Внутриклеточные паразиты состоящие из молекул нуклеиновых кислот

Представители царства вирусов – особая группа жизненных форм. Они имеют не только узкоспециализированное строение, но и характеризуются специфическим обменом веществ. В данной статье мы изучим неклеточную форму жизни – вирус. Из чего состоит, как размножается и какую роль он играет в природе, вы узнаете, прочитав ее.

Открытие неклеточных форм жизни

Российский ученый Д. Ивановский в 1892 году занимался изучением возбудителя болезни табака – табачной мозаики. Он установил, что патогенный агент не относится к бактериям, а является особой формой, в последующем названной вирусом. В конце 19 века в биологии еще не использовали микроскопы с высокой разрешающей способностью, поэтому ученый не смог узнать, из каких молекул состоит вирус, а также увидеть и описать его. После создания электронного микроскопа в начале 20 столетия мир увидел первых представителей нового царства, оказавшихся причиной многих опасных и трудно излечимых болезней человека, а также других живых организмов: животных, растений, бактерий.

Положение неклеточных форм в систематике живой природы

Как было сказано ранее, эти организмы объединены в пятое царство живой природы - вирусы. Главный морфологический признак, характерный для всех вирусов, – отсутствие клеточного строения. До сих пор в научном мире не прекращаются дискуссии по вопросу, являются ли неклеточные формы живыми объектами в полном смысле этого понятия. Ведь все проявления метаболизма у них возможны только после проникновения в живую клетку. До этого момента вирусы ведут себя, как объекты неживой природы: у них отсутствуют реакции обмена веществ, они не размножаются. В начале 20 столетия перед учеными возникла целая группа вопросов: что такое вирус, из чего состоит его оболочка, что находится внутри вирусной частицы? Ответы были получены в результате многолетних исследований и экспериментов, послуживших основой для новой научной дисциплины. Она возникла на стыке биологии и медицины и называется вирусологией.

Особенности строения

Если в состав оболочки входят еще и липопротеидные субъединицы, являющиеся на самом деле частью цитоплазматической мембраны клетки хозяина, такие вирусы называются сложными (возбудители оспы и гепатита В). Часто в состав поверхностной оболочки вируса входят и гликопротеиды. Они выполняют сигнальную функцию. Таким образом, как и оболочка, так и сам вирус состоят из молекул органического компонента – протеина и нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

Как вирусы проникают в живые клетки

Ранее мы рассмотрели особенности строения оболочки внутриклеточного паразита. Вирус состоит из молекул органического и биологического вещества, а его поверхностная структура содержит специальные белки, узнающие плазмалемму живой клетки. Поэтому неклеточные формы поражают конкретные типы клеток определенных биологических видов организмов. Например, вирусы чумы собак не представляют опасности для здоровья человека. Внутрь клетки паразит попадает несколькими способами:

1. Слиянием своей оболочки с мембраной клетки (вирус гриппа).
2. Путем пиноцитоза (возбудитель полиомиелита животных).
3. Через повреждение клеточной стенки (вирусы растений).

Размножение вирусов

Как только паразит попал в клетку, молекулы его нуклеиновой кислоты, вклиниваясь в геном ядра, передают информацию о строении протеиновых частиц и запускают процесс биосинтеза собственных белков. При этом используются рибосомы, молекулы АТФ, т-РНК клетки-хозяина. Параллельно в зараженной клетке происходит редупликация наследственной информации. Напомним, что из белка и нуклеиновой кислоты состоят вирусы, называемые простыми. Их частицы содержат РНК, которая сразу же связывается с субъединицами рибосом клетки-хозяина и индуцирует биосинтез молекул протеинов вируса.

Итогом нападения возбудителя на клетку становится соединение ДНК или РНК вируса с собственными белковыми частицами. Таким образом, вновь образованный вирус состоит из молекул нуклеиновых кислот, покрытых упорядоченными частицами протеидов. Мембрана клетки-хозяина разрушается, клетка гибнет, а вышедшие из неё вирусы внедряются в здоровые клетки организма.

Явление обратной редупликации

В начале изучения представителей данного царства бытовало мнение, что вирусы состоят из клеток, но уже опыты Д. Ивановского доказали, что возбудителей невозможно выделить с помощью микробиологических фильтров: патогены проходили через их поры и оказывались в фильтрате, который сохранял вирулентные свойства.

