Почему вирусы выделены в особое царство вира
Обновлено: 19.04.2024
Систематика вирусов. Особенности классификации вирусов. Основные критерии таксономической классификации вирусов.
Вирусы отнесены к царству Vira. В основу их классификации положен тип нуклеиново кислоты, образующей геном. Соответственно выделяют рибовирусы (РНК-вирусы) и дезоксирибовирусы (ДНК-вирусы).
Для вирусов предложены следующие таксономические категории (по восходящей): Вид (Species) —> Род (Genus) —> Подсемейство (Subfamilia) —> Семейство (Familia). Но категории подсемейств и родов разработаны не для всех вирусов. Видовые названия вирусов обычно связывают с вызываемыми ими заболеваниями (например, вирус бешенства) либо по названию места, где они были впервые выделены (например, вирусы Коксаки, вирус Эбола). Если семейство включает большое количество видов, то видовые названия дают в соответствии с антигенной структурой и разделяют их на типы (например, аденовирус 32 типа или вирус герпеса 1 типа). Реже используют фамилии учёных, впервые их выделивших (например, вирус Эпстайна-Барр или вирус саркомы Рауса). Иногда используют устаревшие названия групп вирусов, отражающих их уникальные эпидемиологические характеристики (например, арбовирусы). Классификационные признаки патогенных для человека вирусов приведены в табл. 3-1.
Таблица 3-1. Семейства вирусов, включающие возбудителей инфекций человека
К вирусам отнесены вироиды [от virus и греч. eidos, сходство] — мелкие кольцевые однонитевые суперспирализованные молекулы РНК (аналогичную организацию имеет геном вируса гепатита D). Поскольку у вироидов нет белковой оболочки, они не проявляют выраженных иммуногенных свойств, и поэтому их нельзя идентифицировать серологическими методами. Вироиды вызывают заболевания у растений. В качестве безымянного таксона в царство Vira также включены и прионы.
Основные критерии таксономической классификации вирусов
При систематизировании вирусов выделяют следующие основные критерии: сходство нуклеиновых кислот, размеры, наличие или отсутствие суперкапсида, тип симметрии нуклеокапсида, характеристика нуклеиновых кислот (молекулярная масса, тип кислоты (ДНК или РНК), полярность [плюс или минус], количество нитей в молекуле либо наличие сегментов, наличие ферментов), чувствительность к химическим агентам (особенно к эфиру), антигенная структура и иммуногенность, тропизм к тканям и клеткам, способность образовывать тельца включений.
Дополнительный критерий — симптоматология поражений: способность вызывать генерализованные поражения либо инфекции с первичным поражением определённых органов (нейроинфекции, респираторные инфекции и др.).
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
· Согласно первой вирусы - результат дегенерации одноклеточных организмов. В эволюции дегенерация - отнюдь не редкий процесс, но эта теория не объясняет разнообразие вирусов.
· Теория доклеточных организмов, перешедших к паразитизму,
Между вирусами возможен обмен целыми блоками генетической информации, причем эти вирусы могут быть генетически весьма далеки друг от друга. Новые функции у вирусов могут возникать при неожиданном сочетании собственных генов и интеграции генов чужих. Увеличение генотипа вируса за счет неработающих генов может привести к образованию новых генов. Все эти механизмы делают вирусы одними из самых быстроизменяющихся организмов на земле.
Вирусы объединены в царство Vira — большую группу со свойствами, присущими только им. Эти свойстваследующие:
1.вирусы содержат только одну из нуклеиновых кислот — ДНК или РНК,
2.не имеют клеточной структуры и собственного обмена веществ, — обмен веществ связан с метаболизмом клетки, в которой они паразитируют.
3.Вирусы являются генетическими паразитами, которые неспособны размножаться на искусственных питательных средах, и для их культивирования применяются культуры тканей или клетки живого организма (куриного эмбриона и животных).
4.Для вируса характерен дизъюнктивный (раздельный) способ размножения (репродукция), заключающийся в раздельном синтезе вирусных компонентов в живой клетке с последующей композицией их в вирионы.
Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной, покоящейся — вирион, которую известный советский вирусолог В. Л. Рыжков назвал вироспорой, и внутриклеточной, вегетативной. Более изученной является внеклеточная форма.
Известно, что многие болезни растений вызываются вироидами. Вироидыменьше любого известного вируса и не обладают капсидами. Вироиды пока еще мало изучены, неизвестен способ их репликации.
