Современные достижения в области исследования вирусов

Обновлено: 25.04.2024

Вирусология выделилась в самостоятельную дисциплину в середине XX века. Она возникла как ветвь патологии – патологии человека и животных с одной стороны, и фитопатологии – с другой. Первоначально вирусология человека, животных и бактерий развивалась в рамках микробиологии. Последующие успехи вирусологии в значительной мере основаны на достижениях смежных естественных наук – биохимии и генетики. Объектом исследования вирусологии являются субклеточные структуры – вирусы. По своему строению и организации они относятся к макромолекулам, поэтому с того времени, когда оформилась новая дисциплина, молекулярная биология, объединившая различные подходы к изучению структуры, функций и организации макромолекул, определяющих биологическую специфичность, вирусология стала также составной частью молекулярной биологии. Молекулярная биология широко применяет вирусы как инструмент исследования, а вирусология для решения своих задач используют методы молекулярной биологии.

Содержание

↑История вирусологии

Вирусные болезни, такие как оспа, полиомиелит, желтая лихорадка, пестролистность тюльпанов известны с давних времен, однако о причинах, их вызывающих долгое время никто ничего не знал. В конце XIX столетия, когда удалось установить микробную природу ряда инфекционных заболеваний, патологи пришли к заключению, что многие из распространенных болезней человека, животных и растений нельзя объяснить заражением бактериями.

Природа этих возбудителей болезней, оставалась непонятной более 30 лет - до начала 30-х годов. Это объяснялось тем, что к вирусам нельзя было применить традиционные микробиологические методы исследования: вирусы, как правило, не видны в световой микроскоп и не растут на искусственных питательных средах.

В 1935 году У.Стэнли применил для выделения вируса табачной мозаики (ВТМ) химические методы выделения и очистки ферментов и впервые получил очищенный препарат вируса табачной мозаики в кристаллическом состоянии. Стало возможным изучать структуру и химический состав вирусов in vitro. Успехи электронной микроскопии в 30-х годах позволили показать существование инфекционных агентов, представляющих собой дискретные частицы и детально описать структуру вирионов. В 1936 г. английские биохимики Ф.Боуден и Н.Пири показали, что ВТМ представляет собой не чистый белок, а нуклеопротеид – устойчивое соединение белка (95%) и нуклеиновой кислоты (5%). Роль этих компонентов у вирусов была выяснена сначала на бактериофагах, а затем на ВТМ. В 1952 году А.Д.Херши и М.Чейз показали, что генетическая информация бактериофага Т-2 связана с его ДНК. В 1956 году в лабораториях Г.Шрама (ФРГ) и Х.Фрэнкеля-Конрата (США) частицы вируса табачной мозаики (ВТМ) удалось разделить на составляющие компоненты – белок и РНК, in vitro вновь реконструировать из этих компонентов вирионы и показать, что для проявления инфекционности ВТМ достаточно только РНК.

В 1962 году вирусная РНК была впервые была использована в качестве матрицы для синтеза белков в бесклеточной белок-синтезирующей системе (Д.Натанс и др.), в 1965году была осуществлена репликация фаговой РНК in vitro (И.Харуна и С.Спигелман), а в 1967 году – репликация фаговой ДНК in vitro (М.Гулиан и др.).

Большое значение для становления вирусологии имели начавшиеся в 40-х годах XX века работы М.Дельбрюка, А.Д.Херши, Луриа и др., которые использовали бактериофаги для генетических исследований. Они показали, что к бактериофагам применимы положения классической генетики и уточнили понятие мутации, а также выяснили механизм репликации бактериофагов.