Дальнейшими исследованиями был установлен тот факт, что вирус состоит из молекул органического вещества и проявляет признаки живой субстанции только после своего непосредственного проникновения в клетку. В ней он начинает размножаться. Большинство РНК-содержащих вирусов размножаются так, как было описано выше, но некоторые из них, например вирус СПИДа, в ядре клетки-хозяина вызывает синтез ДНК. Это явление называется обратной репликацией. Затем на молекуле ДНК синтезируется и-РНК вируса, а уже на ней начинается сборка вирусных белковых субъединиц, образующих его оболочку.

Особенности бактериофагов

Что представляет собой бактериофаг - клетку или вирус? Из чего состоит эта неклеточная форма жизни? Ответы на эти вопросы таковы: это вирус, поражающий исключительно прокариотические организмы – бактерии. Строение его достаточно своеобразно. Вирус состоит из молекул органического вещества и делится на три части: головку, стержень (чехол) и хвостовые нити. В передней части – головке - находится молекула ДНК. Далее следует чехол, имеющий внутри полый стержень. Хвостовые нити, прикрепленные к нему, обеспечивают соединение вируса с рецепторными локусами плазматической мембраны бактерии. Принцип действия бактериофага напоминает шприц. После сокращения белков чехла молекула ДНК попадает в полый стержень и далее впрыскивается в цитоплазму клетки-мишени. Теперь зараженная бактерия будет синтезировать ДНК вируса и его белки, что неизбежно приведет к её гибели.

Как организм защищает себя от вирусных инфекций

Природа создала особые защитные приспособления, противостоящие вирусным заболеваниям растений, животных и человека. Сами возбудители воспринимаются их клетками как антигены. В ответ на присутствие вирусов в организме вырабатываются иммуноглобулины – защитные антитела. Органы иммунной системы - тимус, лимфатические узлы - реагируют на вирусное вторжение и способствуют выработке защитных протеинов – интерферонов. Эти вещества угнетают развитие вирусных частиц и тормозят их размножение. Оба вида защитных реакций, рассмотренных выше, относятся к гуморальному иммунитету. Другая форма защиты – клеточная. Лейкоциты, макрофаги, нейтрофилы поглощают вирусные частицы и расщепляют их.

Значение вирусов

Не секрет, что оно в основном негативное. Эти ультрамалые патогенные частицы (от 15 до 450 нм), видимые только в электронный микроскоп, вызывают целый букет опасных и трудноизлечимых заболеваний всех без исключения организмов, существующих на Земле. Так, у человека вирусы поражают жизненно важные органы и системы, например нервную (бешенство, энцефалит, полиомиелит) иммунную (СПИД), пищеварительную (гепатит), дыхательную (грипп, аденоинфекции). Животные болеют ящером, чумой, а растения - различными некрозами, пятнистостями, мозаичностью.

Многообразие представителей царства не изучено до конца. Доказательством служит то, что до сих пор открывают новые виды вирусов и диагностируют ранее не встречающиеся заболевания. Например, в середине 20 столетия в Африке был обнаружен вирус Зика. Он находится в организме комаров, которые при укусе заражают человека и других млекопитающих. Симптомы заболевания свидетельствуют о том, что возбудитель поражает прежде всего отделы центральной нервной системы и вызывает у новорожденных микроцефалию. Люди, являющиеся носителями этого вируса, должны помнить, что они представляют потенциальную опасность для своих партнеров, так как в медицинской практике зарегистрированы случаи передачи заболевания половым путем.

К положительной роли вирусов можно отнести их использование в борьбе против видов-вредителей, в генной инженерии.

В данной работе мы рассказали, что такое вирус, из чего состоит его частица, как организмы защищают себя от патогенных агентов. Также мы определили, какую роль играют неклеточные формы жизни в природе.

Внутриклеточные паразиты — не могут существовать вне пределов организма своего хозяина – во внешней среде они гибнут. При благоприятных условиях паразитирующие существа начинают активно размножаться, откладывая в день до миллиона яиц. Факультативные паразиты отличаются свободным образом жизни, они не привязаны к своему кормильцу. Внутриклеточные паразиты это микроорганизмы, которые способны обитать в любых органах и системах вызывая развитие различных болезней.

Внутриклеточные паразиты - Простейшие

К типу простейших (Protozoa) относится свыше 15000 видов животных, обитающих в морях, пресных водах, почве. Помимо свободноживущих форм, известно много паразитических, которые вызывают порой серьезные заболевания — протозоонозы.

Тело простейших состоит только из одной клетки. Форма тела простейших разнообразна. Оно может быть постоянным, иметь лучевую, двустороннюю симметрию (жгутиковые, инфузории) или вообще не иметь постоянной формы (амеба). Размеры тела простейших обычно малы — от 2 – 4 мк до 1,5 мм, хотя некоторые крупные особи достигают 5 мм в длину, а ископаемые раковинные корненожки имели в диаметре 3 см и более.

Тело простейших состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазма ограничена наружной цитоплазмотической мембраной, в ней находятся органоиды — митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи. У простейших одно или несколько ядер. Форма деления ядра — митоз. Имеется также половой процесс. Он заключается в образовании зиготы. Органоиды движения простейших — это жгутики, реснички, ложноножки; или их нет совсем. Большинство простейших, как и все прочие представители животного царства, гетеротрофны. Однако среди них имеются и автотрофные.

Инцистирование является приспособлением, служащим не только для защиты, но и для распространения паразитов. Некоторые простейшие (споровики) образуют овоцисту и в процессе размножения — спороцисту.

Размножение простейших весьма разнообразно, от простого деления (бесполое размножение) до довольно сложного полового процесса — конъюгации и копуляции.

Среда обитания простейших разнообразна — это море, пресные воды, влажная почва.

Широкое распространение получил паразитизм. Многие виды паразитических простейших вызывают тяжелые формы заболеваний человека, домашних и промысловых животных, а также растений.

Внутриклеточные паразиты - Паразитизм

Это форма межвидовых взаимоотношений двух организмов, при которых организм использует другой либо в качестве среды обитания, либо в качестве источника пищи. Паразитические организмы поражают все органы и ткани человека. Они обитают на наружных покровах (блохи, вши), в полостях тела — тканях (гельминты), в крови (малярийный плазмодий).

Организм хозяина для паразита является источником питания, местом обитания, защитой от врагов. Тело хозяина создает для паразитов благоприятный микроклимат, не подверженный колебаниям, которые имеются в природе.

Изучение паразитов необходимо для предупреждения и лечения заболеваний человека. Паразитология изучает биологию, экологию паразитов, методы диагностики, лечения и профилактики паразитов. Медицинская паразитология подразделяется на: протозоологию (простейшие), гельминтологию (паразитические черви) и арахноэнтомологию (паукообразные и насекомые).

Различают четыре основных класса простейших:

1 — жгутиковые (Flagellata или Mastigophora);

2 — саркодовые (Sarcodina или Rhizopoda);

3 — споровики (Sporozoa);

4 — инфузории (Infusoria или Ciliata).

Внутриклеточные паразиты - Класс жгутиковые

Способ питания. Жгутиковых разделяют на имеющих хлорофилл и питающихся автотрофно, и на не имеющих хлорофилла и питающихся, как прочие животные, гетеротрофным способом.

Гетеротрофы на передней стороне тела имеют особое углубление — цитостом, через который пища при движении жгутика вгоняется в пищеварительную вакуоль. Ряд форм жгутиковых питается осмотическим путем, всасывая всей поверхностью тела растворенные органические вещества из окружающей среды.

Способы размножения. Размножение происходит чаще всего путем деления надвое: обычно одна особь дает начало двум дочерним. Иногда размножение происходит очень быстро, с образованием бесчисленного множества особей (ноче-светки).

Среди жгутиковых встречаются колониальные формы, состоящие из различного числа индивидуумов (от 8 до 10 000 особей и более) (вольвокс).

Внутриклеточные паразиты - Представители лейшмания

Лейшмании встречается в тропиках. Вызывает группу болезней — лейшманиозы, протекающие с поражением кожи и слизистых оболочек (кожный лейшманиоз или пендинская язва) или внутренних органов (висцеральный лейшманиоз или кала-азар). Переносчиком лейшманиоза являются москиты, которые заражаются при сосании крови больного чело века или животного. Возбудитель проникает в организм человека при укусе москита.

Кожный лейшманиоз (пендинская язва). Лейшмании проникают в кожу человека, в клетках которой размножаются; возникает воспалительный процесс с последующим омертвением ткани (некроз) и образованием язв. Различают два типа кожного лейшманиоза: городской и сельский.

При кожном лейшманиозе городского типа заражение происходит через больных людей и, вероятно, собак; возбудитель, попав в организм человека, в течение 2 – 8 месяцев (редко 3 – 5 лет) не вызывает видимых проявлений болезни (инкубационный период). Затем на месте укуса москита (чаще всего на лице или на руках) появляется буроватый узелок (лейшманиома), постепенно увеличивающийся.

Через 5 – 10 месяцев на месте узелка развивается язва круглой формы с плотными краями и гнойным отделением. Чаще возникает 1 – 3 язвы. Болезнь продолжается 1 – 2 года.

При кожном лейшманиозе сельского типа заражение происходит от большой и полуденной песчанок, тонкопалого суслика и др. Инкубационный период при кожном лейшманиозе сельского типа составляет от 1 недели до 2 месяцев. Болезнь начинается остро. На коже (лица, рук, часто — ног) появляются лейшманиомы, напоминающие гнойник (фурункул). Язвы образуются в первые недели болезни: неправильной формы, с плотными краями, дном желтого цвета и с гнойным отделением.

Заживление начинается через 2 – 4 месяца с последующим рубцеванием. Продолжительность болезни составляет 3 – 6 месяцев.

Внутриклеточные паразиты - Лямблия

Лямблии вызывают заболевание под названием лямблиоз. Они паразитирует в тонкой кишке, иногда в желчном пузыре; существуют в двух формах: подвижной (вегетативной) и неподвижной (форма цисты). Подвижная форма лямблий имеет четыре пары жгутиков и присасывательный диск, с его помощью она прикрепляется к слизистой оболочки тонкой кишки. Заражение происходит при употреблении загрязненных цистами продуктов и воды, а также через руки и предметы обихода. Попав в желудочно-кишечный тракт у лиц с пониженной кислотностью желудочного сока и даже у здорового человека, лямблии размножаются в тонкой кишке, иногда в большом количестве, вызывая раздражения слизистой оболочки. Появляются боли в верхней части живота или в области пупка, отмечаются вздутие живота, урчание, тошнота. Могут быть запоры, сменяющиеся поносами (с примесью слизи). Чаще всего болеют дети.

Лечение: рекомендуется диета.

Профилактика: личная гигиена, защита продуктов питания от загрязнения, борьба с мухами.

Внутриклеточные паразиты - Трихомонада

Трихомонада влагалищная цист не образует, питается бактериями и эритроцитами. Вызывает воспаление мочеполовой системы — трихомониаз. Возбудитель заболевания передается половым путем. Внеполовое заражение (через общие с больным предметы туалета, постель и т. д.) бывает реже. Может передаваться новорожденной девочке от больной матери. Возможен переход болезни в хроническую форму. При распространении на придатки трудно поддается лечению. При трихомониазе чаще всего поражается влагалище, появляются обильные гнойные выделения с неприятным запахом; ощущаются зуд и жжение во влагалище. У мужчин симптомом является воспаление мочеиспускательного канала (уретрит), сопровождающееся лишь незначительными слизистыми выделениями.

Лечение: личная гигиена, контрольное посещение врача.

Профилактика: личная и половая гигиена.

Класс споровики

Представители этого класса (Sporozoa) характеризуются тем, что в цикле своего развития образуют стадию спор. Все споровики являются паразитами человека и животных. Они паразитируют в разных тканях и клетках. Лихорадка, малокровие, желтуха — типичные признаки заболевания споровиками. Пироплазмы, бабезии относятся к отряду кровяных споровиков, поражая эритроциты млекопитающих (коров, лошадей, собак и др. домашних животных).

Переносчики болезней — клещи. Кроме кровяных, есть еще два отряда споровиков — кокцидии и грегарины.

Кокцидии паразитируют как в беспозвоночных, так и в позвоночных животных — млекопитающих, рыбах, птицах. Кокцидия токсоплазмоз вызывает болезнь человека токсоплазмоз. Им можно заразиться от любого представителя семейства кошачьих.

Грегарины паразиты только беспозвоночных, в основном — насекомых и, как правило, поселяются в кишечнике. Взрослые грегарины внешне похожи на червей. Они бывают как мелкие (10 микрон), так и весьма крупные, видимые невооруженным глазом — до 1,6 мм.

Малярийный плазмодий

Малярийный плазмодий вызывает малярию, протекающую с приступами лихорадки, изменениями в крови, увеличением печени и селезенки. Различают четыре формы малярии: трехдневную, четырехдневную, тропическую, а также овалемалярию. Источником болезни является больной малярией человек, а переносчиком — самка малярийного комара. Самка комара, заражаясь при сосании крови больного, становится способной передавать плазмодии. Здоровый человек заражается при укусе комара, инфицированного плазмодиями, с чьей слюной возбудители проникают в организм.

С током крови плазмодии попадают в печень, где проходят первый (тканевой) цикл развития, переходя затем в кровь и внедряясь в эритроциты.

Здесь они совершают второй (эритроцитарный) цикл развития, заканчивающийся распадом эритроцитов и вы ходом в кровь больного возбудителей, что сопровождается приступом лихорадки.

Лечение: медикаментозное; больному необходимы покой и уход.

Профилактика: борьба с комарами–переносчиками малярии, марлевые или металлические сетки на окнах и дверях, для защиты от комаров используют репелленты.

Внутриклеточные паразиты - Класс инфузорий

Представители класса инфузорий (Infusoria или Ciliata) имеют органеллы передвижения — реснички, обычно в большом числе. Так, у туфельки (Paramecium caudatum) число ресничек более 2000. Реснички (как и жгутики) представляют собой специальные сложно устроенные цитоплазматические выросты. Тело инфузорий покрыто оболочкой, пронизанной мельчайшими порами, через которые выходят реснички.

В тип инфузорий объединяют наиболее высоко организованных простейших. Они — вершина достижений, совершенных эволюцией в этом подцарстве. Инфузории ведут свободно плавающий или прикрепленный образ жизни. Обитают как в пресных, так и в соленых водах. Среди инфузорий много симбионитов и мало паразитических форм.

Достаточно среди инфузорий и паразитов беспозвоночных и позвоночных животных (включая человека). Очень много паразитических в особом отделе желудка жвачных копытных — в рубце.

У всех инфузорий не менее двух ядер. Большое ядро регулирует все жизненные процессы. Маленькое ядро играет основную роль в половом процессе.

Пища в тело животного попадает через клеточный “рот”, куда она загоняется движением ресничек; на дне глотки образуются пищеварительные вакуоли. Непереваренные остатки выводятся наружу.

Многие инфузории питаются только бактериями, другие же — хищники. Например, самые опасные враги “туфельки” — инфузории дидинии. Они меньше ее, но нападая вдвоем или вчетвером, со всех сторон окружают “туфельку” и убивают ее, выбрасывая из глотки, словно копье, особую “палочку”. Некоторые дидинии съедают в сутки до 12 “туфелек”.

Органеллы выделения инфузорий представляют собой две сократительные вакуоли; за 30 минут они выводят из инфузории количество воды равное объему всего ее тела.

Кроме свободно живущих, встречаются также паразитические инфузории.

Внутриклеточные паразиты - Балантидий

Паразит толстой кишки человека — крупная инфузория балантидий (Balantidium coli). Распространена повсеместно. Образует цисту. Заражение происходит при проглатывании цисты. Главным источником заражения человека является свинья, для которой эта инфузория безвредна. Часто, по-видимому, балантидий безвреден и для человека. Длина организма составляет от 30 до 200 мк, ширина 20 – 70 мк; инфузория вызывает образование язв на кишечной стенке, что сопровождается симптоматикой, характерной также для амебной дизентерии (кровавый понос).

Заболевание, вызываемое балантидиумом, называется балантидиазом.

Внутриклеточные паразиты - Класс саркодовых

Представители класса саркодовых, или корненожек (Sarcodina или Rhizopoda), двигаются при помощи ложно ножек — псевдоподобий.

Класс включает разнообразных водных одноклеточных: амеб, солнечников, лучевиков. Среди амеб, кроме форм, не имеющих скелета или раковинки, встречаются виды, имеющие домик.

Большинство саркодовых являются обитателями морей, имеются также пресноводные, живущие в почве.

Саркодовые характеризуются непостоянной формой тела. Дыхание осуществляется всей его поверхностью. Питание — гетеротрофное. Размножение — бесполое, существует также половой процесс.

Внутриклеточные паразиты - Амеба

Амеба обитает в пресных водах. Форма тела — непостоянная. Совершает очень медленные (13 мм/час) перемещения. Движется с помощью ложноножек, тело перетекает из одной части в другую: то сжимаясь в круглый комочек, то раскидывая в стороны “языки-ножки”.

Ложноножки служат и для захвата пищи. В процессе питании тело амебы обтекает пищевые частицы со всех сторон, и они оказываются внутри цитоплазмы. Возникает пищеварительная вакуоль. Такой способ питания называется фабититозом. Питание составляют бактерии, одноклеточные водоросли, мелкие простейшие. Растворенные вещества из окружающей среды поглощаются путем пиноцитоза.

В теле амебы имеется сократительная или пульсирующая вакуоль. Ее функция состоит в регуляции осмотического давления внутри тела простейшего.

Размножение — бесполое, путем митоза с последующим делением тела амебы на два.

Наибольшее значение в медицине имеют амебы рода Entamoeba , живущей в пищеварительном тракте человека.

К ним относится амеба дизентерийная или гистолитическая.

Дизентерийная амеба

Дизентерийная амеба — постоянный паразит человека, возбуждает амебиаз. Может образовывать цисты в толстой кишке человека. Их диаметр 8 – 15 мк. Она вызывает появление язв в толстом кишечнике. Эта амеба вызывает заболевание похожее на дизентерию. В неблагоприятных условиях — амебацистит.

Эти 9 симптомов помогут узнать есть ли у вас паразиты в организме

Паразиты — это организмы, которые живут и питаются другим организмом. Любой может заразиться паразитами. Это встречается чаще, чем вы думаете.

Согласно данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), 3,5 миллиарда человек во всем мире страдают от различных видов паразитарных инфекций.

Паразиты живут в нашем теле и питаются питательными веществами в наших тканях, что может нанести серьезный вред нашему здоровью.

Вот 9 основных симптомов, которые указывают на то, что вы страдаете от паразитарной инфекции:

1. Анемия – дефицит железа.
2. Потеря веса или невозможность набрать вес.
3. Проблемы со сном, такие как бруксизм и бессонница.
4. Тревога, беспокойство, нервозность, перепады настроения и депрессия.
5. Проблемы с кожей, такие как сухая и зудящая кожа, экзема, язвы и поражения.
6. Усталость и апатия.
7. Проблемы фертильности, симптомы ПМС, менструальные проблемы, кисты, фибромы и удержание жидкости.
8. Мышечные и суставные проблемы, судороги, онемение и покалывание в конечностях.
9. Пищеварительные проблемы, такие как диарея и синдром раздраженного кишечника.

Синдром раздраженного кишечника – это распространенный симптом кишечной паразитарной инфекции, которая возникает из-за воспаления, вызванного паразитами в кишечной оболочке.

Стандартные анализы кала на яйца глистов и паразитов

Стандартные анализы кала могут выявить паразитов или их яйца, однако такие анализы во многом ограничены. Проблема этих анализов в том, что они лишь условно эффективны. Для них требуется три отдельных образца кала, которые отсылаются в лабораторию, где патолог рассматривает их под микроскопом. Жизненный цикл паразитов уникален – он позволяет им находиться в промежуточном состоянии между спячкой и функционированием.

В то время как для некоторых такой вид анализов может быть важным, они не выявляют спящих паразитов, и по этой причине данный вид анализов кала часто даёт ошибочный отрицательный результат.

Открытие вирусов

В 1892 году Д.И. Ивановский (см. Рис. 1), изучая мозаичную болезнь табака (см. Рис. 2), установил, что причиной заболевания является некое инфекционное начало, содержащееся в листьях больных растений, которое проходит через фильтр, задерживающий обыкновенные бактерии. Если профильтрованный сок внести в листья здоровых растений, то они также заболевают мозаичной болезнью.

Рис. 1. Д.И. Ивановский

Рис. 2. Мозаичная болезнь табака

В 1898 году независимо от Ивановского аналогичные результаты получил голландский микробиолог М. Бейеринк. Однако он предположил, что мозаичную болезнь табака вызывают не мельчайшие бактерии, а некое жидкое заразное начало, которое он назвал фильтрующим вирусом.

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Строение вирусов

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят (см. Рис. 3) из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Рис. 3. Строение вируса

Вирусы не способны к самостоятельной жизнедеятельности. Они могут проявлять свойства живого, только попав в клетку-хозяина. Они используют потенциал и энергию этой клетки для создания своих новых вирусных частиц, следовательно, вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Размножение вирусов

Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Например, вирус – возбудитель гепатита (желтуха) проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка) – только в клетках околоушных слюнных желез человека.

Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу (см. Рис. 4).

Рис. 4. Схема репродукции вируса

При заражении ретровирусом (например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ)), у которого в качестве генетического материала используется молекула РНК, наблюдается другая картина. При попадании ретровируса в клетку-хозяина происходит обратная транскрипция. То есть на основе вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая встраивается в ДНК человека. Такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется интегративным, а встроенная в состав хромосомы клетки ДНК вируса называется провирусом. Далее провирус реплицируется (удваивается) в составе хромосомы и переходит в геном дочерних клеток. Однако под влиянием некоторых физических и химических факторов провирус может выщепляться из хромосомы клетки и переходить к продуктивному типу взаимодействия, то есть синтезировать новые вирусные частицы.

При заражении ВИЧ человек чувствует себя здоровым, пока вирусный генетический материал встроен в хромосому человека. Однако при выщеплении этого вирусного генетического материала из клетки она начинает образовывать новые вирусные частицы, вследствие чего развивается смертельное заболевание – синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний человека: корь, грипп, оспа, краснуха, энцефалит, свинка, гепатиты, СПИД. Известен также целый ряд заболеваний растений, вызываемых вирусами, например мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов или скручивание листьев картофеля. Всего описано около 500 видов вирусов, поражающих клетки позвоночных животных, и около 300 вирусов растений. Некоторые вирусы участвуют в злокачественном перерождении клеток и тем самым провоцируют онкологические заболевания.

ДНК- и РНК-содержащие вирусы

В зависимости от содержащегося генетического материала вирусы подразделяются на ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

Одноцепочные РНК-содержащие вирусы подразделяются на:

1. Плюс-нитевые (положительные). Плюс-нить РНК этих вирусов вы­полняет наследственную (геномную) функцию и функцию информационной РНК (иРНК).

2. Минус-нитевые (отрицательные). Минус-нить РНК этих вирусов выпол­няет только наследственную функцию.

К РНК-содержащим вирусам относятся более
вирусов, вызывающих респираторные заболевания, а также вирус гриппа, кори, краснухи, свинки, ВИЧ. Также существует специфическая группа вирусов – арбовирусы, которые переносятся членистоногими.

Двухцепочные ДНК-содержащие вирусы вызывают такие заболевания, как папиллома человека или герпес, гепатит В (гепатит А и гепатит С вызывается РНК-содержащими вирусами).

ДНК-содержащие вирусы поражают также растения. Они вызывают, например, золотую мозаику бобов или полосатость у кукурузы.

Вирус гепатита С

По своему строению вирус гепатита С – это РНК-содержащий вирус, имеющий сферическую форму, сложно устроенный (см. Рис. 5).

В качестве генетического материала такой вирус содержит линейную однонитчатую молекулу РНК.

Рис. 5. Гепатит С

Вопреки бытующим предрассудкам, подцепить вирус гепатита C невозможно через социальные контакты (поцелуи, объятия), через продукты или воду, через грудное молоко. Вы ничем не рискнете, если разделите с носителем вируса трапезу или напитки. Заразиться гепатитом C можно при контакте с кровью инфицированного человека либо половым путем.

В настоящее время для лечения гепатита С используют два препарата: Интерферон альфа и Рибавирин.

Бактериофаги

Рис. 6. Бактериофаг (Источник)

Особую группу вирусов составляют бактериофаги (или просто фаги), которые заражают бактериальные клетки (см. Рис. 6). Фаг укрепляется на поверхности бактерии при помощи специальных ножек и вводит в ее цитоплазму полый стержень, через который проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь бактериальной клетки, а капсид остается снаружи. В цитоплазме начинается репликация генетического материала фага, синтез его белков, построение капсида и сборка новых фагов. Уже через 10 мин после заражения в бактерии формируются новые фаги, а через полчаса бактериальная клетка разрушается, и из нее выходят около 200 заново сформированных вирусов – фагов, способных заражать другие бактериальные клетки (см. Рис. 7). Некоторые фаги используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.

Рис. 7. Схема размножения бактериофага (Источник)

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.