1. Natura virușilor.

2. Originea virușilor.

3. Locul virușilor în biosferă.

4. Anumite forme de virusuri (bacteriofagi, prioni, viroizi, virusuri vegetale, virusuri fungice și alge).

Mai târziu, când s-au studiat bacteriofagii moderate, s-au obținut date care contraziceau definiția recunoscută atunci a virusurilor ca organisme, deoarece acestea nu sunt, potrivit lui A. Lvov, „unități independente de structuri și funcții interdependente”. Această judecată se bazează pe faptul că genomul bacteriofagilor individuali se integrează în genomul bacterian în același mod ca și în virusurile oncogene cu formarea unei forme separate a existenței virușilor - provirusul. Mai mult, expresia genomului lor poate fi diferită. Cu expresie completă, se formează virioni maturi, cu expresie incompletă, se formează doar unele proteine.

Conceptul de a reprezenta virușii ca organism se prăbușește atunci când luăm în considerare structuri precum viroizi, viruși prin satelit și plasmide.

Virușii sateliti sunt răspândiți în natură. Aceștia nu sunt capabili să se reproducă fără virusuri complete, în special adenovirusuri.

Plasmidele sunt secțiuni circulare ale ADN-ului. Nu sunt capabili să se replice, dar sunt reproduse de sistemele enzimatice ale bacteriilor.

Viroizii sunt structuri de ARN cu greutate moleculară mică, pe care nici măcar o polipeptidă nu poate fi codificată, prin urmare nu pot fi clasificate ca viruși.

Astfel, natura și originea virușilor rămân cele mai dificile întrebări de virologie, departe de a fi soluționate. Până în prezent, există două judecăți diametral opuse cu privire la natura virușilor.

Există mai multe ipoteze pentru originea virușilor.

Prima ipoteză (1935).

A doua ipoteză.

A treia ipoteză (1964)

Conform acestei ipoteze, acizii nucleici au apărut în natură într-un mod abiogen, independent de sistemul viu.

A patra ipoteză (1967).

Conform acestei ipoteze, virușii sunt componente desprinse din celule care conțin acizi nucleici și au devenit elemente autoproducătoare autonome. Această ipoteză are cel mai mare număr de susținători. Unele virusuri ADN pot apărea din episomi și mitocondrii. De exemplu, virusul hepatitei B este similar cu mitocondriile celulelor, iar viroizii sunt structuri similare cu ARN-t.

Ecologia este știința relației unui organism cu mediul înconjurător.

Transformarea biosferei este un factor puternic care influențează evoluția infecțiilor virale. Toate acestea duc la o schimbare a biocenozelor, ceea ce implică o schimbare a sistemului imunitar al macroorganismului.

Transformarea biosferei are loc din mai multe motive, printre care principalele sunt utilizarea de antibiotice, pesticide, vaccinuri și alți agenți care afectează în mod direct biosfera și componentele acesteia.

Principalele proprietăți ale virușilor care le disting de bacterii:

1. Valoare foarte mică (măsurată în nm).

2. Lipsa structurii celulare.

3. Prezența unui singur acid nucleic.

4. Lipsa metabolismului autonom și a conexiunii energetice a virusului cu celula gazdă.

5. Prezența tropismului.

6. Tipul de reproducere dezunit.

7. Capacitatea de a induce formarea incluziunilor intracelulare.

9. Rezistența virusurilor la temperaturi scăzute, antibiotice și sulfonamide.

10. Prezența pluralismului în multe viruși.

Bacteriofagii.

Bacteriofagii au o morfologie caracteristică inerentă numai lor. Toți bacteriofagii conțin un cap, care este construit din capsomere dispuse într-un poligon. Acidul nucleic al bacteriofagului este conținut în interiorul capsidei capului. Majoritatea bacteriofagilor au și un proces (coada) atașat la un capăt de cap. În fagii complexi, procesul constă dintr-o tijă goală formată prin plierea elicoidală a proteinelor structurale. În plus, o placă de fag și filamente-receptori de proteine ​​situate la capătul liber al apendicelui pot intra în structura apendicelui. Lăstarul este conceput pentru a se atașa la receptorii celulei bacteriene și pentru a asigura penetrarea acidului nucleic fagic în bacterie.

Mărimea capului celor mai mulți fagi este de 20-90 nm, iar procesul este de la 100 la 200 nm cu o grosime de 2,5-3 nm.

Datorită varietății caracteristicilor morfologice ale bacteriofagilor, se disting cinci grupe morfologice principale: (1) bacteriofagi cu un proces de contractare, (2) bacteriofagi cu un proces lung de contractare, (3) bacteriofagi cu un proces scurt, (4) bacteriofagi fără proces. (5) fagii filamentosi. Primele trei tipuri morfologice conțin ADN dublu catenar, al patrulea - ARN monocatenar sau ADN, al cincilea - ARN monocatenar.

În funcție de tipul de infecție cauzată, bacteriofagii sunt împărțiți în virulente și moderate. Bacteriofagii virulenți dau naștere unei infecții litice productive, adică o infecție celulară care duce la liza celulei bacteriene și eliberarea unei noi generații de bacteriofagi.

Fagii moderate, spre deosebire de bacterofagele virulente, provoacă infecție lizogenă avortă, adică o infecție care nu duce la formarea unei noi generații de bacteriofagi. În cele mai multe cazuri, acest lucru se datorează integrării genomului bacteriofagului în genomul celulei și tranziției virusului la starea de provirus. Această stare a celulei bacteriene se numește lizogenie. În acest caz, infecția productivă este observată numai într-un număr limitat al populației bacteriene. Cu toate acestea, expunerea la anumiți factori fizici (radiații UV) poate crește procentul de celule bacteriene cu o infecție productivă datorită activării provirusului.

Viroizi.

Peste 16 boli ale plantelor sunt cauzate de un grup special de agenți infecțioși numiți viroizi. Sunt molecule de ARN monocatenare circulare care conțin de la 250 la 370 nucleotide. Viroizii se transmit de la plantă la plantă mecanic sau cu polen. După infecție, viroizii se găsesc în principal în nucleul celulei afectate în cantități de la 200 la 10.000 de copii ale acidului nucleic. Se știe că moleculele de acid nucleic viroid nu funcționează ca i-ARN și nu reglează sinteza proteinelor. Mecanismul apariției simptomelor la plantele afectate rămâne neclar. Uneori viroizii provoacă infecții ale plantelor latente.

Deși ARN viroid poate fi replicat de ARN polimerază dependentă de ARN, replicarea ARN viroid are loc cu participarea unei enzime celulare care percepe ARN ca o catenă de ADN celular.

Cei mai studiați sunt viroizi care cauzează boli ale cartofului. Acestea conțin un ARN circular care conține 359 nucleotide și ambalat ca o tijă scurtă prin combinarea perechilor complementare de nucleotide într-un acid nucleic. Au fost izolate mai multe tulpini, diferind prin virulență. S-a constatat că acest lucru se datorează unei modificări a secvenței de nucleotide în două regiuni scurte ale ARN-ului viroid.

Prioni.

Printre agenții infecțioși care provoacă boli la oameni și animale, există un grup special numit prioni. Au primit acest nume datorită faptului că conțin numai proteine, drept urmare sunt numiți și Agent Protein Infectious Agent (PrP). Până în prezent, nu s-a găsit o singură nucleotidă în prioni, ci doar prezența unei proteine ​​cu greutatea moleculară cuprinsă între 33 și 35 D. S-a stabilit, de asemenea, că gena care codifică această proteină este prezentă la multe vertebrate și chiar la nevertebrate. Prin urmare, posibilitatea de origine animală a prionilor nu este exclusă.

Mecanismul pentru dezvoltarea bolilor prionice nu a fost încă stabilit. Se crede că infecția este cauzată de o proteină modificată din organism, care, în prezența factorilor chimici necesari, este capabilă să provoace distrugerea și moartea celulară. Cu toate acestea, această ipoteză nu este de acord cu datele privind existența mai multor tulpini ale aceluiași prion. O altă ipoteză este că prionii conțin o scurtă secțiune de acid nucleic închisă în proteina PrP.

Prionii provoacă așa-numitele infecții lente la oameni și animale - encefalopatie spongiformă, Kuru, boala Creutzfeldt-Jakob și altele.

Plantați viruși.

Virușii vegetali nu sunt la fel de bine înțelese ca și virusurile animale. Acest lucru se datorează dificultăților cultivării lor, deoarece necesită obținerea unui tip special de celule sensibile obținute din plante. Cu toate acestea, s-a stabilit că majoritatea virusurilor vegetale sunt transmise prin insecte, prin urmare a devenit acum posibilă cultivarea virusurilor vegetale în culturi celulare obținute din celule ale diferitelor insecte.

Morfologia virusurilor vegetale nu diferă semnificativ de morfologia virusurilor animale. Majoritatea conțin o capsidă înfășurată rigidă sau flexibilă, unii viruși au o capsidă cubică, precum și o capsidă de tip simetrie cubică cu capsomere suplimentare la suprafață. Aproape toate virusurile vegetale sunt virusuri ARN genomice care conțin o moleculă de ARN monocatenar sau dublu catenar. Singurele excepții sunt Caulimovirus și Geminivirus care conțin ADN.

Reproducerea virusurilor vegetale nu diferă semnificativ de virusurile animale. Principala diferență constă doar în faptul că o enzimă pentru replicarea ARN este prezentă în interiorul celulei vegetale, prin urmare, în procesul de reproducere, majoritatea virusurilor vegetale utilizează o enzimă celulară. Ansamblul virionului este, de asemenea, ușor diferit. În stadiul final al replicării, ARN-ul este asociat cu capsomere la capătul 3 'al genomului și apoi se adaugă capsomere de-a lungul helixului acidului nucleic, ca niște discuri goale pe o tijă, cu formarea unui virion matur.

Metodele de transmitere a virusurilor vegetale sunt diferite - cu vântul, insectele, nematodele plantelor, ciupercile etc.

Viruși ai ciupercilor și algelor.

Majoritatea virușilor sunt izolați de ciuperci din genurile Aspergillus și Penicilium și conțin o moleculă de ARN dublu catenar închisă într-o capsidă cubică. Toți virușii ciupercilor și algelor au dimensiuni de ordinul 25-50 nm.

De mult timp a existat o dezbatere despre ce sunt virușii - vii sau neînsuflețiți. Într-adevăr, virușii au o structură foarte simplă, nu au organizare celulară și se pot cristaliza. Chiar și DI Ivanovsky a descoperit formațiuni cristaline în celulele frunzelor de tutun afectate de boala mozaicului. Se numesc „cristale Ivanovsky”. Cristalizarea nu se încadrează în ideile noastre despre viețuitoare. Virușii nu au un metabolism independent; în etapa de sinteză a componentelor virionului, acesta există într-o formă „dezasamblată”, componente individuale sunt molecule de acid nucleic și proteine.Virusurile își pot arăta proprietățile infecțioase chiar dacă există doar sub forma unei molecule de acid nucleic - infecțiozitatea acidului nucleic al virusului. Toate acestea vorbesc despre viruși ca agenți neînsuflețiți.

Cu toate acestea, pe de altă parte, virușii au capacitatea de a-și menține individualitatea, izolarea de mediul extern, asigură, deși într-un mod aparte, reproducerea genotipului și fenotipului lor. Virușii se caracterizează prin fenomenele de ereditate și variabilitate; acestea evoluează în conformitate cu legile comune tuturor ființelor vii. Acest lucru confirmă natura vie a virușilor.

Aparent, soluția la problema naturii virușilor are o semnificație mai generală teoretică decât practică și este asociată cu problema definirii ființelor vii. Odată cu descoperirea virușilor, înțelegerea noastră despre esența vieții s-a extins și s-a aprofundat.

Dar noi, medicii, trebuie să abordăm această problemă dintr-o poziție pragmatică. Virușii sunt agenții cauzali ai bolilor infecțioase virale. Iar procesul infecțios, spre deosebire de intoxicație, este procesul de interacțiune între două ființe vii. Bolile virale apar și se răspândesc în conformitate cu legile bolilor infecțioase, necesită utilizarea acelorași metode de prevenire și tratament ca infecțiile cauzate de alte microorganisme. Prin urmare, din punctul de vedere al medicinei practice, vom considera virusii ca agenți patogeni vii ai bolilor virale infecțioase, necesitând utilizarea unor măsuri terapeutice și profilactice și anti-epidemice.

Problema originii virușilor, așa cum se poate înțelege, nu are în prezent o soluție justificată. Este strâns legată de rezolvarea problemei originii vieții pe Pământ. Dar ar trebui să luăm în considerare principalele ipoteze despre originea virușilor.

A doua ipoteză poate fi desemnată drept ipoteza „protobiont”. Ea presupune că virușii sunt descendenții celor mai simple viețuitoare, care au fost strămoșii tuturor ființelor vii și s-au format din material organic neînsuflețit. Mai târziu, aceste formațiuni au evoluat spre formarea organismelor celulare, iar virușii sunt descendenți relicți ai unor astfel de protobionți. Această ipoteză a fost, de asemenea, dezvoltată intens de virologii sovietici. Cu toate acestea, este foarte dificil de explicat modul în care astfel de viruși primari ar putea exista și se pot reproduce în absența celulelor. La urma urmei, virușii nu sunt capabili să se înmulțească fără utilizarea organelor și a sistemelor enzimatice ale celulelor. Prin urmare, în prezent, ipoteza originii virușilor din formele de viață precelulare primare nu este împărtășită de majoritatea virologilor.

A treia ipoteză poate fi definită ca ipoteza „genelor nebune”. Ea presupune că virusurile sunt elemente genetice ale celulelor care au devenit izolate și au dobândit capacitatea de a exista în mod autonom. Ipoteza explică bine diversitatea materialului genetic al virușilor și posibilitatea existenței și evoluției acestora.

Trebuie reamintit faptul că bacteriile au structuri genetice similare care pot fi transmise de la o celulă bacteriană la alta și reproduse în ele. Acestea sunt plasmide. Plasmidele sunt mici molecule circulare de ADN cu o anumită autonomie. Ele pot fi reproduse în celule bacteriene sau integrate în cromozomul bacterian. Aceste proprietăți ale plasmidelor sunt similare cu cele ale virusurilor. Apropo, un fag, un virus bacterian, sub forma unui profag, ne referim la plasmide.

Se poate imagina că virușii sunt regiuni ale acizilor nucleici înconjurați de membrane proteice. Plicurile virusului îi oferă capacitatea de a rămâne în stare extracelulară și de a pătrunde în celulă. Această ipoteză este împărtășită în prezent de mulți virologi. Putem exprima speranța că, odată cu dezvoltarea cunoștințelor noastre despre viețuitoare, vom rezolva și problema originii virușilor.

1. Pyatk³n KD, Krivoshein Yu.S. M³crob³olog³i. - К: Școala superioară, 1992. - 432 p.

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

2. Borisov L.B., Kozmin-Sokolov B.N., Freidlin I.S. Ghid pentru studii de laborator în microbiologie medicală, virologie și imunologie / ed. Borisova L.B. - G .: Medicină, 1993 .-- 232 p.

3. Microbiologie medicală, virologie și imunologie: manual ed. A.A. Vorobyov. - M.: Agenția de informații medicale, 2004. - 691 p.

4. Microbiologie medicală, virologie, imunologie / ed. LB Borisov, A.M. Smirnova. - M: Medicină, 1994. - 528 p.

5. Bukrinskaya A.G. Virologie. - M .: Medicină, 1986. - 336 p.

Lectura 22. CARACTERISTICI DE INFECȚIE ȘI IMUNITATE ÎN BOLILE VIRALE

Ministerul Educației Generale și Profesionale

Regiunea Sverdlovsk

GOU SPO "Colegiul pedagogic Krasnoufimsky"

Viruși și naturăoriginea lor

Executor testamentar:

Dmitrieva I.Yu.,

student al grupei 23

Lider:

O. Kaptieva,

profesor

științele naturii

discipline

Krasnoufimsk

Pașaport

Titlul proiectului: „Virușii și natura originii lor”.

Manager de proiect: O. V. Kaptieva

Subiect academic în cadrul căruia se desfășoară lucrul la proiect

Științele naturii.

Disciplina academică apropiată de materia de biologie.

Tipul proiectului: creativ.

Vârsta studenților pentru care este furnizat proiectul este de 16-18 ani.

Echipament necesar: manuale, fotografii,

computer, imprimantă, scaner.

Introducere

Natura originii virușilor

Ce sunt formele de viață necelulare?

Cum intră un virus într-o celulă?

Metoda de propagare a virusului

Ce este SIDA?

Daunele și beneficiile virușilor

America a aprobat mai întâi virușii ca supliment alimentar

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Diversitatea vieții pe pământ este dificil de descris. Se crede că acum planeta noastră este locuită de peste un milion de specii de animale, 0,5 milioane de specii de plante, până la 10 milioane de microorganisme, iar aceste cifre sunt subestimate. Nu, și nu va exista niciodată o persoană care să cunoască toate aceste specii. Cu atât mai mult, există o nevoie urgentă de un sistem al naturii vii, ghidat de care am putea găsi un loc în organismul care ne-a interesat, fie că este o bacterie care provoacă o nouă boală, un nou gândac sau o căpușă, o pasăre sau un pește. Oamenii și-au dat seama de această nevoie în secolul trecut.

Atunci marele naturalist suedez Karl Linnaeus a creat sistemul științific al naturii vii, pe care îl folosim și astăzi. Vârsta taxonomiei științifice a fost raportată încă din 1758, când a fost publicată cea de-a 10-a ediție a „Sistemului naturii” al lui Linnean. Principiile de bază ale lui Linnaeus și numele speciilor date acestuia sunt încă păstrate, deși speciile sunt acum cunoscute de mii de ori mai mult.

În lumea noastră, există un grup mare de ființe vii care nu au o structură celulară. Aceste creaturi sunt numite virusuri („virus” latin - otravă) și nu reprezintă forme de viață necelulare. Virușii nu pot fi atribuiți animalelor sau plantelor. Sunt extrem de mici, deci pot fi studiate doar cu microscopul electronic.

Virușii sunt capabili să trăiască și să se dezvolte în celulele altor organisme. Prin instalarea în interiorul celulelor animalelor și plantelor, virușii provoacă multe boli periculoase, cum ar fi boala mozaicului tutunului, mazării și altor culturi (în plante). În studiul procariotelor și al virușilor, sistemul linean nu este pe deplin aplicat. În vremea sa, aproape nimic nu se știa despre lumea microorganismelor.

