Зарисуйте схему строения вируса
Обновлено: 18.04.2024
Эпидемиология гриппа. Распространенность гриппа. Морфология вирусов гриппа.
Грипп [от фр. gripper, хватать], или инфлюэнца [от итал. influenza di freddo, влияние холода], — острая инфекция, проявляющаяся поражениями дыхательного тракта, непродолжительной лихорадкой, упадком сил, головной болью, миалгиями и др.
Резервуар гриппа — инфицированный человек (больные и бессимптомные носители). Больной становится заразным за 24 ч до появления основных симптомов и представляет эпидемическую опасность в течение 48 ч после их исчезновения.
Грипп регистрируют повсеместно, рост заболеваемости наблюдают в холодные месяцы. Эпидемии гриппа развиваются с интервалом 2-3 года.
Передача возбудителя гриппа происходит воздушно-капельным путём. Наиболее восприимчивы дети и лица преклонного возраста. Вирусы гриппа чувствительны к действию высоких температур, высушиванию, инсоляции и УФ-облучению. Также они лабильны к действию эфира, фенола, формальдегида и других веществ, денатурирующих белки.
Морфология вирусов гриппа
Суперкапсид вируса гриппа образован липидным бислоем, который пронизывают гликопротеиновые шипы (спикулы), определяющие гемагглютинирующую (Н) либо нейраминидазную (N) активность. Репликация ортомиксовирусов первично реализуется в цитоплазме инфицированной клетки; синтез вирусной РНК происходит в ядре.
• Гемагглютинин обусловливает проникновение вирусов гриппа в клетки в результате слияния с мембраной клетки и мембранами лизосом. AT к нему обеспечивают защитный эффект. Нейраминидаза распознаёт и взаимодействует с рецепторами, содержащими N-ацетилнейраминовую кислоту, то есть приводит к проникновению вируса, а также, отщепляя нейраминовую кислоту от дочерних вирионов и клеточной мембраны, к выходу вирусов из клеток.
• Семь сегментов вирусного генома кодируют структурные белки, восьмой — неструктурные белки NS1 и NS2 вируса гриппа, существующие только в инфицированных клетках. Основные из них — матриксный (М) и нуклеопротеидный (NP) белки. В меньших количествах присутствуют внутренние белки (P1, P2, Р3), участвующие в этапах транскрипции и репликации вируса гриппа.
• М-белок вирусов гриппа играет важную роль в морфогенезе вирусов и защищает геном, окружая нуклеокапсид. Белок NP выполняет регуляторные и структурные функции. Внутренние белки являются ферментами: Р1 — транскриптаза, Р2 — эндонуклеаза, Р3 — репликаза.
1. Дайте определения понятий.
Капсид – защитная белковая оболочка вируса.
Бактериофаг – вирус, инфицирующий бактерий.
Ретровирус – вирус, генетическим материалом является РНК.
2. Изобразите схематично строение вируса и подпишите его части.
3. Какое место занимают вирусы в системе органического мира?
Вирусы – неклеточная форма жизни. Занимают промежуточное положение между живой и неживой материей, т.к. совмещают в себе признаки живых организмов и неживой природы. Являются внутриклеточными паразитами.
4. Пользуясь материалом § 2.11 и рисунком 42 на с. 80, опишите жизненный цикл бактериофага.
1)Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.
2)Нуклеиновая кислота вируса (ДНК или РНК) вводится внутрь бактериальной клетки.
3)Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага; инактивируется ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют ее; НК фага подчиняет себе клеточный аппарат.
5)Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.
6) Образуются новые частицы фага в результате самосборки белковой оболочки вокруг
фаговой нуклеиновой кислоты.
7)Клетка лопается; высвобождаются новые фаги, которые инфицируют другие бактерии.
5. В чем особенность жизненного цикла вируса иммунодефицита человека?
Вирус СПИДА – ВИЧ – является ретровирусом. Генетический материал его – РНК. Поражает ВИЧ клетки иммунной системы. При попадании в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция, при которой на основе вирусной РНК синтезируется ДНК, которая затем встраивается в клетку-хозяина (в ДНК клетки-хозяина). Затем при делении клетки одновременно с копированием клеточной ДНК копируется и вирусная ДНК. Через определенное время клетки начинают синтезировать вирусные РНК и белки, из которых собираются вирусные частицы.
ВИЧ таким образом уничтожает лимфоциты – Т-хелперы. В результате иммунная система человека разрушается.
7. Укажите основные меры профилактики заражения ВИЧ.
Избегать случайных половых связей.
Использовать презерватив при половых контактах
В больницах, поликлиника, косметологических кабинетах пользоваться только одноразовыми шприцами, а инструменты многоразового применения тщательно
стерилизовать.
Донорскую кровь проверять на наличие антител к ВИЧ.
9. Объясните, в чем заключается эволюционная роль вирусов в природе.
Вирусы корректируют ход эволюции. Вирусы с помощью пандемий истребляют и ослабляют определенные фенотипы, которые больше не участвуют в процессе эволюции.
Около 20% генетического материала человека привнесено вирусами. Иногда вирусные гены становятся клеточными генами.
Вирусы могут не только изменять генетический аппарат клетки, но и осуществлять обмен генетической информацией в пределах вида и между разными группами организмов. В условиях меняющейся внешней среды это мощный эволюционный механизм. То есть, вирусы стимулируют эволюционные процессы в биосфере.
11. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Вирус иммунодефицита человека отличается от холерного вибриона:
3) отсутствием ДНК;
Тест 2.
Клеточного строения не имеют:
4) вирусы.
12. Установите соответствие между вирусами и клетками, которые они инфицируют.
Вирусы
1. Бактериофаг
2. Вирус табачной мозаики
3. Вирус оспы
4. Вирус полиомиелита
5. ВИЧ
Клетки, которые они инфицируют
A. Клетки растения табака
Б. Лейкоциты
B. Клетки нервной ткани
Г. Бактерии
Д. Эпителиальные клетки
13. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.
14. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин – бактериофаг.
Соответствие – термин не совсем соответствует первоначальному значению. Бактериофаг – вирус, поражающий бактерии, но не пожирающий их.
15. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.11.
Вирусы – неклеточная форма жизни. Вирусы вызывают болезни, часто неизлечимые. Но в то же время вирусы важны для эволюционного процесса, так как стимулируют его, привносят новую генетическую информацию в клетки.
Есть вирусы РНК- и ДНК-содержащие. Первые называют ретровирусами. К ним относится ВИЧ. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция, при которой на основе вирусной РНК синтезируется ДНК, которая затем встраивается в клетку-хозяина.
Различают бактериофаги – вирусы, поражающие бактерий, вирусы человека, растений и животных.
Вирусная частица состоит из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) внутри.
1. Дайте определения понятий.
Вирус – это частица нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключенная в белковую оболочку, неклеточный агент, способный к воспроизведению только после внедрения в живую клетку.
Бактериофаг – это вирус, поражающий бактериальную клетку.
2. Что вам известно об истории открытия вирусов?
На рубеже XIX и XX веков было выяснено, что существует ряд болезней растений, животных и человека, возбудители которых имеют неклеточную природу: они слишком малы и проходят через мельчайшие фильтры, задерживающие клетки. Так были открыты вирусы.
3. Опишите особенности строения вирусов.
Вирус – это мельчайшая симметричная структура, построенная из повторяющихся элементов. Вирус представляет собой частицу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключенную в белковую оболочку – капсид.
4. Каковы особенности жизнедеятельности вирусов как живых организмов?
Вирус способен к воспроизведению только после внедрения в живую клетку, то есть проявляет свойства живого лишь в живых клетках, используя для своих нужд ее структуры и энергию.
5. Кратко охарактеризуйте механизм взаимодействия вируса с клеткой.
Вирус внедряется в клетку-хозяина. В ней он встраивает свою ДНК или РНК в генетический аппарат клетки. Через некоторое время клетка начинает продуцировать вирусные белки. Из клетки начинают выходить новые вирусные частицы, клетка при этом может погибнуть сразу или прожить долго, в зависимости от особенностей механизма репликации вируса.
6. Почему вирусы называют внутриклеточными паразитами?
Вирус – это внутриклеточный паразит, так как использует для своих нужд структуры и энергию живой клетки.
8. Как происходит размножение вирусов?
Вирус внедряется в клетку-хозяина. В ней вирусная ДНК или РНК взаимодействует с генетическим аппаратом клетки. Через некоторое время клетка начинает продуцировать специфические белки, закодированные в вирусной НК. Последняя тоже реплицируется, и в цитоплазме начинается сборка новых вирусных частиц. Из клетки начинают выходить новые вирусные частицы, клетка при этом может погибнуть сразу или прожить долго, в зависимости от особенностей механизма репликации вируса.
9. Какова роль вирусов в природе и в жизни человека?
Вирусы вызывают заболевания животных, растений и человека. Некоторые вирусы провоцируют онкологические заболевания. Бактериофаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями. Некоторые вирусы используются в генной инженерии, так как способны переносить гены от одних клеток к другим.
11. Что такое СПИД и каковы основные меры его профилактики?
СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита. Вирус иммунодефицита (ВИЧ) поражает клетки-лимфоциты, и они теряют способность поддерживать иммунитет. Человек становится подверженным любому заболеванию, у него не заживают раны, и он может легко умереть. Рано или поздно человек, больной СПИДом, умирает от какого-либо осложнения (это может быть пневмония, рак, сепсис и др.). Чтобы не заразиться СПИДом, следует соблюдать следующие меры:
• Избегать случайных половых связей
• Использовать презерватив при случайных половых контактах
• Не использовать многоразовые шприцы, чужие ножницы, бритвы и другие острые режущие предметы
• Ни в коем случае не принимать наркотики.
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
Вирусы — это мельчайшие живые организмы, размеры которых варьируют в пределах от 20 до 300 нм; в среднем они раз в пятьдесят меньше бактерий. Их нельзя увидеть с помощью светового микроскопа, и они проходят через фильтры, не пропускающие бактерий.
Происхождение вирусов
Исследователи часто задаются вопросом, живые ли вирусы? Если считать живой любую структуру, обладающую генетическим материалом (ДНК или РНК) и способную к самовоспроизведению, то ответ должен быть утвердительным: да, вирусы — живые. Если же признаком живого считать наличие клеточного строения, то ответ будет отрицательным: вирусы не живые. К этому следует добавить, что вне клетки-хозяина вирусы неспособны к самовоспроизведению.
Вне клетки вирусы находятся в совершенно инертном состоянии, однако они обладают набором инструкций (генетическим кодом), необходимых для того, чтобы вновь проникнуть в клетку и, подчинив ее своим инструкциям, заставить производить много идентичных себе (вирусу) копий. Следовательно, логично предположить, что в процессе эволюции вирусы появились позже клеток.
Строение вирусов
Строение вирусов очень простое. Они состоят из следующих структур:
1) сердцевины — генетического материала, представленного либо ДНК, либо РНК; ДНК или РНК может быть одноцепочечной или двухцепочечной;
2) капеида — защитной белковой оболочки, окружающей сердцевину;
3) нуклеокапсида — сложной структуры, образованной сердцевиной и капсидом;
4) оболочки — у некоторых вирусов, таких как ВИЧ и вирусы гриппа, имеется дополнительный липопротеиновый слой, происходящий из плазматической мембраны клетки-хозяина;
5) капсомеров — идентичных повторяющихся субъединиц, из которых часто бывают построены капсиды.
Общая форма капсида отличается высокой степенью симметрии, обусловливая способность вирусов к кристаллизации. Это дает возможность исследовать их как методом рентгеновской кристаллографии, так и с помощью электронной микроскопии. Как только в клетке-хозяине образуются субъединицы вируса, они сразу же могут путем самосборки объединиться в полную вирусную частицу. Упрощенная схема строения вируса показана на рисунке.
Для структуры капсида вируса характерны определенные типы симметрии, особенно полиэдрическая и спиральная. Полиэдр — это многогранник. Наиболее распространенная полиэдрическая форма у вирусов — икосаэдр, у которого имеется 20 треугольных граней, 12 углов и 30 ребер. На рисунке, А мы видим правильный икосаэдр, а на рисунке, Б — вирус герпеса, в частице которого 162 капсомера организованы в икосаэдр.
Наглядной иллюстрацией спиральной симметрии может служить показанный на рисунке, РНК-содержащий вирус табачной мозаики (ВТМ). Капсид этого вируса образован 2130 идентичными белковыми капсомерами.
ВТМ был первым вирусом, выделенным в чистом виде. При заражении этим вирусом на листьях больного растения появляются желтые крапинки — так называемая мозаика листьев (рис. 2.18, В). Вирусы распространяются очень быстро либо механически, когда больные растения или его части приходят в соприкосновение со здоровыми растениям, либо воздушным путем с дымом от сигарет, для изготовления которых были использованы зараженные листья.
Вирусы, атакующие бактерий, образуют группу, называемую бактериофагами или просто фагами. У некоторых бактериофагов имеются четко выраженная икосаэдрическая головка и хвост, обладающий спиральной симметрией). На рисунке приводятся схематические изображения некоторых вирусов, иллюстрирующие их относительные размеры и общее строение.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Читайте также: