeo fornece a identidade das ligações entre suas proteínas constituintes e, portanto, pode ser construída a partir de proteínas padrão de um ou mais tipos, o que permite ao vírus economizar espaço no genoma. 2. Breves características das doenças virais.

As doenças virais são doenças humanas que surgem em conexão com a penetração nas células do corpo humano e o desenvolvimento de vários vírus nelas, que são as menores formas de vida consistindo de uma molécula de ácido nucléico, portadora de informação genética, rodeada por uma casca protetora de proteínas.

O vírus se multiplica ao se alimentar do conteúdo da célula, e como resultado a célula é destruída e morre.

De acordo com as características epidemiológicas, as doenças virais são divididas em doenças virais antropônicas, ou seja, aquelas em que só o homem adoece (por exemplo, poliomielite) e doenças virais zooantropônicas que são transmitidas de animais para humanos (por exemplo, raiva).

Pela natureza de sua propagação, as doenças virais podem ser transmitidas por gotículas transportadas pelo ar, por meio de contatos, incluindo relações sexuais (DSTs), por meio de itens comuns, alimentos, etc.

Os vírus podem infectar células de uma grande variedade de órgãos humanos, portanto, eles distinguem entre doenças virais da pele, área genital (), trato respiratório e sistema respiratório (doenças pulmonares), doenças virais dos intestinos, fígado, doenças da boca mucosa (herpes), olhos, etc.

Existem muito menos drogas antivirais clinicamente comprovadas do que antibióticos. De acordo com as peculiaridades de seu uso predominante, os antivirais podem ser divididos em vários grupos: anti-herpéticos, anticitomegalovírus, anti-influenza e de amplo espectro de atividade.

Classificação de medicamentos antivirais *

* Exceto para medicamentos anti-retrovirais.

Os vírus foram descobertos pelo botânico russo D.I. Ivanovsky (1864 - 1920) em 1892 ao estudar a doença do mosaico das folhas do tabaco. O termo "vírus" foi proposto pela primeira vez em 1898 pelo cientista holandês M. Beijerinck (1851 - 1931).

Atualmente, cerca de 3.000 tipos diferentes de vírus são conhecidos.

Os tamanhos dos vírus variam de 15 a 350 nm (o comprimento de alguns filamentosos chega a 3000 nm; 1 nm = 1,10 -9 m), ou seja. a maioria deles não é visível ao microscópio de luz (submicroscópico) e seu estudo só se tornou possível após a invenção do microscópio eletrônico.

Ao contrário de todos os outros organismos, os vírus não têm estrutura celular!

Uma partícula viral madura (ou seja, um extracelular, em repouso - virion) é muito simples: consiste em uma ou mais moléculas de ácido nucleico que compõem essencial vírus e revestimento de proteína (capsídeo) São os chamados vírus simples.

Vírus complexos(por exemplo, herpes ou gripe), além das proteínas do capsídeo e do ácido nucleico, contêm um adicional membrana de lipoproteína(envelope, supercapsídeo formado a partir da membrana plasmática da célula hospedeira), vários carboidratos e enzimas(Figura 3.1).

As enzimas promovem a penetração de NK viral na célula e a liberação dos vírions formados no ambiente ( neuraminidase mixovírus, ATP-ase e lisozima alguns fagos, etc.), e também participam dos processos de transcrição e replicação de NK viral (vários transcriptase e réplicas).

Casca de proteína protege o ácido nucléico de várias influências físicas e químicas, e também impede a penetração de enzimas celulares nele, evitando assim sua degradação (função protetora). Além disso, na composição do capsídeo há um receptor complementar ao receptor da célula infectada - os vírus infectam um círculo estritamente definido de hospedeiros (função determinativa).

Virions muitos vírus de plantas e uma série de fagos têm espiral um capsídeo, no qual as subunidades de proteínas (capsômeros) são organizadas em uma espiral em torno de um eixo. Por exemplo, TMV ( vírus do mosaico do tabaco) tem a forma de hastes com um diâmetro de 15 - 17 nm e um comprimento de até 300 nm (Fig. 3.2.). Dentro de seu capsídeo há um canal oco de 4 nm de diâmetro. O material genético do TMV é um RNA de fita simples firmemente compactado no sulco do capsídeo espiral. Para virions com capsídeo espiralado é caracterizado por um alto conteúdo protéico (90 - 98%) em relação ao ácido nucléico.

Capsídeos de vírions de muitos vírus (por exemplo, adenovírus, vírus do herpes, vírus do mosaico amarelo do nabo- VZHMT) têm a forma de um poliedro simétrico, na maioria das vezes um icosaedro (um poliedro com 12 vértices, 20 faces triangulares e 30 arestas). Esses capsídeos são chamados isométrico(fig. 3.3.). Em tais vírions, o conteúdo de proteína é cerca de 50% em relação ao NA.

Em um vírus, sempre há um tipo de ácido nucléico (DNA ou RNA), portanto, todos os vírus são divididos em contendo DNA e contendo RNA. As moléculas de ácido nucleico no vírion podem ser lineares (RNA, DNA) ou em forma de anel (DNA). Além disso, esses ácidos nucléicos podem consistir em uma fita ou duas. O NK viral possui de 3 a 200 genes.

O ácido nucléico do vírus combina as funções de ambos os ácidos (DNA e RNA) - este é o armazenamento e a transmissão de informações hereditárias, bem como o controle da síntese de proteínas.