Prin urmare, formele de viruși și bacterii din sistem sunt adesea notate nu prin litere latine sonore, ci prin combinații de litere și cifre. Virușii au legături genetice cu reprezentanți ai florei și faunei Pământului. Conform studiilor recente, mai mult de 30% din genomul uman este format din informații codificate de elemente asemănătoare virusului și de transpozoni. Cu ajutorul virușilor, poate avea loc așa-numitul transfer orizontal de gene (xenologie), adică transferul de gene între doi indivizi fără legătură (sau chiar aparținând unor specii diferite).

Am ales acest subiect deoarece credem că este foarte relevant în timpul nostru. Mulți oameni de știință se luptă cu viruși periculoși, mortali, de când au fost descoperiți.

Din punctul meu de vedere, lupta împotriva virușilor va fi întotdeauna, până când oamenii de știință vor găsi un mijloc care să distrugă aceste organisme, care sunt periculoase pentru viața umană, care au o structură non-celulară.

Este foarte dificil să se ocupe de aceste organisme, deoarece acestea tind să-și schimbe compoziția structurii atunci când ajung în condiții favorabile.

Atunci când scriem proiectul, ne-am propus următorul scop: să studiem esența originii virușilor, structura și rolul lor în natură.

1) selectați sursele de informații necesare;

2) lucrați aceasta informatieși să o raporteze la problema studiată;

3) ia în considerare descoperirile oamenilor de știință pentru a studia structura virușilor;

4) găsiți calitățile pozitive și negative ale virușilor;

5) pregătiți-vă pentru apărarea proiectului.

Natura și originea virușilor

Ideile moderne despre viruși au evoluat treptat. În 1892. DI. Ivanovsky a atras atenția asupra bolii răspândite a tutunului, în care frunzele sunt acoperite cu o împrăștiere a petelor (boala mozaicului). După descoperirea virusurilor de către Ivanovsky, acestea au fost considerate pur și simplu microorganisme foarte mici, incapabile să crească pe medii nutritive artificiale. La scurt timp după descoperirea virusului mozaicului tutunului, s-a dovedit natura virală a febrei aftoase și câțiva ani mai târziu, au fost descoperiți bacteriofagi. Astfel, au fost descoperite trei grupuri principale de viruși, infectând plante, animale și bacterii. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp, aceste ramuri independente ale virologiei s-au dezvoltat izolat, iar cele mai complexe viruși - bacteriofagii - pentru o lungă perioadă de timp au fost considerate nu materie vie, ci ceva de genul enzimelor. Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930, a devenit clar că virușii sunt materie vie și, în același timp, li s-au atribuit numele de viruși filtrabili sau ultravirusuri.

La sfârșitul anilor '30 - începutul anilor '40, studiul virușilor a avansat atât de mult încât au dispărut îndoielile cu privire la natura lor vie și a fost formulată o declarație despre virusuri ca organisme. Baza pentru recunoașterea virusurilor ca organisme a fost faptele obținute în timpul studiului lor, indicând faptul că virusurile, la fel ca alte organisme (animale, plante, protozoare, ciuperci, bacterii), sunt capabile să se reproducă, au ereditate și variabilitate, adaptabilitate la condițiile în schimbare ale acestora. habitatul și, în cele din urmă, susceptibilitatea la evoluția biologică, asigurată de selecția naturală sau artificială. Aceasta este, în primul rând, interacțiunea a doi genomi - viral și celular.

Potrivit celui de-al treilea, virușii sunt derivați ai structurilor genetice celulare care au devenit relativ autonome, dar și-au păstrat dependența de celule. A treia ipoteză de 20-30 de ani părea puțin probabilă și chiar a primit numele ironic al ipotezei genelor furioase. Cu toate acestea, faptele acumulate oferă tot mai multe argumente noi în favoarea acestei ipoteze. Odată cu aceasta, s-au acumulat un număr semnificativ de fapte care indică existența în natură pe scară largă a schimbului de blocuri gata făcute de informații genetice, inclusiv în rândul reprezentanților diferiților viruși evoluați la distanță. Ca urmare a unui astfel de schimb, proprietățile ereditare se pot schimba rapid și brusc prin încorporarea genelor străine (împrumutând o funcție genică). De asemenea, pot apărea noi calități genetice datorită unei combinații neașteptate de gene intrinseci și integrate (apariția unei noi funcții). În cele din urmă, o simplă creștere a genomului datorită genelor care nu funcționează deschide posibilitatea evoluției acestora din urmă (formarea de gene noi).

Ce sunt formele de viață necelulare?

Mușcă dureros și jignitor

Deși uneori nu este vizibil ...

J. Swift

„Ei bine, lăsați-l pe frumosul nostru străin să rămână un străin, dacă doar ea ne-ar iubi”? a spus, potrivit legendei, remarcabilul microbiolog L. Pasteur, care nu a reușit să izoleze agentul cauzal al rabiei? o boală cumplită de care nu a existat mântuire în secolul al XIX-lea. El a reușit să primească un vaccin și astfel a învățat natura unui agent infecțios și a salvat multe mii de vieți umane. Nimeni nu ar fi putut face acest lucru în acele zile, deoarece agentul cauzal al rabiei nu era un microb, așa cum se aștepta L. Pasteur, ci un virus.

Alături de organismele unicelulare și pluricelulare, există și alte forme de viață în natură. Acestea sunt viruși care nu au o structură celulară. Ele reprezintă o formă de tranziție între materia vie și cea non-vie. Virușii sunt foarte simpli. Fiecare particulă virală este formată din ARN sau ADN închis într-un strat proteic numit capsidă, se numește o particulă infecțioasă complet formată virion... Unele virusuri (herpes sau gripă) au, de asemenea, un înveliș suplimentar care apare din membrana plasmatică a celulei gazdă. Virușii pot trăi și se pot reproduce numai în celulele altor organisme. În mediul extern, nu prezintă semne de viață, multe sunt sub formă de cristale. Dimensiunea virușilor variază de la 20 la 300 nm.

Virusul are o structură internă destul de complexă. Miezul său (nucleul) conține o (uneori mai multe) molecule de acid nucleic (ADN sau ARN). Acizii nucleici ai celor mai mici virusuri conțin 3-4 gene, iar cei mai mari viruși au până la 100 de gene. În exterior, virusul este acoperit cu o „teacă” proteică care protejează acidul nucleic de influențele nocive ale mediului. Forma virușilor este foarte diversă. După mărime, virușii sunt împărțiți în mari (300-400 nm în diametru), medii (80-125 nm) și mici (20-30 nm). Virușii mari pot fi văzuți la microscop obișnuit, iar cei mai mici sunt studiați la microscop electronic.

Cum intră un virus într-o celulă?

Virușii vegetali, ale căror celule, pe lângă membrană, sunt protejate de o membrană puternică de celuloză, pot pătrunde în ele numai în locuri deteriorarea mecanică... Purtătorii acestor viruși pot fi artropode - insecte precum afidele și căpușele cu un aparat de supt. Ei poartă virioni pe proboscis. Și la om, purtătorii bolilor virale pot fi țânțarii (febra galbenă), țânțarii (encefalita japoneză) sau căpușele (encefalita taiga). Anterior, toți virușii care se răspândeau cu ajutorul sucitoarelor erau combinate într-un grup arbovirusuri.

Celulele animale neînvelite protejate de o singură membrană sunt mai vulnerabile la viruși în primul rând datorită capacității lor de a phago- și pinocetoza... Captând substanțele nutritive, adesea „înghit” și virioni. Dacă celulele sunt conectate între ele, la fel ca celulele din sistemul nervos, virusul poate călători prin aceste contacte, infectând o celulă după alta. Acesta este de obicei un proces lent (așa se produce infecția, de exemplu, atunci când este mușcat de un animal rabid).

În cele din urmă, mulți viruși dezvoltă adaptări speciale pentru a intra în celulă. Celulele care căptușesc căile respiratorii sunt acoperite cu un strat protector de mucus. Dar virusul gripal subțiază mucusul și pătrunde în membrană (motiv pentru care primul simptom al gripei este adesea un nas curbat).

Virusul SIDA ne infectează celulele albe din sânge - leucocite folosind proteine ​​care ies din suprafața cochiliei sale, „furate” din celula gazdă.

În această imagine, puteți vedea cum virușii intră în celulă. În stânga și în centru, bacteriofagul E. coli: când coada se contractă, firul ADN din cap este injectat în citoplasma celulei bacteriene. În dreapta este infecția unei celule umane cu virusul SIDA. Glicoproteina plic gP 120 aderă la o proteină CD4 specifică; gP 41 străpunge membrana celulei gazdă, în urma căreia capsula proteică ARN pătrunde în citoplasmă, iar învelișul gol de virion este eliminat.

Clasificarea organismelor pe baza teoriei celulare. Caracteristicile generale ale virușilor și rolul lor biologic și ecologic pe Pământ.

La studierea lumii organice a Pământului, s-a constatat că organismele, în funcție de structura lor, pot fi împărțite în două grupuri mari: celularși necelular forme. Majoritatea organismelor au celular structură și numai organisme care formează regatul Viruși avea necelular structura.

Virușii au fost descoperiți de D.I. Ivanovsky în 1892 și în 1917. Felix Derel a descoperit un bacteriofag - un virus care infectează bacteriile. Virușii formează un regat Precelular sau Viruși... Acestea sunt organisme de dimensiuni foarte mici (de la 20 la 200 nm (nanometri)). Virușii nu sunt capabili să crească și activitatea lor vitală poate fi efectuată numai în interiorul celulei organismului gazdă.

Rolul biologic și ecologic al virușilor este că acestea sunt un factor de evoluție, cauzând moartea indivizilor slăbiți și contribuind la supraviețuirea organismelor mai adaptate unui anumit habitat.

Metoda de propagare a virusului

Virus(din virusul latin - otravă) - o particulă microscopică capabilă să infecteze celulele organismelor vii.

Virologie(din virus și logos - cuvânt, doctrină), știința virușilor. Virologia generală studiază natura virușilor, structura acestora, reproducerea, biochimia, genetica.

Modul de reproducere a virușilor este, de asemenea, diferit de diviziune, înmugurire, sporulare sau procesul sexual, care are loc în organismele unicelulare, în celulele organismelor multicelulare și în ultimele în general. Reproducerea sau replicarea, așa cum se referă în mod obișnuit la multiplicarea virușilor. Formarea virionilor are loc fie prin autoasamblare (ambalarea acidului nucleic viral în capside proteice și formarea unei nucleocapside), fie cu participarea celulei, fie prin ambele metode (virusuri învelite). Desigur, opoziția dintre diviziunea celulelor mitotice și replicare nu este absolută, deoarece metodele de replicare a materialului genetic în virusurile care conțin ADN nu diferă în mod fundamental și dacă luăm în considerare faptul că sinteza materialului genetic în virusurile care conțin ARN se efectuează și în funcție de tipul matricei, apoi opoziția este mitoza relativă și replicarea tuturor virușilor. Și, cu toate acestea, diferențele dintre metodele de reproducere a celulelor și virușilor sunt atât de semnificative încât trebuie să împartă întreaga lume vie în viruși și non-viruși.

Ce este SIDA?

Există mulți viruși în lume care cauzează boli periculoase pentru oameni, precum rabia, encefalita, polieemia, imunodeficiența, gripa, variola ...

Virologia medicală, veterinară și agricolă investighează virusurile patogene, proprietățile lor infecțioase, dezvoltă măsuri pentru prevenirea, diagnosticarea și tratamentul bolilor cauzate de acestea.

În prezent, SIDA (sindromul imunodeficienței dobândite) este o problemă serioasă. Aceasta este o boală epidemică umană care afectează predominant sistemul imunitar, care protejează organismul de diverși agenți cauzatori de boli. Infecția sistemului imunitar celular uman se manifestă prin dezvoltarea bolilor infecțioase progresive și a neoplasmelor maligne, iar corpul devine lipsit de apărare împotriva microbilor care în mod normal nu cauzează boli.

Pentru prima dată SIDA a fost înregistrată oficial în Statele Unite în 1981 și în 1983. S-a putut demonstra că este cauzat de un virus uman necunoscut anterior, din familia retrovirusurilor. Acest

virusul include doar enzima sa inerentă - revertaza... Descoperirea sa a reprezentat o adevărată revoluție în biologie, deoarece a arătat posibilitatea de a transfera informații genetice nu numai în conformitate cu schema clasică de proteine ​​ADN> ARN>, ci și prin transcriere inversă din ARN> ADN.

Agentul cauzal al bolii este virusul imunodeficienței umane (HIV). Genomul HIV este reprezentat de două molecule de ARN identice de aproximativ 10.000 de perechi de baze. Mai mult, HIV izolat de diferiți pacienți cu SIDA diferă între ei prin numărul de baze (de la 80 la 1000). HIV are o variabilitate unică, care este de 5 ori mai mare decât cea a virusului gripal și de 100 de ori cea a virusului hepatitei B. Variabilitatea genetică și antigenică continuă a virusului în populația umană duce la apariția de noi virioni HIV, care complică brusc problema obținerii unui vaccin și face dificilă efectuarea unei preveniri speciale a SIDA. Mai mult, această proprietate a HIV, potrivit unui număr de experți, pune la îndoială posibilitatea de a crea un vaccin eficient pentru a proteja împotriva SIDA.

Una dintre manifestările infecției umane cu virusul SIDA este afectarea sistemului nervos central. SIDA se caracterizează printr-o perioadă foarte lungă de incubație (calculată din momentul infecției până când apar primele semne ale bolii). La adulți, aceasta are o medie de 5 ani. Se presupune că HIV poate persista în organism pe viață. Aceasta înseamnă că, pentru tot restul vieții, persoanele infectate pot infecta pe alții și, în condițiile potrivite, pot contracta SIDA.

Una dintre principalele căi de transmitere a HIV și răspândirea SIDA este prin actul sexual, deoarece agentul său cauzal se găsește cel mai adesea în sângele, sperma și secrețiile vaginale ale persoanelor infectate.

Un stil de viață sănătos, forța căsătoriei și a legăturilor de familie, o atitudine negativă față de perversiunea sexuală și promiscuitatea și relațiile sexuale ocazionale sunt o garanție a siguranței împotriva SIDA.

Mai jos este o reprezentare schematică a virușilor: O - învelișul virusului variolei; B - incluziuni proteice. Stânga - diagramă a virionului virusului SIDA; P - proteine ​​specifice virusului; gP - glicoproteine ​​virale; 1 - membrana „furată” din celula gazdă; 2 - Molecule de ARN într-un strat proteic; 3 - molecule proteice care transformă ARN în ADN.

Daunele și beneficiile virușilor

Multe virusuri sunt cauza bolilor umane periculoase. Pe lângă SIDA și oncogen cauzatoare de cancer, acestea includ variolă, rujeolă, rabie, poliomielită, gripă, boli respiratorii acute: infecții respiratorii acute, febră galbenă, herpes (se spune: „febră turnată pe buze”) și chiar viruși care provoacă creșterea negilor.

Cu toate acestea, nu toate bolile cauzate de viruși au învățat cum să prevină și să trateze cu succes. Nu am învățat încă cum să tratăm imunodeficiența și, de regulă, această boală teribilă duce la moarte în câțiva ani. Și o problemă complet nerezolvată este cancerul. Medicii viitorului vor trebui să învețe cu succes, să lupte împotriva virusurilor care provoacă tumori maligne.

Care sunt beneficiile virușilor? La urma urmei, aceștia sunt dușmanii tuturor viețuitoarelor. Poate fi benefic dacă virusul este dușmanul inamicului, ceea ce înseamnă că nu în toate cazurile efectul virusului este negativ. Dacă atacă organismele unicelulare, care, în special, includ bacterii, acestea mor. Prin urmare, cu ajutorul unor astfel de viruși, bacteriofagi, este posibil să se distrugă bacteriile care provoacă boli periculoase precum dizenteria, holera și ciuma.

Capacitatea unui virus de a ucide o celulă gazdă poate fi utilizată în lupta împotriva celulelor individuale ale organismelor multicelulare și, mai presus de toate, a cancerelor. În acest caz, cheia succesului este „direcționarea” exactă a virusului către celula care urmează să fie ucisă, deoarece de la sine este gata să infecteze toate celulele corpului care sunt sensibile la acesta. Pentru aceasta, atât virusul, cât și o proteină specială, un anticorp capabil să se lege selectiv de o suprafață a celulei țintă, se atașează la o nanoparticulă, care acționează ca un fel de vehicul. Un astfel de „proiectil” atacă doar anumite celule, distrugându-le. Desigur, trebuie avut grijă să se asigure că virusul poate părăsi corpul fără a afecta celulele sănătoase. În nanotehnologie, virușii sunt folosiți și ca „șablon” pentru a crea sisteme nanostructurate.

Unele virusuri care cauzează boli ale insectelor sunt utilizate pentru combaterea dăunătorilor din agricultură și silvicultură. Cu toate acestea, ar trebui să se recunoască faptul că răul cauzat de aceste forme de viață cele mai simple. De multe ori beneficiile lor.

America a aprobat mai întâi virușii ca supliment alimentar

O metodă neobișnuită de tratare a bolilor infecțioase periculoase, cum ar fi listerioza, a fost propusă de oamenii de știință americani. Viruși - bacteriofagii care sunt siguri pentru oameni vor fi pulverizați pe produse din carne gata consumate pentru a ucide bacteriile mortale. Aprobat de FDA.

Listerioza, inclusiv prin alimente contaminate, afectează mii de oameni în Statele Unite în fiecare an și aproximativ 500 dintre ei mor. O companie de biotehnologie a găsit o cale de ieșire. Ea a venit cu un cocktail de șase virusuri care sunt letale pentru bacteria Listeria monocytogenes. S-a propus ca virusurile să fie pulverizate în masă pe produse din carne gata consumate: șuncă feliată, hot dog, cârnați, cârnați, precum și diverse produse din păsări.

Acest shake special pregătit și rafinat a trecut toate testele necesare - fără efecte secundare și fără modificări vizibile în alimentele procesate.

Concluzie

În cursul lucrărilor la proiect, am devenit și mai convins că este nevoie de o luptă acută împotriva virusurilor periculoase pentru viața umană. Și aceasta este, de asemenea, o lucrare foarte laborioasă, deoarece virușii pot muta, adică schimbarea compoziției. De aceea este foarte dificil să găsești un remediu, de exemplu, împotriva virusului imunodeficienței.

În zilele noastre, virusurile sunt studiate de oameni de știință din întreaga lume. Omenirea încearcă să beneficieze de ele. Am învățat deja cum să scăpăm de bacteriile care cauzează diferite boli cu ajutorul bacteriofagilor.

Poate că, în viitor, lupta împotriva virușilor nu va fi o problemă atât de gravă ca acum.

În natură, nu există un singur organism care să aducă numai rău și să distrugă alte organisme. La urma urmei, pentru ceva a fost creat de natură?

Cred că am dezvăluit pe deplin subiectul eseului meu și am rezolvat toate sarcinile stabilite pentru mine, după ce am lucrat cât mai mult posibil toată literatura despre acest subiect.

De asemenea, cred că acest subiect este foarte relevant, este cu adevărat necesar în studiul științelor naturii. La urma urmei, primim noi cunoștințe despre viruși, ne dăm seama de tot pericolul pe care îl pot provoca fiecărui organism viu de pe planeta noastră.

Bibliografie

1. Bogdanova T. L. Biologie: sarcini și exerciții. Un ghid pentru solicitanții la universități. - M.: Școală superioară, 1991.

2. Knorre DG, Myzina SD Chimie biologică: Manual pentru chim., Biol. și dragă. specialist. universități. - M.: Școală superioară, 2000.

3. Lemeza NA, Kamlyuk LV Biologie în întrebări și răspunsuri: Manual / Hood. regiune M.V.Dranko. - Minsk: LLC „Potpurri”, 1997.

4. Mednikov BM Biology: forme și niveluri de viață. - M.: Educație, 1994.

5. Polyansky Yu. I. Biologie generală: Manual. pentru 10-11 cl. miercuri shk. - M.: Educație, 1993.

6. Tupikin EI Biologie generală cu elementele de bază ale ecologiei și protecției mediului: manual pentru început. prof. educaţie. - M.: Centrul de Educație și Editura „Academia”, 2002.

Natura virușilor

Existența virușilor a fost stabilită pentru prima dată în studiul bolii mozaicului tutunului. S-a dovedit că agentul cauzal al acestei boli poate trece printr-un filtru de porțelan, utilizat de obicei pentru a prinde bacteriile. Dimensiunea virușilor variază între 17 și 300 nm în diametru. Astfel, ca dimensiune, acestea sunt comparabile cu moleculele, de exemplu, un atom de hidrogen are un diametru de aproximativ 0,1 nm, iar dimensiunea unei molecule de proteină este în medie de zeci de nanometri.

Virușii se reproduc numai în celulele vii. Multe dintre ele sunt foarte specifice în ceea ce privește tipul de celule infectate. Acestea schimbă radical procesele biosintetice ale celulei gazdă. În acest caz, acidul nucleic al virusului trece celula la sinteza structurilor specifice virusului, concurând astfel cu aparatul său genetic. De exemplu, virusurile respiratorii se înmulțesc în celulele căptușelii căilor respiratorii, provocând simptomele caracteristice ale răcelii obișnuite. Cel mai adesea, virușii au o gamă îngustă de gazde. Una dintre cele mai rapide metode de identificare a bacteriilor necunoscute este utilizarea bacteriofagilor specifici care distrug anumite celule bacteriene. În schimb, răspunsul unor specii de plante la un virus necunoscut poate fi folosit (împreună cu alte metode) pentru a identifica acest virus.

Până în anii 1930. virușii au fost priviți ca fiind cele mai mici bacterii. În 1933, acest punct de vedere a fost infirmat. Wendell Stanley de la Institutul Rockefeller a obținut un extract din virusul mozaicului tutunului din plante infectate și l-a purificat. Virusul purificat a fost precipitat sub formă de cristale. Cristalizarea este unul dintre principalele teste pentru prezența unui compus chimic pur care nu conține impurități. Astfel, a devenit clar că, din punct de vedere chimic, virusul este mult mai simplu decât un organism viu. Când Stanley a dizolvat cristalele acului și a aplicat pe frunza de tutun, simptomele caracteristice ale bolii mozaice au reapărut. Astfel, s-a demonstrat că virusul rămâne infecțios după cristalizare și resuspendare.

Majoritatea virusurilor vegetale, precum virusul mozaicului tutunului, conțin doar ARN, în timp ce alte virusuri conțin doar ADN. Spre deosebire de viruși, toate organismele celulare conțin ambele tipuri de acizi nucleici. Virușilor le lipsește ribozomii și enzimele necesare pentru sinteza proteinelor și generarea de energie. În acest sens, virușii sunt fundamental diferiți de organismele cu o organizare celulară.

Viroizi și alte particule infecțioase

Sunt cunoscuți mai mulți agenți patogeni moleculari, cum ar fi virușii și. aparent derivat din genomul bacteriilor și eucariotelor. O importanță deosebită printre ei sunt viroizii, care, în ciuda numelui lor, diferă brusc de viruși.

Viroizii sunt cei mai mici agenți patogeni cunoscuți. Sunt mult mai mici decât cele mai mici genomi virali și nu au un strat proteic. Se cunosc doar viroizi ai plantelor. Acestea constau dintr-o moleculă de ARN monocatenar care se replică autonom în celulele infectate. Viroizii au fost identificați ca agenți cauzali ai bolilor periculoase. Unul a provocat moartea a milioane de cocotieri în Filipine în ultimii cincizeci de ani, iar altul a stricat cultivarea industrială a crizantemelor din Statele Unite la începutul anilor 1950.

Primul viroid, tuberculul cu cartofi, sau PSTV, a fost identificat de Theodore Diner de la Departamentul Agriculturii al SUA în 1971. Tuberculii de cartofi infectați cu PSTV sunt alungiți și curbați. Uneori apar fisuri adânci pe ele. PSTV este cel mai mare virion cunoscut. ARN-ul său este format din 359 de baze și are fie o formă de inel închis, fie o structură de ac de păr. În ambele cazuri, perechile de baze complementare sunt legate de hidrogen pentru a forma ARN bicatenar similar ADN-ului. La microscopul electronic, ambele forme de PSTV apar în formă de tijă; lungimea lor este de 50 nm. Deși este cel mai mare virion, are doar o zecime din mărimea genomului celui mai mic virus. Viroizii se găsesc numai în nucleele celulelor infectate. Acestea se reproduc ca viruși, adică sintetizând un fir complementar care funcționează ca un șablon. În acest caz, viroizii folosesc sistemele enzimatice ale celulei gazdă.

Deoarece viroizii sunt localizați în nucleu și, probabil, nu pot funcționa ca ARNm, se presupune că acestea provoacă boli prin interferența cu reglarea genelor celulei gazdă. Unele proteine ​​sunt prezente în cantități mai mari în celulele vegetale infectate decât în ​​cele sănătoase. Deși secvențe de nucleotide complementare cu PSTV nu au fost găsite la plantele sănătoase, se speculează că PSTV ar fi putut să apară ca urmare a modificărilor genomului unor specii de cartofi, gazda sa principală.

În organismele vii, există agenți patogeni moleculari care nu sunt viroizi. Existența unor structuri similare viroidelor, dar ascuțite din ADN, este presupusă la animale. Acestea sunt numite „particule subvirale”. În mod surprinzător, unele fragmente de proteine ​​sunt capabile să-și controleze reproducerea în celulele animale fără participarea acizilor nucleici, astfel de particule sunt numite „prioni”.

Începutul istoriei virologiei este asociat cu numele D.I. Ivanovsky, care în 1892 a publicat o lucrare privind studiul bolii mozaicului tutunului. El a menționat că agentul patogen este cea mai mică creatură, trece prin filtrele bacteriene, nu crește pe medii nutritive și este invizibil la microscopul cu lumină.

În 1898, Leffler și Frosch au descoperit virusul febrei aftoase.

În 1901, Reed și Carroll au izolat virusul de cadavrele persoanelor care au murit de febră galbenă.

D'Errel în 1910 a descoperit virusurile bacteriilor - bacteriofagii.

Virușii sunt răspândiți în natură, mediu și sunt aproape omniprezente. Acestea se găsesc în aer, apă, alimente, spațiu și organisme vii, și virusurile bacteriilor - bacteriofagii - în bacterii.

Virologia medicală studiază numai virusurile care sunt patogene pentru om sau semnificative pentru medicină (bacteriofagi).

Sarcina principală a virologiei medicale este studiul morfologiei, fiziologiei, geneticii, ecologiei și evoluției virușilor și dezvoltarea metodelor de diagnostic, tratament și prevenire a infecțiilor la om.

Principalele proprietăți ale virușilor:

Acestea constau din proteine ​​și un acid nucleic (ADN sau ARN), unde sunt codificate toate informațiile genetice ale virusului,

Nu au propriile lor sisteme metabolice și energetice,

Folosiți ribozomii celulei gazdă pentru a sintetiza propriile proteine,

Au un mod special de reproducere - disjunctiv Reproducerea (dezunită): în celulă, acizii nucleici și proteinele virușilor sunt sintetizate separat și apoi sunt asamblate în particule virale.

Ei își pot integra genomul în genomul celulei pentru a forma un provirus,

Virușii sunt mici (de la 15 la 250 nm și mai mult).

La fel ca alte forme de viață, virusurile au ereditate și variabilitate, rămân viabile atunci când sunt înghețate, uscate, rezistente la antibiotice, dar sensibile la temperaturi ridicate.

Virusul în afara celulei - virion, are un acid nucleic (ADN sau ARN) și o coajă proteică, este capabil să cristalizeze, este infecțios, adică datorită proteinelor țintite, proteinelor de atașament, enzimelor, intră în celulă, unde este numită „ virus", se numește virusul integrat cu ADN-ul gazdei provirus.

Pe lângă virusurile tipice, sunt cunoscute particule infecțioase neobișnuite - prioni și viroizi.

Prioni – proteinacee particulele infecțioase, care au forma fibrilelor de 10-20x100-200 nm, cu o greutate de 30 kD, nu conțin acid nucleic, sunt rezistente la căldură, proteaze, raze ultraviolete, ultrasunete și radiații ionizante. Prionii apar ca produse ale mutației propriei gene sau intră în organism atunci când mănâncă carne de animale care conține prioni. Prionii se acumulează în organul afectat fără a provoca acțiune citopatogenă (CPE), răspuns imun și răspunsuri inflamatorii. Pot bloca sau activa gene umane sau animale.

Viroizi- Acestea sunt molecule mici de ARN circular supraînfășurat care nu conțin proteine, cauzând boli la plante, posibil la mamifere.

Clasificarea virușilor

În virtutea particularităților lor, virușii sunt izolați într-un super-regat separat Vira,în care se distinge tipul de acid nucleic ribovirusuriși dezoxiribovirusuri(Tabelul 1).

Subregnurile sunt împărțite în familii, care sunt împărțite în subfamilii și genuri. Vedere- un set de viruși cu genom aproape identic (ADN sau ARN), proprietăți și capacitate de a provoca un anumit proces patologic. Numele de familie se termină cu viridae, subfamilie - virinae, drăguț - virus.

Semne utilizate pentru clasificarea virușilor: 1) tip de acid nucleic - ADN sau ARN; 2) structura lor (monocatenar, dublu catenar, liniar, circular, fragmentat, nefragmentat cu secvențe repetitive și inversate); 3) structura, dimensiunea, tipul de simetrie, numărul de capsomeri; 4) prezența sau absența unei învelișuri exterioare (supercapsidă); 5) structura antigenică; 6) fenomenele interacțiunilor genetice; 7) un cerc de gazde susceptibile; 8) distribuția geografică; 9) localizare intranucleară sau citoplasmatică; 10) sensibilitate la eter și detergenți; 11) modalitatea de transmitere a infecției.

Pentru a determina apartenența la familia retrovirusului, trebuie luată în considerare prezența enzimei revers transcriptazei.

Virușii care cauzează procese infecțioase la om fac parte atât din familiile virale care conțin ADN, cât și din ARN (vezi Tabelul 1).

Tabelul 1.

Clasificare și unele proprietăți ale virușilor

Familia de viruși	Tipul acidului nucleic	Dimensiunea virionului, nm	Prezență supercapsidă	Reprezentanți tipici
Virușii genomici ARN
Arenaviridae Arenavirus	fragmentat, monocatenar	50-300	+	Virușii Lassa, Machupo
Bunyaviridae Bunyaviruses	fragmentat, monocatenar, inelar	90-100	+	Febra hemoragică și virusurile encefalitei
Caliciviridae Calicivirusuri	monocatenar	20-30	-	Virusul hepatitei E, calicivirusurile umane
Coronaviridae Coronavirusuri	ARN monocatenar (+)	80-130	+	Coronavirusurile umane
Orthomyxoviridae Orthomyxoviruses	ARN (-) monocatenar, fragmentat	80-120	+	Viruși gripali
Paramyxoviridae Paramyxoviruses	ARN monocatenar, liniar (-)	150-300	+	Parainfluenza, rujeolă, virusuri ale oreionului, virus RS
Picornaviridae Picornavirusuri	ARN monocatenar (+)	20-30	-	Virusii poliomielitei, virusurile Coxsackie, ECHO, hepatita A, rinovirusurile
Reoviridae Reovirusuri	ARN bicatenar	60-80	-	Reovirusuri
Retroviridae Retrovirusuri	ARN monocatenar	80-100	+	Virusii cancerului, leucemia, sarcoamele, HIV
Togaviridae Togavirusuri	ARN monocatenar (+)	30-90	+	Virusii encefalitei ecvine, rubeola etc.
Flaviviridae Flavivirusuri	ARN monocatenar (+)	30-90	+	Encefalită transmisă de căpușe, febră galbenă, dengue, encefalită japoneză, hepatită C, virusuri G
Rhabdoviridae Rhabdovirusuri	ARN monocatenar (-)	30-90	+	Virusul rabiei, virusul stomatitei veziculare
Filoviridae Filovirusuri	ARN monocatenar (+)	200-4000	+	Virușii Ebola, Marburg
Virușii genomici ai ADN-ului
Adenoviridae Adenovirusuri	liniar, dublu catenar	70-90	-	Adenovirusurile mamiferelor și păsărilor
Hepadnaviridae Hepadnavirusuri	dublu catenar, inelar cu o secțiune monocatenară	45-50	+	Virusul hepatitei B.
Herpesviridae Herpesvirusuri	liniar, dublu catenar		+	Virusuri herpes simplex, citomegalie, varicela, mononucleoză infecțioasă
Papovaviridae Papovavirus	dublu catenar, inelar	45-55	-	Viruși papiloma, poliomi
Poxviridae Poxvirusuri	dublu catenar cu capete închise	130-250	+	Virusul vaccinului, virusul variolei
Parvoviridae Parvovirus	liniar, monocatenar	18-26	-	Virus adeno-asociat

4.2. Structura virușilor

Prin structură, se disting două tipuri de particule virale - simple și complexe. Virionii simpli conțin ADN sau ARN și proteine. Complexele din supercapsidă conțin lipide, polizaharide.

Structura internă a virusurilor simple și complexe este similară, nucleul virusului este genomul viral, care conține de la 3 la 100 sau mai multe gene.

Morfologia și structura virușilor. Virușii simpli au un strat proteic - capsidă, care constă din capsomere - molecule proteice, a căror formă de pliere determină tipul de simetrie. Capsidul este reprezentat de proteine ​​a-elicoidale capabile de polimerizare.

Virușii complexi au o coajă exterioară, o supercapsidă, situată deasupra capsidei. Supercapsida conține un strat proteic interior - proteina M, apoi un strat mai voluminos de lipide și carbohidrați extrase din membranele celulare ale celulei gazdă. Glicoproteinele specifice virusului pătrund în supercapsidă, formând proeminențe buclate (spini, fibre) care îndeplinesc o funcție de receptor.

Există 3 tipuri de simetrie: 1) spirală când capsomerii sunt dispuși în spirală - structura elicoidală a nucleocapsidei; 2) cub(icosaedric), când capsomerele se potrivesc de-a lungul fețelor unui poliedru (12-20-laturi) - figura unui icosaedru (20-laturi) se află la bază. În funcție de tipul de rearanjare și de numărul de subunități, numărul de capsomere va fi de 30, 20 sau 12. Virionii cu o capsidă complexă construită din mai mult de 60 de capsomeri conțin grupuri de 5 subunități - pentameri, sau de 6 subunități - hexameri ; 3) amestecat tip de simetrie (la bacteriofagi).

Se numește complexul capsidei și genomul virusului nucleocapsidă... Virușii complexi au supercapsidă(peplos). Această anvelopă de suprafață a virusului este formată din lipide și proteine ​​de origine celulară.

Proteinele virale sunt: ​​1) structural; 2) nestructurale.

Dintre cele structurale se disting: capsidă- fac parte din capsomeri și formează o teacă care protejează acidul nucleic; supercapsidă Sunt glicoproteine ​​care formează coloanei vertebrale pe suprafața supercapsidei și au: abordare funcție - recunosc o celulă sensibilă și sunt adsorbite pe ea; atașament proteine ​​care interacționează cu receptori celulari specifici; proteine fuziuni- promovează fuziunea membranelor virale și celulare și conduc la formarea simplastelor; genomică- posedă proprietăți antigenice, participă la interacțiunea cu celula.

Se disting proteinele nestructurale: precursori ai proteinelor virale(instabil); ARN și ADN polimeraze- participă la replicarea genomului viral; proteine ​​reglatoare- sunt implicate în reproducerea virusului.

Funcțiile proteinelor: au proprietăți antigenice și imunogene; participă la recunoașterea celulei și la interacțiunea cu aceasta; protejează genomul de nucleaze; oferă un tip de simetrie.

Lipidele fac parte din supercapsidă și sunt un amestec de fosfo- și glicolipide neutre, multe dintre ele sunt produse ale membranei celulei gazdă.

Ele determină infectivitatea, sensibilitatea sau rezistența la eter; stabilizați particula virală.

Carbohidrați fac parte din glicoproteinele supercapsidelor. Carbohidrații și lipidele sunt o parte integrantă a hemaglutininei, care determină aderența globulelor roșii și are specificitate antigenică.

Distinge virionși indusă de virus enzime ale virușilor. Enzimele virion includ enzime de transcriere și replicare (ADN și ARN polimerază); transcriptaza inversă (în retrovirusuri), ATPaza, endo- și exonuclează, neuraminidaza.

Enzimele induse de virus sunt acelea despre care există doar informații în genomul viral, dar ele apar în celulă. Acestea sunt ARN polimeraze de toga, orto, picorn și paramixovirusuri; și ADN polimeraze în virusurile variolei și herpesului.

Acizi nucleici oferi trăsături ereditare; sunt păstrători ai informațiilor genetice; sunt necesare pentru reproducerea virușilor, mulți dintre ei pot provoca singuri procesul infecțios, pătrunderea lor în celulă este suficientă.

ADN-ul viral. Greutatea moleculară este de 1,10 6 -1,10 8 daltoni. ADN-ul poate fi monocatenar sau dublu catenar, fragmentat și supraînfășurat, liniar sau circular și conține câteva sute de gene. Fiecare catenă de ADN are secvențe de nucleotide și la capete există repetări drepte sau inversate (180 o), care sunt markeri pentru a distinge ADN-ul viral de celular. Aceste repetări oferă capacitatea ADN-ului de a se închide într-un inel pentru replicarea ulterioară, transcrierea și integrarea în genomul celular. Informațiile genetice ale ADN-ului infecțios sunt traduse în ARNm în celulă folosind polimeraze.

ARN viral poate fi una sau două fire, liniare, circulare, fragmentate. În virusurile ARN, informațiile genetice sunt codificate în ARN prin același cod ca și în ADN-ul tuturor celorlalți viruși și organisme celulare. În ceea ce privește compoziția lor chimică, ARN-urile virale nu diferă de ARN-urile de origine celulară, dar sunt caracterizate printr-o structură diferită.

Împreună cu forma monocatenară tipică tuturor ARN-urilor, un număr de viruși au ARN bicatenar. ARN-urile monocatenare conțin regiuni elicoidale de tip ADN dublu helix, care se formează ca rezultat al împerecherii bazelor azotate complementare. Virușii ARN monocatenari sunt împărțiți în 2 grupe: (+) ARN (genom pozitiv) și (-) ARN (genom negativ). ARN-ul viral (+) este infecțios și are funcțiile de ARN mesager. Poate transfera informații genetice către ribozomi precum ARNm. Virușii cu genom negativ nu sunt infecțioși, deoarece catena (-) ARN îndeplinește numai funcția ereditară și nu are funcția de ARNm. În celula infectată, pe matricea ARN genomică virală, ARN-ul complementar genomului este sintetizat cu ajutorul enzimei transcriptazei.

(+) Catenele ARN de viruși, spre deosebire de (-) ARN, au capete speciale sub forma unui „capac” pentru recunoașterea specifică a ribozomilor.

Patogenitatea virușilor se datorează combinației proprietăților lor: capacitatea de a pătrunde în macroorganism, de a se lega de membranele celulare și de a pătrunde în celulă, de a controla metabolismul și funcția de sinteză a proteinelor a celulei, de a asigura transcrierea și replicarea acesteia. propriul genom și efectuează întregul ciclu de reproducere virală. Toate aceste proprietăți depind de genomul virusurilor și de prezența proteinelor și enzimelor structurale corespunzătoare. Reproducerea virușilor duce la dezvoltarea patologiei: acțiune citopatogenă (distructivă), dezvoltarea inflamației, deteriorarea diferitelor celule și țesuturi.

clasa a 7-a

Vii ... Reflecţie

Gândiți-vă și spuneți-mi: aveți nevoie de cunoștințele acumulate în lecție astăzi? De ce?

cerere

Conceptul de viruși

Viruși - organisme intracelulare

Virușii sunt molecule de acid nucleic (ADN sau ARN) închise în înveliș proteic de protecție (capsidă). Virușii conțin un singur tip de acid nucleic: fie ADN, fie ARN.

Virușii sunt una dintre cele mai răspândite forme ale existenței materiei organice pe planetă în ceea ce privește numărul: apele oceanului mondial conțin un număr colosal de bacteriofagi (aproximativ 10 11 particule pe mililitru de apă).

Istoria cercetării virusurilor

În 1852, botanistul rus Dmitry Iosifovich Ivanovsky a obținut un extract infecțios din plantele de tutun afectate de boala mozaicului.

În 1898, olandezul Beijerinck a inventat termenul „virus” (din latină - „otravă”) pentru a desemna natura infecțioasă a anumitor fluide vegetale filtrate.

Ciclul de viață al virușilor

Spre deosebire de toate organismele, virușii nu sunt capabili să se înmulțească prin fisiune binară (împărțită în două). Odată ajuns în celulă, acidul nucleic al virusului „forțează” celula să sintetizeze componentele virusului din materialele sale celulare. Acest lucru duce celula la moarte și eliberarea noilor virioni (fiice) formați, care sunt deja capabili să infecteze alte celule

Boli virale ale plantelor

La plante - mozaic sau alte modificări ale culorii frunzelor sau florilor, frunzele cretate și alte modificări de formă, nanism; în cele din urmă, bacteriile își degradează.

Boli virale animale

La animale, virusurile cauzează febra aftoasă, ciuma, rabia; la insecte - poliedroză, granulomatoză.

Boli virale umane

Bolile virale umane sunt rujeola, oreionul, gripa, poliomielita, rabia, variola, febra galbenă, trahomul, encefalita, unele boli oncologice (tumorale), SIDA, negii, herpesul.

SIDA

În 1981, a apărut o nouă boală, necunoscută anterior științei, numită SIDA. În 1983, a fost descoperit un virus numit HIV, care provoacă boala.

HIV este virusul imunodeficienței umane care provoacă sindromul imunodeficienței dobândite de SIDA. Cu această boală, sistemul imunitar celular este deteriorat - se dezvoltă boli infecțioase și neoplasme maligne, corpul devine complet lipsit de apărare împotriva microbilor.

Virusul care provoacă SIDA conține 2 molecule de ARN. Se leagă în mod specific de celulele sanguine - leucocite, în urma cărora activitatea lor funcțională scade.

Mulți oameni confundă două concepte complet diferite - infectat cu HIV și pacientul cu SIDA. Diferența este că o persoană infectată cu virusul imunodeficienței poate rămâne o persoană eficientă, relativ sănătoasă, timp de mulți ani. O astfel de persoană nu prezintă niciun pericol pentru alții.

Modalități de transmitere a HIV:

De la mamă la copil: in utero, în timpul nașterii, în timpul hrănirii,

Prin sânge: în timpul transfuziei de sânge, în timpul transplantului de organe și țesuturi,

Când utilizați miere contaminată. instrumente (seringă pentru dependenți)

Care este probabilitatea de a contracta SIDA? Într-adevăr, în acest caz sistemul care îndeplinește o funcție de protecție este afectat.

Grupuri de risc în care probabilitatea de a vă îmbolnăvi este suficient de mare.

homosexuali

oameni promiscui

prostituate

dependenti de droguri

donatori și beneficiari

Ce ar trebui să faceți pentru a vă proteja de această boală?

folosiți instrumente de unică folosință

stabiliți un control bun asupra sângelui donatorului

combate dependența de droguri asociată infecției cu SIDA

Viruși bacterieni - bacteriofagi

Bacteriofagii sunt „consumatorii de bacterii. Deschis în 1917 simultan în Franța și Anglia

Utilizat în tratamentul bolilor cauzate de anumite bacterii (ciumă, tifoidă, dizenterie)

Există trei modalități principale de combatere a bolilor virale: fiecare dintre ele funcționează în felul său.

1 cale - vaccinare .

Esența sa se rezumă la o formulă simplă „Bate inamicul cu propria sa armă”. Virusul este aici împotriva virusului. Vaccinurile includ sistemul imunitar. În 1885, omul de știință francez Louis Pasteur a inventat vaccinul antirabic. Când sunt introduși în organism, astfel de viruși nu provoacă boli, dar se creează o imunitate activă la acest virus.

Metoda 2 - chimioterapie.

Acesta este efectul substanțelor chimice asupra virușilor. Dificultatea constă în faptul că virusurile se înmulțesc în interiorul celulelor, folosind sistemele lor, din care cauză, expunerea la viruși duce la întreruperea metabolismului celular.

Metoda 3 - interferon.

Este o proteină protectoare produsă de celule ca răspuns la infecția cu viruși. Acționează pe principiul semnalului de oprire și suprimă multiplicarea virușilor care au intrat deja în celulă. Experiența arată că, dacă interferonul este produs slab, atunci bolile virale sunt mai severe).

Expresii complete (în scris):

1. Știința virușilor se numește…. ...

2. Virușii trăiesc numai în …….

3. Virușii sunt intracelulari….

5. Virușii conțin acid nucleic ... sau .... și câteva proteine, formând un înveliș în jurul acidului nucleic.

6. Învelișul proteic al virusului, care îi protejează acidul nucleic de exterior impactul se numește….

7. Un virus care infectează bacteriile se numește ...

8. Știința despre viruși….

(verificare reciprocă la scara de evaluare: "5" - 8 răspunsuri; "4" - 6 - 7 răspunsuri; "3" - 4-5 răspunsuri; "2" - mai puțin de 2 răspunsuri).

Un virus (din virusul latin - otravă) este cea mai simplă formă de viață, o particulă microscopică, care este o moleculă de acizi nucleici (ADN sau ARN, unele, de exemplu, mimivirusuri, au ambele tipuri de molecule), închise într-o proteină membrană și capabilă să infecteze organismele vii ... Virusii se disting de alți agenți infecțioși prin capsidă. Virușii, cu rare excepții, conțin un singur tip de acid nucleic: fie ADN, fie ARN. Anterior, prionii erau, de asemenea, atribuiți în mod eronat virușilor, dar ulterior s-a dovedit că acești agenți patogeni sunt proteine ​​speciale și nu conțin acizi nucleici.

Pentru prima dată existența unui virus (ca nou tip de agent patogen) a fost dovedită în 1892 de către omul de știință rus D. I. Ivanovsky. După mulți ani de cercetări privind bolile plantelor de tutun, într-o lucrare din 1892, DI Ivanovsky ajunge la concluzia că mozaicul de tutun este cauzat de „bacterii care trec prin filtrul Chamberlain, care, totuși, nu sunt capabile să crească pe substraturi artificiale. "

Cinci ani mai târziu, în studiul bolilor la bovine, și anume, febra aftoasă, a fost izolat un microorganism filtrabil similar. Și în 1898, când a reprodus experimentele lui D. Ivanovsky de către botanistul olandez M. Beijerinck, el a numit astfel de microorganisme „viruși filtrabili”. Într-o formă prescurtată, acest nume a început să denote acest grup de microorganisme.

În 1901, a fost descoperită prima boală virală umană - febra galbenă. Această descoperire a fost făcută de chirurgul militar american W. Read și colegii săi.

În 1911, Francis Routh a dovedit natura virală a cancerului - sarcomul Rous (abia în 1966, 55 de ani mai târziu, i s-a acordat Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru această descoperire).

În anii următori, studiul virușilor a jucat un rol important în dezvoltarea epidemiologiei, imunologiei, geneticii moleculare și a altor ramuri ale biologiei. Astfel, experimentul Hershey-Chase a devenit o dovadă decisivă a rolului ADN-ului în transmiterea proprietăților ereditare. De-a lungul anilor, cel puțin încă șase premii Nobel în fiziologie sau medicină și trei premii Nobel în chimie au fost acordate pentru cercetări legate direct de studiul virușilor.

În 2002, la Universitatea din New York a fost creat primul virus sintetic (virusul poliomielitei).

Pur și simplu virușii organizați constau dintr-un acid nucleic și mai multe proteine ​​care formează un înveliș în jurul său - o capsidă. Un exemplu de astfel de viruși este virusul mozaicului tutunului. Capsidul său conține un tip de proteină cu o greutate moleculară mică. Virușii organizați complex au un anvelopă suplimentară - proteină sau lipoproteină; uneori în cochiliile exterioare ale virusurilor complexe, pe lângă proteine, conțin carbohidrați. Agenții cauzali ai gripei și herpesului sunt exemple de viruși organizați complex. Membrana lor exterioară este un fragment al membranei nucleare sau citoplasmatice a celulei gazdă, din care virusul pătrunde în mediul extracelular.

Particulele virale (virioame) sunt o capsulă proteică - o capsidă care conține genomul virusului, reprezentat de una sau mai multe molecule de ADN sau ARN. Capsidul este construit din capsomere - complexe proteice, care, la rândul lor, constau din protomeri. Acidul nucleic în complex cu proteine ​​este denumit nucleocapsidă. Unii viruși au și o membrană lipidică exterioară. Dimensiunile diferiților viruși variază de la 20 (parvovirusuri) la 500 (mimivirusuri) și mai mulți nanometri. Virionii au adesea o formă geometrică regulată (icosaedru, cilindru). O astfel de structură de capsidă asigură identitatea legăturilor dintre proteinele sale constitutive și, prin urmare, poate fi construită din proteine ​​standard ale uneia sau mai multor specii, ceea ce permite virusului să economisească spațiu în genom. 2. Scurte caracteristici ale bolilor virale.

Bolile virale sunt boli umane care apar în legătură cu pătrunderea în celulele corpului uman și dezvoltarea diverselor virusuri în acestea, care sunt cele mai mici forme de viață constând dintr-o moleculă de acid nucleic, un purtător de informații genetice, înconjurat de o membrană protectoare de proteine.

Virusul se înmulțește hrănindu-se cu conținutul celulei, în urma căruia celula este distrusă și moare.

În funcție de caracteristicile epidemiologice, bolile virale sunt împărțite în boli virale antropone, adică cele în care numai oamenii sunt bolnavi (de exemplu, poliomielita) și boli virale zooantropone care se transmit de la animale la oameni (de exemplu, rabia).

Prin natura răspândirii lor, bolile virale pot fi transmise prin picături în aer, prin contacte, inclusiv actul sexual (BTS), prin obiecte obișnuite, alimente etc.

Virușii pot infecta celule dintr-o mare varietate de organe umane, prin urmare, fac distincția între bolile virale ale pielii, zona genitală (), tractul respirator și sistemul respirator (afecțiunile pulmonare), afecțiunile virale ale intestinelor, ficatul, afecțiunile orale mucoasa (herpes), ochi etc.

Există mult mai puține medicamente antivirale dovedite clinic decât antibiotice. Pe baza particularităților utilizării lor predominante, medicamentele antivirale pot fi împărțite în mai multe grupuri: antiherpetic, anticitomegalovirus, anti-gripal și având un spectru extins de activitate.

Clasificarea medicamentelor antivirale *

* Cu excepția medicamentelor antiretrovirale.

Virușii au fost descoperiți de botanistul rus D.I. Ivanovsky (1864 - 1920) în 1892 când studia boala mozaicului frunzelor de tutun. Termenul „virus” a fost propus pentru prima dată în 1898 de către omul de știință olandez M. Beijerinck (1851 - 1931).

În prezent, sunt cunoscute aproximativ 3000 de tipuri diferite de viruși.

Mărimile virușilor variază de la 15 la 350 nm (lungimea unor fire asemănătoare ajunge la 3000 nm; 1 nm = 1 · 10 -9 m), adică. cele mai multe dintre ele nu sunt vizibile la microscopul cu lumină (submicroscopic), iar studiul lor a devenit posibil numai după invenția microscopului electronic.

Spre deosebire de toate celelalte organisme, virușii nu au o structură celulară!

O particulă virală matură (adică o extracelulară, în repaus) virion) este foarte simplu: este format din una sau mai multe molecule de acid nucleic care alcătuiesc nucleu virus și stratul proteic (capsidă) Sunt așa-numitele viruși simpli.

Viruși complexi(de exemplu, herpes sau gripa) pe lângă capsidă și proteinele din acidul nucleic conțin un supliment membrana lipoproteică(plic, supercapsidă formată din membrana plasmatică a celulei gazdă), diverse glucideși enzime(Figura 3.1).

Enzimele promovează penetrarea NK virală în celulă și eliberarea virionilor rezultați în mediu ( neuraminidază mixovirusuri, ATP-aseși lizozimă unii fagi etc.) și participă, de asemenea, la procesele de transcriere și replicare a NK viral (diverse transcriptazași replică).

Coaja proteică protejează acidul nucleic de diferite influențe fizice și chimice și, de asemenea, previne pătrunderea enzimelor celulare în acesta, prevenind astfel degradarea acestuia (funcția de protecție). De asemenea, în compoziția capsidei există un receptor complementar receptorului celulei infectate - virușii infectează un cerc strict definit de gazde (funcție determinantă).

Virioni mulți viruși vegetali și un număr de fagi au spirală o capsidă, în care subunitățile proteice (capsomere) sunt dispuse într-o spirală în jurul unei axe. De exemplu, TMV ( virusul mozaicului tutunului) are forma tijelor cu un diametru de 15 - 17 nm și o lungime de până la 300 nm (Fig. 3.2.). În interiorul capsidei sale există un canal gol de 4 nm în diametru. Materialul genetic al TMV este ARN monocatenar strâns strâns în canelura capsidei spirale. Pentru virioni cu o capsidă spirală se caracterizează printr-un conținut ridicat de proteine ​​(90 - 98%) în raport cu acidul nucleic.

Capsidele virionilor multor viruși (de exemplu, adenovirus, virusul herpesului, virusul mozaicului galben de navă- VZHMT) au forma unui poliedru simetric, cel mai adesea un icosaedru (un poliedru cu 12 vârfuri, 20 de fețe triunghiulare și 30 de muchii). Astfel de capside sunt numite izometric(Fig. 3.3.). La astfel de virioni, conținutul de proteine ​​este de aproximativ 50% față de NA.

Într-un virus, există întotdeauna un singur tip de acid nucleic (fie ADN, fie ARN), prin urmare toate virusurile sunt împărțite în ADN și ARN. Moleculele de acid nucleic din virion pot fi liniare (ARN, ADN) sau în formă de inel (ADN). Mai mult, acești acizi nucleici pot fi compuși dintr-o catenă sau două. NK viral are 3 până la 200 de gene.

Acidul nucleic al virusului combină funcțiile ambilor acizi (ADN și ARN) - aceasta este stocarea și transmiterea informațiilor ereditare, precum și controlul sintezei proteinelor.