Що таке вірус? З чого складається?
Представники царства вірусів - особлива група життєвих форм. Вони мають не тільки вузькоспеціалізоване будова, але і характеризуються специфічним обміном речовин. У даній статті ми вивчимо неклеточную форму життя - вірус. З чого складається, як розмножується і яку роль він відіграє в природі, ви дізнаєтеся, прочитавши її.
Відкриття неклітинних форм життя
Російський вчений Д.Івановський в 1892 році займався вивченням збудника хвороби тютюну - тютюнової мозаїки. Він встановив, що патогенний агент не відноситься до бактерій, а є особливою формою, в подальшому названої вірусом. В кінці 19 століття в біології ще не використовували мікроскопи з високою роздільною здатністю, тому вчений не зміг дізнатися, з яких молекул складається вірус, а також побачити і описати його. Після створення електронного мікроскопа на початку 20 століття світ побачив перших представників нового царства, що опинилися причиною багатьох небезпечних і важко виліковних хвороб людини, а також інших живих організмів: тварин, рослин, бактерій.
Положення неклітинних форм в систематики живої природи
Як було сказано раніше, ці організми об`єднані у п`яту царство живої природи - віруси. Головний морфологічна ознака, характерний для всіх вірусів, - відсутність клітинної будови. До сих пір в науковому світі не припиняються дискусії з питання, чи є неклітинні форми живими об`єктами в повному розумінні цього поняття. Адже всі прояви метаболізму у них можливі тільки після проникнення в живу клітину. До цього моменту віруси поводяться, як об`єкти неживої природи: у них відсутні реакції обміну речовин, вони не розмножуються. На початку 20 століття перед вченими виникла ціла група питань: що таке вірус, з чого складається його оболонка, що знаходиться всередині вірусної частинки? Відповіді були отримані в результаті багаторічних досліджень і експериментів, що стали основою для нової наукової дисципліни. Вона виникла на стику біології і медицини і називається вірусологією.
особливості будови
Вираз «все геніальне просто» безпосередньо стосується неклітинних форм життя. Вірус складається з молекул нуклеїнових кислот - ДНК або РНК, покритих протеїнової оболонкою. У нього немає власного енергетичного та білоксинтезуючого апарату. Без клітини-господаря віруси не мають жодної ознаки живої субстанції: ні дихання, ні зростання, ні дратівливості, ні розмноження. Щоб все це з`явилося, потрібно тільки одне: знайти жертву - живу клітину, підпорядкувати її обмін речовин своєї нуклеїнової кислоти і в кінці кінців знищити. Як було сказано раніше, оболонка вірусу складається з білкових молекул, що мають впорядковане будова (прості віруси).
Відео: Вірус проти людини або засіб вдосконалення. Жива тема.
Якщо до складу оболонки входять ще і ліпопротеїдні субодиниці, що є насправді частиною цитоплазматичної мембрани клітини господаря, такі віруси називаються складними (збудники віспи та гепатиту В). Часто до складу поверхневої оболонки вірусу входять і глікопротеїди. Вони виконують сигнальну функцію. Таким чином, як і оболонка, так і сам вірус складаються з молекул органічного компонента - протеїну і нуклеїнових кислот (ДНК або РНК).
Як віруси проникають в живі клітини
Раніше ми розглянули особливості будови оболонки внутрішньоклітинного паразита. Вірус складається з молекул органічного і біологічного речовини, а його поверхнева структура містить спеціальні білки, які дізналися плазмалему живої клітини. Тому неклітинні форми вражають конкретні типи клітин визначених біологічних видів організмів. Наприклад, віруси чуми собак не становлять небезпеки для здоров`я людини. Всередину клітини паразит потрапляє декількома способами:
- Злиттям своєї оболонки з мембраною клітини (вірус грипу).
- Шляхом піноцитозу (збудник поліомієліту тварин).
- Через пошкодження клітинної стінки (віруси рослин).
розмноження вірусів
Як тільки паразит потрапив в клітку, молекули його нуклеїнової кислоти, вклинюючись в геном ядра, передають інформацію про будову протеїнових частинок і запускають процес біосинтезу власних білків. При цьому використовуються рибосоми, молекули АТФ, т-РНК клітини-господаря. Паралельно в зараженій клітині відбувається редуплікація спадкової інформації. Нагадаємо, що з білка і нуклеїнової кислоти складаються віруси, звані простими. Їх частки містять РНК, яка відразу ж зв`язується з субодиницями рибосом клітини-господаря і індукує біосинтез молекул протеїнів вірусу.
Підсумком нападу збудника на клітку стає з`єднання ДНК або РНК вірусу з власними білковими частинками. Таким чином, новостворений вірус складається з молекул нуклеїнових кислот, покритих впорядкованими частинками протеидов. Мембрана клітини-господаря руйнується, клітина гине, а вийшли з неї віруси впроваджуються в здорові клітини організму.
Явище зворотного редуплікаціі
На початку вивчення представників даного царства існувала думка, що віруси складаються з клітин, але вже досліди Д. Іванівського довели, що збудників неможливо виділити за допомогою мікробіологічних фільтрів: патогени проходили через їх пори і виявлялися в фільтраті, який зберігав вірулентні властивості.
Подальшими дослідженнями було встановлено той факт, що вірус складається з молекул органічної речовини і проявляє ознаки живої субстанції тільки після свого безпосереднього проникнення в клітину. У ній він починає розмножуватися. Більшість РНК-вірусів розмножуються так, як було описано вище, але деякі з них, наприклад вірус СНІДу, в ядрі клітини-господаря викликає синтез ДНК. Це явище називається зворотної репликацией. Потім на молекулі ДНК синтезується і-РНК вірусу, а вже на ній починається збірка вірусних білкових субодиниць, що утворюють його оболонку.
Відео: Що таке вірус? Популярна наука з Анною Урманцева.
особливості бактеріофагів
Що являє собою бактеріофаг - клітку або вірус? З чого складається ця некліткова форма життя? Відповіді на ці питання такі: це вірус, вражає виключно прокаріотів - бактерії. Будова його досить своєрідно. Вірус складається з молекул органічної речовини і ділиться на три частини: головку, стержень (чохол) і хвостові нитки. У передній частині - голівці - знаходиться молекула ДНК. Далі слід чохол, що має всередині порожній стрижень. Хвостові нитки, прикріплені до нього, забезпечують з`єднання вірусу з рецепторними локусами плазматичноїмембрани бактерії. Принцип дії бактеріофага нагадує шприц. Після скорочення білків чохла молекула ДНК потрапляє в порожнистий стрижень і далі впорскується в цитоплазму клітини-мішені. Тепер заражена бактерія буде синтезувати ДНК вірусу і його білки, що неминуче призведе до її загибелі.
Як організм захищає себе від вірусних інфекцій
Природа створила особливі захисні пристосування, що протистоять вірусним захворюванням рослин, тварин і людини. Самі збудники сприймаються їх клітинами як антигени. У відповідь на присутність вірусів в організмі виробляються імуноглобуліни - захисні антитіла. Органи імунної системи - тимус, лімфатичні вузли - реагують на вірусне вторгнення і сприяють виробленню захисних протеїнів - інтерферонів. Ці речовини пригнічують розвиток вірусних частинок і гальмують їх розмноження. Обидва види захисних реакцій, розглянутих вище, відносяться до гуморального імунітету. Інша форма захисту - клітинна. Лейкоцити, макрофаги, нейтрофіли поглинають вірусні частинки і розщеплюють їх.
значення вірусів
Не секрет, що воно в основному негативне. Ці ультрамалі патогенні частки (від 15 до 450 нм), видимі тільки в електронний мікроскоп, викликають цілий букет небезпечних і важко виліковних захворювань всіх без винятку організмів, що існують на Землі. Так, у людини віруси вражають життєво важливі органи і системи, наприклад нервову (сказ, енцефаліт, поліомієліт) імунну (СНІД), травну (гепатит), дихальну (грип, аденоінфекціі). Тварини хворіють ящером, чумою, а рослини - різними некрозами, пятнистостями, мозаїчністю.
Різноманіття представників царства не вивчено до кінця. Доказом служить те, що до сих пір відкривають нові види вірусів і діагностують раніше не зустрічаються захворювання. Наприклад, в середині 20 століття в Африці був виявлений вірус Зика. Він знаходиться в організмі комарів, які при укусі заражають людини та інших ссавців. Симптоми захворювання свідчать про те, що збудник вражає перш за все відділи центральної нервової системи і викликає у новонароджених мікроцефалію. Люди, які є носіями цього вірусу, повинні пам`ятати, що вони є потенційно небезпечними для своїх партнерів, так як в медичній практиці зареєстровані випадки передачі захворювання статевим шляхом.
Відео: Що таке комп`ютерний вірус
До позитивної ролі вірусів можна віднести їх використання в боротьбі проти видів-шкідників, в генній інженерії.
У даній роботі ми розповіли, що таке вірус, з чого складається його частка, як організми захищають себе від патогенних агентів. Також ми визначили, яку роль відіграють неклітинні форми життя в природі.