Именно в процессе изучения вирусов была окончательно доказана роль нуклеиновых кислот в наследственности (А. Д. Херши и М. Чейз, 1952; А. Гирер и Г. Шрамм, 1956, Х.Френкель-Конрат, 1956), окончательно подтвержден полуконсервативный характер репликации ДНК (М. Мезельсон и Ф. Сталь, 1957), сделан важный вклад в расшифровку генетического кода (Ф. X. К. Крик и др., 1961), выявлена временная регуляция работы генов (Р. Б. Хесин-Лурье и др., 1963), установлена прерывистая структура эукариотических генов (Р. Дж. Роберте и Ф. Шарп, 1979). Наличие полиадениловой последовательности на 3’-конце мРНК (Кэйтс, 1970) и сплайсинг у эукариот (Зифф, 1980) впервые также выявили у вирусов. В 1970 X. М. Темин и Д.Балтимор открыли РНК-зависимый синтез ДНК, или обратную транскрипцию, у ретровирусов. Выяснение механизма рестрикции и модификации у бактериофагов привело к открытию ферментов рестриктаз, что сделало возможным создание первой гибридной (рекомбинантной) ДНК (П.Берг, 1972) и ознаменовало рождение молекулярной технологии - генетической инженерии.

К числу важнейших достижений вирусологии относится установление роли вирусов в возникновении опухолей у животных (Ф. Раус, 1911) и человека (X. цур Хаузен, 1980-е гг.). В 1961 Л. А. Зильбер предложил вирусогенетическую теорию возникновения рака. Были описаны особые вирусные, а затем и клеточные гены - онкогены, ответственные за превращение нормальных клеток в опухолевые а также гены, ответственные за подавление этого процесса (антионкогены, или супрессоры) (Г. Мартин, 1970; Д. Стелен; X.Вармус и Дж.М.Бишоп, 1976).

В процессе изучения вирусов был описан механизм интеграции вирусного генома в геном клетки-хозяина (А.Львов, А Херши, Ф.Жакоб, Ж.Л.Моно, 50-е годы, Дульбекко, 1966) и обнаружены эндогенные вирусы человека и животных (П. Бентвельцен, 1968; Р. Хюбнер и Дж. Тодаро, 1970).

Развитие вирусологии привело к открытию инфекционных агентов, по сути не являющихся вирусами. В 1971 году Т.О.Динер описал вироиды, представляющие собой инфекционную низкомолекулярную одноцепочечную кольцевую РНК, не кодирующую собственные белки. Крупным успехом вирусологии явилось открытие и выяснение природы прионов – инфекционных белков с нарушенной трехмерной структурой, возбудителей нейро-дегенеративных заболеваний человека и животных, принципиально отличающихся от вирусов (Д. К. Гайдушек, 1950-60-е гг.; С. Прузинер, 1980-90-е гг.).

↑Области исследования в вирусологии

Вирусологию можно разделить на общую вирусологию и прикладную вирусологию.

Предметом общей вирусологии являются основные принципы строения, размножения вирусов, механизм их взаимодействия с клеткой-хозяином, происхождение и распространение вирусов в природе. Общая вирусология преимущественно является молекулярной вирусологией, изучающей структуру вирусных частиц, структуру и функции вирусных нуклеиновых кислот, механизмы экспрессии вирусных генов, особенности строения и функции вирусных белков, особенности репликации вирусов, молекулярную природу устойчивости организмов к вирусным заболеваниям, эволюцию вирусов.

Прикладная вирусология исследует особенности определенных групп вирусов человека (медицинская вирусология), животных (ветеринарная вирусология) и растений (фитовирусология) и разрабатывает меры борьбы с вызываемыми этими вирусами болезнями. Очень важным направлением прикладной вирусологии является также использование знаний о вирусах и их геномах для решения задач биотехнологии.

↑Природа вирусов

↑Происхождение и эволюция вирусов

Происхождение вирусов неясно. Существует несколько гипотез. Одна из них предполагает, что вирусы – это дегенеративная форма жизни, потерявшая в ходе эволюции многие функции, оставив лишь генетическую информацию, необходимую для паразитической формы существования. Согласно другой гипотезе, вирусы имеют клеточное происхождение и представляют собой субклеточный комплекс макромолекул, который смог стать в определенной степени автономным от клетки и покинул её. И, наконец, еще одна точка зрения состоит в том, что вирусы развивались параллельным курсом с клеточными организмами из самореплицирующихся молекул.

↑Методы вирусологии

До 1930 методы вирусологии основывались на фильтруемости инфекционного агента и заражении им различных чувствительных организмов – животных, растений, бактерий. В 1930-50-е гг. для культивирования вирусов животных и человека стали использовать лабораторных мышей, куриные эмбрионы и изолированные ткани.

Биологические методы исследования основаны на биологических свойствах вируса (способности к гемагглютинации, гемолизе, ферментативной активности) и особенностях взаимодействия вируса с клеткой-хозяином (характере цитопатического эффекта, образовании внутриклеточных включений и т.д.). Для количественного учёта вируса и динамики его размножения применяют различные методы титрования. Важнейшие из них основаны на том, что вирус, размножаясь в клетках, вызывает видимые простым глазом поражения. Бактериальные вирусы (бактериофаги) титруют по числу стерильных пятен, вирусы растений — по числу некрозов на зараженном вирусом листе, вирусы животных и человека — по числу поражений на однослойных культурах тканей.

Иммунологические методы исследования вирусов основаны на иммунологических процессах (взаимодействии антигена с антителами) и имеют исключительное значение, как для научных исследований, так и для диагностики вирусных заболеваний. Разнообразные иммунологические методы, как классические, так и современные (иммуноферментный анализ, иммуноблотинг, иммунофлюоресценция), являются важнейшим инструментом вирусологии.

С помощью биохимических методов определяют химический состав вирионов.

Для изучения вирусов используются также разнообразные физико-химические методы. Ультацентрифугирование позволяет сконцентрировать вирусные препараты и определить массу вирусных частиц, градиентное центрифугирование в растворах сахарозы или солей металлов дает возможность "рассортировать" вирусные частицы, так как даже при незначительном различии их веса они распределяются слоями на разных уровнях раствора. Применение радиоактивных изотопов позволяет проследить, из каких источников черпает вирус вещества для построения вириона. Для определения концентрации вирусных препаратов и изучения особенностей строения вирусных частиц применяют оптические методы. Электронная микроскопия позволяет увидеть вирусные частицы в препаратах и в тканях. Для изучения вирусных структур используется рентгеноструктурный анализ.

Современная вирусология использует все методы молекулярной биологии – бесклеточные системы синтеза белка и нуклеиновых кислот, секвенирование нуклеиновых кислот, молекулярную гибридизацию, генную инженерию, искусственную экспрессию и нокаут генов, и т.д.

Неотъемлемой частью современных методов является компьютерный анализ.

↑Современная вирусология

К началу XXI века описано более 6 тыс. вирусов, принадлежащих к более, чем 2000 видам, 287 родам, 73 семействам и 3 порядкам. Для многих вирусов изучены их структура, биология, химический состав и механизмы репликации. Продолжается открытие и исследование новых вирусов, которые не перестают поражать своим разнообразием. Так в 2003 году был открыт самый большой из известных вирусов – мимивирус .

Открытие большого числа вирусов потребовало создания их коллекций, и музеев. Наиболее крупные среди них - в России (государственная коллекция вирусов в Институте вирусологии им. Д.И.Ивановского в Москве), США (Вашингтон), Чехии (Прага), Японии (Токио), Великобритании (Лондон), Швейцарии (Лозанна) и ФРГ (Брауншвейг). Результаты научных исследований в области вирусологии публикуются в научных журналах, обсуждаются на международных конгрессах организуемых каждые 3 года (впервые состоялся в 1968). В 1966 на 9-м Международном конгрессе по микробиологии впервые избран Международный комитет по таксономии вирусов (International Committee on Taxonomy of Viruses – ICTV).

В рамках общей, то есть молекулярной вирусологии продолжается изучение фундаментальных основ взаимодействия вирусов и клеток. Достижения молекулярной биологии, вирусологии, генетики, биохимии и биоинформатики показали, что значение вирусов не ограничивается только тем, что они вызывают инфекционные заболевания.

Было показано, что особенности репликации некоторых вирусов приводят к захвату вирусом клеточных генов и переносу их в геном другой клетки – горизонтальному переносу генетической информации, что может иметь последствия, как в эволюционном плане, так и в плане злокачественного перерождения клеток.