Биология вирусов → Морфология и ультраструктура вирусов
Изучение вирионов в электронном микроскопе показало, что они имеют различную форму и ультраструктуру. Форма вирионов может быть палочковидной (вирус болезни табачной мозаики), шаровидной и нитевидной (вирусы гриппа), пулевидной (вирус бешенства), кирпичеобразной с закругленными углами (вирус натуральной оспы), в виде головастиков (бактериофаги)
Размеры вирионов очень малы, что не позволяет наблюдать их в световом микроскопе. Размеры вирусов выражаются в нанометрах (нм): 1 нм равен 10 -9 м (одна миллиардная)
Размеры могут быть определены методом ультрафильтрации через специальные фильтры с порами разной величины (свечи Шамберлана, свечи Беркефельда, коллодийные мембраны), седиментации или ультрацентрифугирования, диффузии вирусных частиц в жидкостях и с помощью электронного микроскопа.
Самые мелкие вирусы — вирусы полиомиелита (17— 25 нм), самые крупные — вирусы оспы (250—300 нм), средние — вирус гриппа (200—120нм).
Вирусы содержат молекулу ДНК или РНК, расположенную в центре, и белковую оболочку — капсид (от capsa — коробка), которая состоит из белковых субъединиц — капсомеров, уложенных вокруг нуклеиновой кислоты в определенном порядке, в связи с чем у вирионов различают несколько типов симметрии: спиральная, кубическая, смешанная или комбинированная. Количество капсомеров колеблется от нескольких единиц до сотен (у вируса полиомиелита — 60, у аденовирусов — 252, у вируса табачной мозаики — 2250). Нуклеиновая кислота и белковая оболочка составляют структуру, которая называется нуклеокапсидом. Некоторые средние и крупные вирусы, кроме капсида, имеют еще поверхностную оболочку — супер капсид, содержащую, помимо белков, углеводы, липиды, компоненты клеток хозяина и ферменты.
Капсид предохраняет нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий внешней среды, обеспечивает адсорбцию вируса на чувствительной клетке благодаря наличию комплементарных рецепторов вируса и клетки. Белковая оболочка вирусов относительно устойчива к протеазам. С капсидом связаны антигенные и иммуногенные свойства вируса.
Вирусы объединены в царство Vira - большую группу со следующими свойствами: содержат только одну из нуклеиновых кислот - ДНК или РНК, не имеют клеточной структуры и собственного обмена веществ, - обмен веществ связан с метаболизмом клетки, в которой они паразитируют.
Первые попытки классифицировать вирусы были предприняты в 40-е годы XX века. В 1976г. было предложено объединить вирусы в семейства и роды по химическим и физическим свойствам. Критерии, положенные в основу последней классификации вирусов, следующие:
1) тип нуклеиновой кислоты;
2) количество цепей в молекуле нуклеиновой кислоты (одна или две);
3) размер вириона;
4) количество капсомеров;
5) тип симметрии; 6) наличие оболочки;
7) место размножения.
Сейчас известно более 4000 вирусов, объединенные в 71 семейство, 164 рода.
Вирусы являются генетическими паразитами, которые неспособны размножаться на искусственных питательных средах, и для их культивирования применяются культуры тканей или клетки живого организма (куриного эмбриона и животных). Для вируса характерен раздельный способ размножения (репродукция), заключающийся в раздельном синтезе вирусных компонентов в живой клетке с последующей композицией их в вирионы.
Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной (покоящейся) - вирион и
внутриклеточной (вегетативной). Более изученной является внеклеточная форма.
Царство Mycota. Характеристика, отделы и классы
В настоящее время грибы относят к царству Mycota. Наука, изучающая представителей этого царства, называется микологией.
По размеру грибы делят на микромицеты (например, плесени, дрожжи) и макромицеты (шляпочные грибы). Грибы – низшие эукариоты, неподвижны, в клеточных стенках у большинства обнаружен хитин (как у насекомых), запасное питательное вещество – гликоген (как у животных). Способ питания – гетеротрофный, путем всасывания растворенных питательных веществ.
Систематика грибов постоянно совершенствуется и по одной из последних классификаций выглядит следующим образом:
1 отдел - ОТДЕЛ НАСТОЯЩИЕ ГРИБЫ
2. класс зигомицеты – это одноклеточные организмы, ведущие наземный образ жизни. Например: род мукор (применяемыйв промышленности для получения ферментов).
3. класс аскомицеты, или сумчатые грибы, распространенные повсеместно. Например: дрожжи (применяемые в пищевой промышленности); мучнистая роса (поражающая растения (крыжовник, смородина, картофель) белым,позднее темнеющим мицелием); родспорынья (паразитирующий на злаках).
4. класс базидиомицеты – высшие грибы. Например: шляпочные грибы (большинство из которых являются съедобными); грибы-трутовики (поражающие кору стволов деревьев); хлебная ржавчина (паразитирует на пшенице, придавая ей красный цвет); головня (поражает хлебные злаки, вызывая почернение колосков).
5. класс дейтеромицеты, или несовершенные грибы, распространены повсеместно, паразитируют на высших растениях, некоторые вызывают заболевания у лошадей, человека. Например: пеницилл (образует зеленую плесень; из него готовят один из самых известнейших лекарств – антибиотик пенициллин).
Отдел - ОТДЕЛ ООМИЦЕТЫ
Класс оомицеты- одноклеточные и многоклеточные организм. Обитают в воде, на растительных остатках, трупах животных. Многие оомицеты - паразиты высших наземных растений. Например: фитофтора, насчитывающая около 70 видов грибов; и наиболее опасен паразит ботвы и клубней картофеля - картофельный гриб.
В основу классификации вирусов положены следующие свойства вирионов: тип нуклеиновой кислоты: молекулярная масса НК; процент ГЦ (гуанина и цитозина); количество нитей в НК; процентное содержание НК в вирионе; форма вириона; тип симметрии белков капсида; число капсомеров; учитывались также данные о типе хозяина и переносчиках.
Все вирусы включены в царство Vira, которое подразделяется на два подцарства по типу НК – рибовирусы (РНК-содержащие вирусы) и дезоксивирусы (ДНК-содержащие вирусы). Подцарства делятся на семейства (-viridae), роды (-virus) и виды. Например, вирусы позвоночных объединены в 15 семейств, содержащих 32 рода.
РНК-содержащие вирусы.
К ним относятся пикорнавирусы, миксовирусы, тоговирусы, реовирусы.
Пикорнавирусы. Семейство Piornaviridae (очень мелкие вирусы, около 30 нм). Семейство включает три рода. Среди них энтеровирусы (род Entervirus) – вирусы, паразитирующие в организме человека и животных. Это вирусы полиомиелита, Коксаки, ЕСНО. Энтеровирусные инфекции повсеместно распространены на земном шаре, их распространение происходит фекально-оральным и воздушно-капельным путем. Энтеровирусы хорошо переносят низкие температуры, в замороженном состоянии сохраняются в течение нескольких лет. В составе вирионов нет липидов, поэтому они устойчивы к эфиру, хлороформу. Вирусы устойчивы к широкому диапазону рН, но чувствительны к нагреванию и окислителям. Они не утрачивают своих инфекционных свойств в воде открытых водоемов, что имеет эпидемиологическое значение.
Миксовирусы включают два семейства: Orthomyxoviridae (ортамиксовирусы), внего входят вирусы гриппа человека и животных; Paramyxoviridae(парамиксовирусы), в него входят вирусы парагриппа, кори, эпидемического паратита (свинки).
Тогавирусы. Семейство Togaviridae (лат. toga – тога, верхняя одежда древних римлян). К этому семейству относятся вирусы, имеющие внешнюю оболочку. В семейство входит три рода. Среди них рубивирусы (род Rubivirus). К этому роду относится вирус краснухи(rubeola), который выделен в 1961 г. В организм человека вирус проникает через слизистую оболочку верхних дыхательных путей и распространяется в шейных лимфатических узлах. После перенесенной инфекции остается пожизненный иммунитет. Краснуха у беременных женщин приводит к инфицированию плода, что часто вызывает пороки развития и врожденные уродства у ребенка.
ДНК-содержащие вирусы.
К ним относятся поксвиоусы, герпесвирусы, аденовирусы
Герпесвирусы. Семейство Herpesviridae насчитывает около 50 видов. К этому семейству относятся вирусы простого герпеса, ветряной оспы. Многие герпесвирусы обладают способностью вызывать онкогенную трансформацию клеток и индуцировать образование опухолей у новорожденных животных.
Аденовирусы. Представители семейства Adenoviridae являются возбудителями респираторных заболеваний человека.
Вирусы гепатита Вирусы гепатита вызывают инфекционные заболевания, характеризующиеся лихорадочной реакцией, интоксикацией организма, поражением печени, а в ряде случаев – желтухой. Инфекционный гепатит известен давно. Он описан Гиппократом как заразная форма желтухи. В 1883 г. С.П.Боткин провел глубокие исследования этой болезни и указал на ее инфекционную природу. В качестве самостоятельных форм выделяют гепатит А, гепатит В и целый ряд других.
Термином гепатит А обозначают заболевание, известное ранее как болезнь Боткина, эпидемический гепатит, инфекционный гепатит, катаральная желтуха. Оно вызывается вирусом гепатита А (ВГА), распространяющимся главным образом фекально-оральным путем. Это РНК-содержащий вирус, размером 27 нм, капсид построен по кубическому типу симметрии. Он выдерживает нагревание при 60 0 С 30 мин, полная инактивация происходит при кипячении 30-40 мин, при автоклавировании или под действием сухого жара (180 0 С в течение 1 ч). Вирусы устойчивы к эфиру, кислотам, дезинфицирующим веществам. Вирусы длительно сохраняются в окружающей среде. Они сохраняются в замороженном состоянии годами, при температуре 4 0 С – несколько месяцев. Это обуславливает эпидемиологические особенности распространения ВГА.
Источником ВГА являются больные люди и вирусоносители. Распространение инфекции осуществляется через фекальное загрязнение окружающих предметов, воды и пищевых продуктов. Для гепатита А характерна осенне-зимняя сезонность, но водные эпидемии могут возникать независимо от сезона. К ВГА восприимчивы люди всех возрастов, однако преимущественно дети (особенно в организованных коллективах).
Онкогенные вирусы. В 40-50-е годы ХХ века Л.А.Зильбером сформулирована вирусогенетическая теория происхождения злокачественных опухолей, получившая в дальнейшем экспериментальное подтверждение. Установлена вирусная этиология целого ряда онкологических заболеваний. Все известные онкогенные вирусы подразделены на две группы - онкогенные ДНК-содержащие вирусы и онкогенные РНК-содержащие вирусы.
Вироиды. Возбудителями некоторых опухолей растений являются лишенные белковой оболочки свободные молекулы РНК (вироиды). Они очень мелкие - в десятки раз меньше самых мелких из известных вирусов.
Прионы. Это особые инфекционные белки, отличающиеся исключительно высокой стабильностью к термической, ферментативной и химической обработке. Сырье животного происхождения и продукты из него могут содержать прионы, поэтому потребление таких продуктов приводит к развитию тяжелых заболеваний, связанных с поражением нервной системы и других органов. Прионы выделены от коров, больных трансмиссивной губкообразной энцефалопатией (бешенством).
Строение вирусов. Классификация вирусов
Вирусы классифицируют по типу генетического материала, способам репликации, строению и расположению структурных белков (капсидов), а также наличию или отсутствию оболочки.
Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми и одноните-выми. К. первым относят вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы. Последние два вируса вызывают развитие доброкачественных (бородавки) и злокачественных (рак шейки матки) опухолей. Вирус гепатита В частично дву- и однонитевой. К однонитевым вирусам относят парвовирусы, вызывающие инфекционную эритему.
Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. При этом последняя не всегда встраивается в хромосомную ДНК хозяина.
РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНК-полимеразы.
В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Последняя в свою очередь может быть матрицей для продукции вирусной (минус-однонитевой) РНК.
Строение капсидов вирусов. Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся единиц (капсида) с икосаэдрическим (кубическим) или спиральным типами симметрии. Капсиды вирусов с икосаэдрическим типом симметрии имеют практически сферическую форму. Спиральный тип симметрии свойствен РНК-вирусам, капсиды которых окружают нуклеиновую кислоту, располагающуюся в виде спирали.
Капсид состоит из повторяющихся компонентов (капсомеров), количество генов, кодирующих его, снижено, тем самым облегчён процесс сборки вируса.
Оболочка вирусов. В некоторых случаях нуклеиновая кислота и капсидные белки вируса (нуклеокапсид) окружены липидной оболочкой, состоящей из компонентов клетки хозяина или ядерных мембран. Мембрана клетки хозяина изменяется под действием белков, кодируемых вирусом, или гликопротеинов, выступающих в роли рецепторов для других клеток хозяина. Покрытые оболочкой вирусы чувствительны к действию веществ, растворяющих липидную мембрану (например, эфиров).
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Читайте также: