Особливості будови вірусів. Місце вірусів у системі органічного світу.Матеріал для учнів 10 класу.

 

Презентація

Віруси – неклітинні форми життя. Форми життя: неклітинні і клітинні

ВІРУСИ – НЕКЛІТИННІ ФОРМИ ЖИТТЯ

У перекладі з грецької мови назва цих організмів перекладається як “отруту”. І це не випадково. Неозброєним оком їх ніхто ніколи не бачив, але практично кожен переніс на собі їх вплив. Адже симптоми грипу в зимовий період стукають до нас у будинок без попиту.

Це зараз відомо, що віруси – неклітинна форма життя. Біологія цих організмів залишалася загадкою протягом багатьох століть. І тільки в кінці 19 століття російський фізіолог Дмитро Йосипович Іванівський довів, що збудниками багатьох хвороб є саме віруси. Вчений досліджував рослину тютюну, яке було уражено тютюнової мозаїкою. Він зауважив, що якщо сік хворого рослини проникне в здорове, то відбудеться його поразку.

БУДОВА ВІРУСІВ

Чому віруси – неклітинні форми життя? Відповідь проста: їх організм складається з клітин. Він являє собою молекулу нуклеїнової кислоти, оточена білковою оболонкою – капсидом. Розрізняють ДНК – і РНК-вмісні віруси.

В залежності від особливостей будови неклітинні форми життя – віруси – діляться на прості і складні. Перші мають класичне будова нуклеїнових кислот і білків. А другі під час збирання додатково прикріплюють частина плазматичної мембрани. Вона виконує функцію додаткової захисної оболонки.

ЧОМУ ВОНИ ЖИВІ?

Отже, віруси – неклітинні форми життя, не мають звичної мембрани і органел – постійних клітинних структур, що виконують певні функції. За якими ж ознаками їх відносять до живим організмам? Вони здатні до процесу розмноження. Причому, перебуваючи поза організмом господаря, вони не виявляють жодних ознак існування. Як тільки вірус виявляється в клітці, він починає синтезувати свої білки. При цьому починається процес придушення твори власних білкових молекул організму.
Вірусні білки діють як ферменти – біологічно активні речовини. Вони прискорюють відтворення нуклеїнових кислот. Таким чином, кількість чужорідних частинок збільшується, а власні процеси синтезу зупиняються. В результаті організм хворіє, оскільки для початку процесу розмноження вірусу потрібна енергія і органічні речовини клітин господаря.

БАКТЕРІОФАГИ

Віруси – неклітинні форми життя, які здатні паразитувати в будь-яких організмах. І одноклітинні прокариотические бактерії не виняток.

“Пожирачі” цих організмів називаються бактеріофагами. Для проникнення в клітину-господаря вони просто впорскують власну молекулу нуклеїнової кислоти через мембрану в цитоплазму клітини. Протягом півгодини в однієї бактерії утворюється більше ста вірусних частинок.
Як бактеріофаг знаходить в природі свою жертву? Справа в тому, що для цього вірусна частинка має спеціальні рецептори, які розпізнають прокариотический організм.

ШЛЯХИ ПОПАДАННЯ ВІРУСІВ В ОРГАНІЗМ

Неклітинні форми життя – віруси, маючи примітивне будова, здатні проникати в організм господаря різними способами. Залежать вони від особливостей його будови. Для людини найбільш поширеними з них є повітряно-крапельний шлях, проникнення через слизові покриви, продукти харчування і воду.
Переносниками таких небезпечних захворювань, як енцефаліт і жовта лихоманка, є тварини. В даному випадку кліщі і комарі відповідно. При статевих контактах можливе зараження гепатитом В та С, ВІЛ та герпесом.
У природі широко поширені і віруси, що вражають рослини і гриби. Проникнення в ці організми відбувається через ділянки пошкодження в клітинній стінці.
Важливою особливістю вірусів є їх вибірковість. Це означає, що частинки, які вражають людину, не впливають на рослинні і бактеріальні організми і навпаки.

ВІРУСИ: КОРИСТЬ ЧИ ШКОДА

Яку користь можуть приносити ці організми, якщо вони викликають небезпечні смертельні захворювання: сказ, грип, віспу та інші. Справа в тому, що саме віруси – неклітинні форми життя – формують імунітет. Це поняття означає здатність організму протистояти інфекціям. Імунітет буває вродженим, який представлений антитілами крові, і набутим.
Останній розділяється на природний і штучний. При перенесення інфекційних захворювань пам’ять про вірусні частинки залишається в особливих клітин крові – антитіл. При повторному попаданні чужорідних організмів вони розпізнають вірус і знищують його шляхом внутрішньоклітинного перетравлення – фагоцитозу. Штучний імунітет набувається в результаті вакцинації. Її суть полягає в тому, що організм людини заражають ослабленим вірусом і антитіла починають боротися з ним, формуючи імунну пам’ять.

Завдяки різним формам імунітету організм зберігає свою життєздатність починаючи з першого подиху дитини протягом всього життя. Кожну хвилину в кровоносне русло поступає безліч вірусних частинок. Якщо кількості антитіл достатньо для їх повного знищення, людина залишається здоровим. Хвороба настає в іншому випадку, коли вірусні частинки переважають і ресурсів імунної системи недостатньо, щоб знешкодити їх.
Неклітинні форми життя – віруси, фаги – є представниками окремого царства живої природи, яке називається Vira. В останні десятиліття основним завданням епідеміологів є створення нових вакцин від багатьох небезпечних вірусних захворювань. Справа в тому, що в процесі самозбірки відбувається мутація і утворення нових вірусів. Особливо це стосується ВІЛ, який вражає саму імунну систему, повністю роблячи організм беззахисним. Це є серйозною проблемою для сучасної науки. Сподіваємося, вона буде вирішена вже найближчим часом.

Життєві цикли вірусів.

В житті вірусів чергуються дві фази – позаклітинна, коли вірус перебуває у вигляді віріону, і внутрішньоклітинна фаза, коли відбувається його розмноження. В будь-якому випадку вірус взаємодіє з клітиною-хазяїном. Така взаємодія може бути трьох типів: 1) розмноження вірусу призводить клітину до загибелі; 2) клітини не гинуть, а дозрілі віріони не утворюються; 3) нуклеїнова кислота вірусу вбудовується в генетичний апарат клітини і під час поділу передається дочірнім клітинам, які при певних умовах також можуть загинути.
 Проникнення в клітину-хазяїна відбувається по-різному. В одних випадках вірус, прикріпившись до плазматичної мембрани, “впорскує” нуклеїнову кислоту, яка починає діяти за власною генетичною програмою. Капсид залишається назовні. Таким способом інфікують клітини так звані бактеріофаги (від лат. “пожирачі бактерій”). В інших випадках віріон потрапляє до клітини разом з капсидом і лише потім вивільняється нуклеїнова кислота (рис. 8).

Рис. 8. Схема проникнення вірусів у клітину шляхом ендоцитозу рецепторного (вгорі) і через плазматичну мембрану клітини (внизу): 1 - вірусна частка, 2 - плазматична мембрана клітини, 3 - ямка на поверхні клітини, що містить рецептори, 4 - утворюється клітинна вакуоль, 5 - зливається клітинна вакуоль; 6 - клітинна вакуоль, що утворюється після злиття (рецептосома); 7 - вихід генетичного матеріалу вірусу в цитоплазму.


Віруси, які мають додаткову зовнішню оболонку, можуть зливатися с клітинною мембраною, і в цитоплазму клітини проникає весь капсид вірусу. Після цього відбувається вивільнення вірусного геному.
Потрапивши в клітину-хазяїна, вірус використовує її нуклеотиди, амінокислоти та біосинтетичний апарат для побудови власних структур. Цей етап в життєвому циклі вірусів отримав назву дозрівання. Біосинтетичний апарат клітини-хазяїна працює під диктовку геному віруса. Синтезуються вірусні нуклеїнові кислоти, збираються з амінокислот елементи капсиду і, нарешті, формуються віріони. Ці процеси надзвичайно складні і каталізуються низкою ферментів як вірусного походження, так і з власного набору клітини.
Дозрівання віріонів – складний і необоротний процес. Нуклеїнова кислота, та структурні білки, що складають капсид, нездатні вивільнятися в цій же клітині і повторно її інфікувати. Якщо віруси мають зовнішню оболонку, то вона приєднується до капсиду пізніше, або в цитоплазмі клітини, або при взаємодії з клітинною мембраною. Після цього клітина звичайно гине, а нові віріони інфікують інші клітини (рис. 9.).

Рис. 9. Схема виходу вірусних часток з клітини шляхом брунькування: 1 - плазматична мембрана клітини, 2 - серцевина вірусу, 3 - вірусні поверхневі білки, вбудовані в плазматичну мембрану клітини, 4 – брунькування через плазматичну мембрану, 5 - зріла вірусна частка.
Віруси можуть ”вмонтовувати” свою нуклеїнову кислоту в ДНК хазяїна. Тут ця кислота може залишатися досить довго, поки не почнеться поділ клітини. В цьому випадку порушується мітоз, що викликає суттєві порушення в метаболізмі клітини-хазяїна. Саме таким чином діють так звані онкогенні віруси, які здатні викликати злоякісні новоутворення.