При секвенировании генома человека и других млекопитающих было выявлено большое число повторяющихся нуклеотидных последовательностей, представляющих собой дефектные вирусные последовательности – ретротранспозоны (эндогенные ретровирусы), которые могут содержать регуляторные последовательности, влияющие на экспрессию соседних генов. Их обнаружение и изучение привело к активному обсуждению и исследованию роли вирусов в эволюции всех организмов, в частности в эволюции человека.

Открытие вирусологами вирусов-сателлитов, сателлитных РНК и вироидов расширило понимание явления молекулярного паразитизма, изначально описанного для вирусов, и заставило предположить, что оно играло существенную роль в эволюции макромолекул.

Новым направлением вирусологии является экология вирусов. Обнаружение вирусов в природе, их идентификация и оценка их количества представляют собой очень сложную задачу. В настоящее время выработаны некоторые методические приемы, позволяющие оценить количество некоторых групп вирусов, в частности бактериофагов, в природных образцах и проследить их судьбу. Получены предварительные данные, свидетельствующие о том, что вирусы оказывают существенное влияние на многочисленные биогеохимические процессы и эффективно регулируют численность и видовое разнообразие бактерий и фитопланктона. Однако изучение вирусов в этом аспекте только началось, и нерешенных проблем в этой области науки еще очень много.

Достижения общей вирусологии дали мощный толчок развитию ее прикладных направлений. Вирусология превратилась в обширную область знаний, важную для биологии, медицины и сельского хозяйства.

Вирусологи осуществляют диагностику вирусных инфекций человека и животных, изучают их распространение, разрабатывают методы профилактики и лечения. Крупнейшим достижением явилось создание вакцин против полиомиелита, оспы, бешенства, гепатита В, кори, жёлтой лихорадки, энцефалитов, гриппа, паротита, краснухи. Создана вакцина против вируса папилломы, с которым связано развитие одного из видов рака. Благодаря вакцинации полностью ликвидирована натуральная оспа. Осуществляются международные программы полной ликвидации полиомиелита и кори. Разрабатываются методы профилактики и лечения гепатитов и иммунодефицита (СПИД) человека. Накапливаются данные о веществах с антивирусной активностью. На их основе создан ряд лекарственных препаратов для лечения СПИДа, вирусных гепатитов, гриппа, заболеваний, вызванных вирусом герпеса.

Изучение вирусов растений и особенностей их распространения по растению привело к созданию нового направления в сельском хозяйстве – получению безвирусного посадочного материала. Меристемные технологии, позволяющие вырастить растения, свободные от вирусов, в настоящее время применяются для картофеля, ряда плодовых и цветочных культур.

Исключительное значение на данном этапе имеют знания, накопленные о структуре вирусов и их геномов для развития генной инженерии. Ярким примером этого является использование бактериофага лямбда для получения библиотек клонированных последовательностей. Кроме того, на основе геномов разных вирусов создано и продолжает создаваться большое количество генно-инженерных векторов для доставки чужеродной генетической информации в клетки. Эти векторы используются для научных исследований, для накопления чужеродных белков, особенно в бактериях и растениях, и для генной терапии. В генной инженерии применяются некоторые вирусные ферменты, которые теперь производятся на коммерческой основе.

Современная вирусология – фундаментальная самостоятельная научная дисциплина. Объектом изучения вирусологии являются вирусы – ультрамикроскопические организмы, обладающие только одним типом нуклеиновой кислоты, лишенные собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами.

Вирусология занимается исследованием природы и происхождения вирусов, их химического состава, морфологии, механизмов размножения, биохимических и молекулярно-генетических аспектов их взаимоотношений с клеточными организмами, проблемами противовирусного иммунитета и разработкой мер и средств предупреждения, диагностики и лечения вирусных заболеваний.

Актуальность вирусологии на настоящий момент не вызывает сомнений. Вирусы являются одними из главных возбудителей многих инфекционных и онкологических заболеваний человека, животных и растений. Вирусы представляют собой идеальный объект для молекулярных биологов и генетиков [1].

На данный момент учение о вирусах достигло огромного успеха. По прошествии 100 с лишним лет после открытия вирусов вирусология утвердилась в качестве самостоятельной дисциплины в учебных планах подготовки ветеринарных врачей.

Быстрый прогресс в области вирусологии, молекулярной биологии, генетики, а также других смежных наук позволяет надеяться, что в ближайшее десятилетие будут созданы материальные основы для эффективного вмешательства в инфекционный процесс на различных его стадиях для успешной борьбы с вирусными инфекциями.[2]

Библиографический список

Глинска, Е. В. Вирусология [Текст]: учебно-методическое пособие для студентов биологического факультета/Е. В. Глинская, Е. С. Тучина, С. В. Петров; под ред. Е. В. Глинская, Е. С. Тучина; Саратовский государственный университет, 2013

Госманов, Р. Г. Ветеринарная вирусология [Текст] : учебник для студ. вузов, обучающихся по специальности 111201 - "Ветеринария" : допущено МСХ РФ / Р. Г. Госманов, Н. М. Колычев,В.И. Плешакова. - СПб. ; М. ; Краснодар : Лань, 2010. - 473 с

1 Современные достижения в области исследования вирусов Выполнила работу ученица 10 класса Каденцева Ольга

2 Вирусы Вирусы мельчайшие возбудители многочисленных инфекционных заболеваний человека и животных. Являются внутриклеточными паразитами, не способными к жизнедеятельности вне живых клеток. Болезни, которые вызываются вирусами, легко передаются от больных к здоровым и быстро распространяются. Накоплено много доказательств того, что вирусы являются причиной и различных хронических заболеваний.

4 . Вирусология Вирусологи осуществляют диагностику вирусных инфекций человека и животных, изучают их распространение, разрабатывают методы профилактики и лечения. Крупнейшим достижением явилось создание вакцин против полиомиелита, оспы, бешенства, гепатита В, кори, жёлтой лихорадки, энцефалитов, гриппа, паротита, краснухи. Создана вакцина против вируса папилломы, с которым связано развитие одного из видов рака. Благодаря вакцинации полностью ликвидирована натуральная оспа. Осуществляются международные программы полной ликвидации полиомиелита и кори. Разрабатываются методы профилактики и лечения гепатитов и иммунодефицита (СПИД) человека. Накапливаются данные о веществах с антивирусной активностью. На их основе создан ряд лекарственных препаратов для лечения СПИДа, вирусных гепатитов и др.

5 . Задачи вирусологии Изучение морфологии и химического состава вирусов Систематика и номенклатура вирусов Приемы диагностики и профилактики вирусных болезней Изучение особенностей репродукции и изменчивости вирусов Задачи вирусологии Патогенез и иммуногенез при вирусных болезнях

6 . На данный момент учение о вирусах достигло огромного успеха. По прошествии 100 с лишним лет после открытия вирусов вирусология утвердилась в качестве самостоятельной дисциплины в учебных планах подготовки ветеринарных врачей. Быстрый прогресс в области вирусологии, молекулярной биологии, генетики, а также других смежных наук позволяет надеяться, что в ближайшее десятилетие будут созданы материальные основы для эффективного вмешательства в инфекционный процесс на различных его стадиях для успешной борьбы с вирусными инфекциями

7 . Нобелевские лауреаты в области исследования вирусов

8 . Харальд Цур Хаузен Нобелевская премия 2008 года в награду за открытие вируса, вызывающего рак

9 . Люк Монтанье и Франсуаза Баррэ-Синусси Нобелевская премия 2008 года в награду за открытие ВИЧ

10 . Харви Олтер, Майкл Хоутон и Чарльз Райс Нобелевская премия 2020 года за открытие вируса гепатита С

Интерес к теме о происхождение, развитии и влиянии вирусов на наш организм очень актуален в наше время, поскольку многие заболевания ,связанные с проявлением вирусов имеют место быть и это, безусловно, стимулирует наш интерес. Ученые многих стран, изучая вирусные заболевания, сталкиваются с проблемой их изучения, начиная с того, что все вирусы имеют микроскопические размеры тела- это определенным образом усложняет процесс их изучения, заканчивая тем, что многие вирусы, в частности (РНК-содержащие),имеют маленький период размножения и повышенную частоту мутаций, подобная способность, с помощью естественного отбора-то есть выживания наиболее приспособленного, позволяет вирусам в короткие сроки адаптироваться к изменениям окружающей среды.

Подобная эволюция вирусов-важный момент изучения таких заболеваний как грипп, ВИЧ-инфекция(вирус иммунодефицита человека)и гепатита. Мутация вирусов вызывает проблемы с разработкой необходимых вакцин и противовирусных препаратов,потому что устойчивость вирусов к тому или иному препарату возникает уже в первые недели лечения.

В задачи данного реферата входит подробное изучение неклеточных форм жизни,происхождение вирусов,особенности их строения,гипотезы происхождения. А так же вклад выдающегося русского ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского в развитие отечественной науки.

История открытия

На протяжении долгого времени ученые стремились получить высокоочищенные пробы вируса,стараясь максимально увеличить неуязвимость внутренних сред организмов так же было установлено, что по химической природе они имеют нуклеопротеиновый строение(сложные соединения, состоящие из белков и нуклеиновых кислот), однако сами частицы все еще оставались неизученными, так как были слишком малы, чтобы их можно было увидеть с помощью светового микроскопа.

Происхождение вирусов

Существует множество гипотез происхождения вирусов,наиболее известные из них следующие:

Вирусы -производные клеточных организмов

Вирусы возникли в результате процесса дегенерации (вырождения) клеточных организмов.

Уже в конце XVII в. было известно, что эта заболевание передаётся при вегетативном размножении,то есть часть с больного растения попадая на здоровое заражает его. Но само происхождение образования зараженного фрагмента оставалась неисследованным. Дмитрий Иванович занялся поисками возбудителя этой болезни. До исследования Д. И. Ивановским считалось, что жидкость подверженная фильтрации уже не содержит бактерий и,следовательно, не является заражающей. Однако когда Д. И. Ивановский применил этот метод к соку растения, больного табачной мозаикой, он обнаружил удивительный факт: "Сверх всякого ожидания, - писал Д. И. Ивановский, - оказалось, что и после фильтрования через глиняные фильтры Шамберлена способность сока передавать болезнь не уничтожалась". Тем самым впервые в микробиологии Д. И. Ивановский доказал ,что заразный фрагмент болезни способен к фильтрации. "Случай свободного прохождения заразного начала через бактериальные фильтры, в то время, как оно было констатировано мною для мозаичной болезни, представлялся, - говорит Д. И. Ивановский, - совершенно исключительным в микробиологии. Через несколько лет после того совершенно такое же явление было констатировано и в патологии животного организма при исследовании ящура. ".

Исследователь считал, что возбудитель мозаичной болезни - живой организм( мельчайший микроб),- Д. И. Ивановский хотел досконально изучить возбудителя. Следуя своей теории он изучал тончайшие срезы через листья больного растения, окрашенные красками, которые применяются для окраски бактерий. В зараженных фрагментах он увидел какие-то бесцветные кристаллы и скопления окрашенных палочек и точек. На первых он не обратил внимания, а вторые принял за микроб, способствующий возникновению мозаичной болезни.

Особенности строения вирусов

Середина вируса состоит из генетического фрагмента (ДНК или РНК). Вирусы содержат всегда один тип нуклеиновой кислоты, причем как одноцепочечной, так и двухцепочечной, как линейной, так и кольцевой.

Капсид - это белковая оболочка, которая защищает молекулы наследственной информации от ферментов-нуклеаз и УФ-излучений, обеспечивая осаждение вируса на поверхности клетки-хозяина.

Суперкапсид - дополнительная липопротеидная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина (имеется вирусов - ВИЧ, гриппа, герпеса).

1 - капсомеры (капсид - белковая оболочка)

2 - внутренняя среда вируса

3 - генетический материал (ДНК или РНК)

Полностью сформированная инфекционная частица вне клетки-хозяина называется вирионом (нуклеопротеидный комплекс). Если вирус находится внутри клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.

Оболочка вируса построена из одинаковых повторяющихся субъединиц - капсомеров, которые образуют структуры с высокой степенью симметрии,для них характерна кристаллизация. Множество вирусов построено по одному из двух типов симметрии - спиральной или кубической. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, паразитирующих на растениях, и некоторые вирусы бактерий (бактериофаги). Вирус табачной мозаики имеет спиральную симметрию, внутри находиться спиральная молекула РНК. Капсид состоит из 2130 одинаковых белковых субъединиц, составляющих вместе с РНК единую целостную структуру — нуклеокапсид.

Бактериофаги- подгруппа вирусов, поражающих бактерии (пожиратели бактерий). Открыты в 1915 г. английским микробиологом Фредериком Туортом. Имеют икосаэдрическую головку (содержащую генетический материал) и хвост, для которого характерна спиральная симметрия . Эти вирусы обитают в кишечнике человека и животных, они функционально полезны, поскольку поражают бактерии. В медицине их применяют для лечения брюшного тифа, холеры.

Рис. 2. Внешнее строение вируса

1 - головка с икосаэдрической симметрией

3 - полый цилиндрический отросток

4 - чехол со спиральной симметрией из сократительных белков

5 - базальная пластина

6 - хвостовые нити

Классификация вирусов строится по виду и форме их нуклеиновой кислоты, типу симметрии, наличию или отсутствию внешней мембраны.

Размножение (репродукция) включает три процесса:

удвоение вирусной нуклеиновой кислоты

синтез вирусных белков

Репликация молекулы ДНК (РНК) внутри пораженной клетки - многоэтапный процесс, который состоит из шести стадий:

Адсорбция - процесс прикрепления вирусных частиц к поверхности клетки.

Инъекция (у бактериофагов) - проникновение вирусной частицы в клетку и введение нуклеиновой кислоты из белкового капсида.

Репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты происходит за счет нуклеотидов, накопленных в клетках хозяина.

Синтез вирусных белков и ферментов происходит на рибосомах клетки.

Сборка вирусных частиц - за счет пораженных вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков.

Лизис - выход вирусных частиц из пораженной клетки. У бактерий сопровождается разрушением (лизисом) клетки.

Значение вирусов

У животных и человека вирусы вызывают среди прочих такие заболевания, как бешенство, гепатит, грипп, корь, краснуха, оспа, ОРЗ, полиомиелит, энцефалит, СПИД, раковые опухоли.

Возбудитель СПИДа - вирус иммунодефицита человека. Имеет сферическую форму диаметром 100-150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные грибовидные образования. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса с генетическим материалом в виде двух молекул РНК (каждая из девяти генов ВИЧ) и фермента (обратная транскриптаза). Этот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции в клетках лимфоцитов. Вирус поражает главным образом Т- хелперы лимфоцитов, на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ. В таком состоянии он может сохраняться долго, не проявляя себя. Иммунная система организма человека утрачивает свои защитные свойства, и организм перестает бороться с любой инфекцией, раковыми клетками и погибает. Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7-10 лет. Источником заражения служит только человек - носитель вируса иммунодефицита. СПИД передается половым путем, через кровь и ткани, содержащие вирус иммунодефицита, от матери к плоду. У растений вирусы вызывают свои заболевания, например вирус табачной мозаики, желтухи свеклы.

Заключение

Итак,подводя итог,можно сказать что неклеточные формы жизни очень интересные объекты изучения,хотя и представляют некоторую сложность. Особенности строения,историю открытия и основные гипотезы происхождения,я постаралась раскрыть в данном реферате,в завершение хотелось бы акцентировать внимание на том,какой вклад в развитие науки вносят русские ученые,в частности Дмитрий Иосифович Ивановский.

Список литературы

Читайте также: