Известно что вирусы мельче бактерий

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.

Что такое микробы?

Прокариоты — одноклеточные микроорганизмы, которые не обладают оформленным клеточным ядром. К классу прокариотов относятся археи и бактерии .

Эукариоты в противовес прокариотам обладают клеточными ядрами. Традиционно к эукариотам относят животных и растения, а из микроорганизмов — микроскопические водоросли и грибы . Эукариоты могут быть как многоклеточные, так и одноклеточные, главное, что они имеют одинаковое строение клеток.

Вирусы не относят ни к первому, ни ко второму классу.

Что такое бактерии?

Как мы уже поняли, бактерии являются прокариотами — одноклеточными организмами, которые не обладают клеточными ядрами. Они — самый распространенный вид живых организмов, обитающих на Земле. Так, человеческий организм населяют 39 триллионов бактерий, которые образуют микрофлору (мы уже рассказывали про бактерии, живущие на коже). Среди бактерий различают три вида: симбионтные , условно-патогенные и патогенные бактерии.

Симбионтные бактерии являются безвредными для человека (их сдерживает иммунная система) и живут с нами в симбиозе. Условно-патогенные бактерии, как понятно из названия, не несут опасности для здоровья по умолчанию — они могут стать причиной заболеваний при определенных условиях. Например, из-за общего снижения иммунитета или злоупотребления антибактериальными средствами личной гигиены, из-за который страдает микрофлора слизистых и кожи. Наиболее опасными для человеческого организма являются патогенные бактерии , которые вызывают инфекционные заболевания при попадании в организм: туберкулез, сифилис, бактериальную ангину (в прошлом патогенные бактерии провоцировали эпидемии холеры и бубонной чумы).

Что такое вирусы?

По мере расширения познаний в области инфекционных заболеваний ученым становилось понятно, что не все они вызваны патогенными бактериями и грибками. Сейчас нам также известно о существовании вирусов — неклеточной формы жизни, провоцирующей развитие заболевания при попадании в организм.

Существует огромное количество вирусов, многие из которых хорошо (или относительно хорошо) изучены — это вирусы гриппа, иммунодефицита человека, гепатитов А и С.

Отдельно стоит сказать, про коронавирусы — семейство вирусов, известное науке с 1965 года. К ним относится и виновник нынешней пандемии — штамм SARS-CoV-2, провоцирующий возникновение инфекции COVID-19.

Фото: Kay Lau / Unsplash

На данный момент коронавирусы изучены недостаточно глубоко, и лечение COVID-19 (как и предшествующих ему заболеваний, вызванных штаммами коронавирусов) не разработано.

Развитие бактерий и вирусов в человеческом организме

Болезнетворные бактерии и вирусы попадают в человеческий организм одинаковыми путями — воздушно-капельным, через физические повреждения (порезы и укусы) или с едой. Отличается именно их жизненный цикл внутри организма.

У бактерий существует внеклеточный и внутриклеточный циклы размножения. При внеклеточном цикле бактерии не попадают в клетки, но отравляют организм путем выработки токсинов. Такие бактерии обитают на коже и слизистых оболочках. При внутриклеточном цикле они проникают внутрь клеток и питаются их содержимым, из-за чего истощенные клетки умирают. Например, бактерии поглощают аденозинтрифосфат (АТФ), который нужен клетке для синтеза новых молекул полезных веществ, передвижения с помощью жгутиков и ресничек и избавления от отходов, а также цитоплазму клетки-хозяина с питательными веществами. Когда ресурсы клетки-хозяина исчерпаны, она подвергается лизису (растворению), а патогенные бактерии выходят во внешнюю среду организма.

Вирус, как известно, не может существовать вне клетки-хозяина. Попадая внутрь, он берет клетку под контроль и использует ее ресурсы для репликации — создания вирусного генетического материала. Существует два сценария развития дальнейших событий. В первом случае вирус со своими копиями могут покинуть клетку, но она продолжит создавать вирусные копии. Во втором — клетка погибает, а вирусы вырываются наружу и далее заражают здоровые клетки.

Вирус также обладает способностью прятаться в клетке. Это происходит, если он по каким-то причинам не заинтересован в репликации или хочет уклониться от защитных реакций иммунной системы организма, в который попал.

Тогда вирус остается неактивен и не создает свои копии, пока его не активирует какой-либо внешний фактор — например, стресс, усталость, солнечный свет, снижение иммунитета.

Фото: Max Anderson / Unsplash

Лечение и профилактика

Антибиотики нарушают клеточную стенку, синтез нуклеиновых кислот и метаболизм клеток бактерий, из-за чего они погибают. Напомним, что бактерии — это одноклеточные микроорганизмы, в то время как вирусы являются неклеточными организмами. Поэтому действие антибиотиков никак не может повлиять на вирусы, они убивают именно бактерии или оказывают подавляющее действие на их размножение.

Для борьбы с вирусами были специально разработаны вакцины и противовирусные препараты . Вакцины создают искусственный иммунитет, их формулы часто включают ослабленные, мертвые штаммы или вирусы, которые могут заставить организм вызвать иммунный ответ. Противовирусные препараты действуют двумя способами — они либо стимулируют иммунную систему на атаку вирусов, либо сами атакуют вирусы напрямую. Противовирусные препараты могут встраиваться в генетический материал вируса в ходе его репликации, из-за чего жизненный цикл вируса останавливается, так как полученная ДНК является нерабочей.

Для защиты от заражения бактериальными и вирусными инфекциями действительно подходят спиртосодержащие антисептики для рук. Спирт в концентрации выше 60% уничтожает болезнетворные бактерии и вирусы и предотвращает их попадание в организм. Подойдут также салфетки и спреи, но перед применением нужно ознакомиться с составом — важно, чтобы в их формуле присутствовал спирт в нужной концентрации.

Фото: Kelly Sikkema / Unsplash

О важности антисептиков для рук (и других не менее нужных правилах на время пандемии коронавируса) уже рассказывал ВОЗ: здесь можно найти рекомендации, а здесь — развенчивание мифов о коронавирусе. Обязательно ознакомьтесь с этой информацией, если еще не успели. По этой ссылке вы можете найти список антисептической продукции от Американской химической академии — они собрали средства, которые можно использовать для удаления коронавируса с рук и других поверхностей. Например, санитайзеры и чистящие средства от брендов Clorox и Lysol, спреи Sani-Spray и дезинфицирующие таблетки Neutron.

Вопрос 1: Перечислите особенности царства вирусов.

Вирусы не имеют клеточного строения (неклеточные формы жизни)

Вирусы не имеют обмена веществ (не питаются , не дышат), не растут не передвигаются.

Вирусы имеют только один тип нуклеиновой кислоты ДНК или РНК.

Вирусы – это постоянные облигатные внутриклеточные паразиты.

Вирусы способны воспроизводить себе подобных только за счет энергетических и структурных ресурсов клетки, в которой паразитируют.

Вопрос 2: Перечислите особенности строения вирусов.

1.Вирусы не имеют клеточного строения (неклеточные формы жизни)

2. Основным структурным компонентом вирусов является нуклеокапсид, т.е. белковый чехол (капсид) в котором заключен вирусный геном (ДНК или РНК).

3.Нуклеокапсид большинства вирусов окружен липопротеиновой оболочкой.

4. Вирусная частица называется вирион.

Вопрос 2: Перечислите этапы воспроизведения вирусов.

(особенность размножения вирусов)

1.Вирусы способны воспроизводить себе подобных за счет энергетических и структурных ресурсов клетки, в которой паразитируют.

2.Проникновение вируса в клетки:

а. У животных- пиноцитоз и фагоцитоз.

б. У растений - при повреждении клеточной стенки.

3. Репликация вирусной нуклеиновой кислоты.

4. Встраивание вирусной ДНК в клетки хозяина.

5. Транскрипция( синтез вирусной иРНК)

6. Трансляция ( синтез вирусных белков по вирусной иРНК)

7. Сборка вирусных частиц.

8. Выход вируса из клетки.

Вопрос 3. Какой организм изображен на рисунке. В чем особенности строения и жизнедеятельности этого организма?

1.На рисунке изображен бактериофаг.

2. Бактериофаг- это вирус, поражающий клетки бактерий.

3. Бактериофаг – это неклеточная форма жизни.

4. Состоит из белковой головки, в центре которой находится молекула вирусная ДНК и хвоста.

5. На конце хвоста расположены хвостовые нити ( отростки), которые контактируют с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки и закрепляют бактериофаг. Базальная пластинка хвоста содержит фермент, разрушающий клеточную стенку бактерий, что обеспечивает проникновение вирусной ДНК.

6.Бактериофаг не имеет собственного обмена веществ, является паразитом бактерий и воспроизводит себе подобных за счет энергетических ресурсов клетки бактерий, в которой паразитирует.

Выберите книгу со скидкой:

3D-рисование. Гиперреализм Рисунки, которые оживают

350 руб. 553.00 руб.

Совушки. Раскраски, поднимающие настроение (ПР)

350 руб. 96.00 руб.

350 руб. 1087.00 руб.

Совушки. Раскраски, поднимающие настроение

350 руб. 283.00 руб.

Котики. Раскраски, поднимающие настроение

350 руб. 283.00 руб.

В цветочном вальсе. Открытки-раскраски

350 руб. 225.00 руб.

На крыльях счастья. Открытки-раскраски

350 руб. 225.00 руб.

Краски. История макияжа

350 руб. 1383.00 руб.

Рисование акварелью без помощи учителя. Академия художествъ

350 руб. 359.00 руб.

Мандалы женской силы (раскраски для взрослых)

350 руб. 248.00 руб.

Мандалы на каждый день лунного месяца (раскраски для взрослых)

350 руб. 233.00 руб.

Мандалы-раскраски для здоровья и радости

350 руб. 152.00 руб.

БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА

• Хилькевич Елена ВалерьевнаНаписать 0 29.09.2016

Номер материала: ДБ-220095

Добавляйте авторские материалы и получите призы от Инфоурок

Еженедельный призовой фонд 100 000 Р

Спикер: Анна Быкова (#лениваямама)

29.09.2016 3170

29.09.2016 6141

29.09.2016 499

29.09.2016 244

29.09.2016 392

29.09.2016 743

29.09.2016 3476

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Вирусы – особая форма жизни

Вирусы- мельчайшие микроорганизмы, совершенно не похожие на другие формы жизни.

Несмотря на свои крохотные размеры, они являются чрезвычайно опасными для всего живого и могут стать оружием более страшным, чем атомная бомба.

Вирусы являются неклеточной формой жизни, паразитируют внутри клеток других организмов.

Обнаружены вирусы были во второй половине XIX века при изучении ряда болезней животных и растений, имевших непонятную на тот момент природу.

По всем признакам заболевания от одного организма к другому переносились возбудителями, однако увидеть их в световой микроскоп, даже самый мощный на тот момент, никак не удавалось.

К таким заболеваниям относились оспа, грипп, бешенство, корь, чума собак, свиней и другие заболевания, над которыми на тот момент ломали головы ученые всего мира.

Долгие поиски возбудителей болезней оставались безрезультатными, пока в 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский не сделал удивительное открытие, доказав существование разносчиков инфекции более мелких, чем все известные бактерии.

Для этого он использовал специальные фильтры с мельчайшими ячейками, через которые даже самая мелкая бактерия пройти не может. Д.Ивановский установил, что возбудитель мозаичной болезни табака без проблем просачивается с водой через такой фильтр.

Значит, он намного меньше хорошо изученных на тот момент бактерий.

Последующие исследования ученых позволили выявить и детально описать свыше 6 тыс. различных вирусов. Эти микроорганизмы присутствуют на нашей планете абсолютно везде и являются возбудителями четверти всех известных заболеваний.

Всем знакомо заболевание ОРВИ, его вызывают различные вирусы при попадании в органы дыхания.

Когда столкнетесь с ОРВИ, помните, что:

• ваш организм сам победит инфекцию за несколько дней, а вы ему можете только помочь, принимая витамин С и препараты, стимулирующие иммунитет
• лекарстване убиваютсам вирус, а употребляются только для устранения неприятных симптомов заболевания и для стимулирования иммунитета
• антибиотики применять при ОРВИ совершенно бессмысленно, так как они уничтожают бактерии, а не вирусы

Победив вирус, ваш иммунитет приобретает к нему стойкий иммунитет на всю жизнь.

Но возможно повторно заболеть ОРВИ уже из за новых вирусов, которых на сегодняшний день известно более трехсот.

Теоретически, переболев каждым из них, вы сможете забыть об ОРВИ навсегда, однако хватит ли вам для этого всей жизни?

Строение вируса

Вирусы, в отличие от остальных микроорганизмов, имеют неклеточное строение.

Вирусы не могут жить и размножаться без клетки- хозяина.

Вирусы очень маленькие. Самые крупные из них не превышают размеров мельчайшей бактерии, а самые мелкие сравнимы с крупной молекулой.

Вирусы являются носителем генетического материала.

Вирусы состоят из:

• нуклеиновой кислоты- ДНК или РНК
• капсида и суперкапсида - это защитная оболочка вируса

Капсид- внешняя оболочка вируса, состоящая из белков.

Суперкапсид- дополнительная оболочка, покрывающая капсид многих вирусов. Суперкапсид построен из мембраны клетки- хозяина. Это своеобразная маскировка для вируса.

Вирусы очень избирательны и не могут поражать любые клетки, с которыми соприкасаются.

Например, возбудитель гепатита может размножаться только в клетках печени, а вирус бешенства – только в клетках центральной нервной системы.

По этой причине вирусные заболевания растений не страшны для человека, а инфекции людей не передаются растениям и насекомым.

Формы вирусов:

• шарообразные (вирус гриппа)

• палочкообразные (вирус табачной мозаики)

• кубовидные (вирус оспы)

• многоугольные (вставить рисунок), а также нитевидные вирусы

Не живые и не мертвые

Вирусы – живые микроорганизмы, так как:

• могут размножаться, воспроизводя себе подобных
• являются носителями генетической информации
• способны мутировать (обладают изменчивостью)
• эволюционируют и приспосабливаются к внешней среде

Вирусы нельзя считать полноценными живыми организмами, так как они:

• не растут
• не имеют клеточного строения
• не могут жить без клетки-хозяина
• не имеют метаболизма, т.е. внутри них не происходят какие-либо химические реакции, необходимые для поддержания жизни

Особое строение и поведение вирусов не позволяет отнести их ни к живым организмам, ни к неживой материи.

С момента их открытия ученые так и не смогли прийти к единому мнению в этом вопросе и предпочитают относить вирусы к особой, уникальной форме жизни.

Два состояния вирусов

Вирусы существуют в двух состояниях:

• активном (репродуцирующимся)
• не активном (покой)

Отдельные виды возбудителей кристаллизуются во внешней среде, что позволяет им достаточно долго сохранять свою жизнеспособность.

Например, при благоприятных условиях вирус полиомиелита живет без хозяина 2-3 месяца, а вирус ящера остается опасным на протяжении двух лет.

Активное состояние вируса начинается с момента проникновения в подходящую для его размножения клетку.

Малые размеры позволяют возбудителю легко просочиться через стенки вместе с межклеточной жидкостью и приступить к выполнению своей основной миссии – размножению.

Таким образом, вирусы синтезируют собственные молекулы ДНК из нуклеотидов клетки-хозяина.

Выходит, что вирус присваивает чужую клетку себе!

Как вирус проникает и живет в клетке:

Судьба клетки зависит от типа вируса:

• Одни клетки погибают и лопаются от большого количества изготовленных вирусов
• Другие клетки производят новых возбудителей заболевания медленно и продолжают жить неполноценной жизнью достаточно долго

Иммунитет человека формируется за счет трех типов клеток:

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) поражает Т-лимфоциты, лишая их возможности дать команду В-клеткам на выработку антител, если нет антител, то и фагоциты не могут видеть вирус и уничтожать его.

Таким образом, вирус иммунодефицита человека не только сам размножается в клетках человека, но и открывает дорогу для бесконтрольного размножения других бактерий и вирусов, ведь иммунная система больше не защищает организм.

Именно ДНК или РНК у вируса является инфекционным началом вируса.

Существуют и другие механизмы взаимодействия вирусов и клеток.

Например, вирус иммунодефицита ВИЧ на основе собственной РНК синтезирует в клетке-хозяине вирусную ДНК, которая затем встраивается в ДНК человека и переходит в геном дочерних клеток.

Пока вирус осуществляет именно эту деятельность, зараженный чувствует себя абсолютно здоровым и не наблюдает у себя каких-либо проявлений болезни.

Спустя некоторое время генетический материал вируса начинает выделяться из генетического кода клетки и производить новые частицы инфекции.

Это и приводит к развитию такого заболевания, как СПИД.

При этом заболевании у человека перестает работать важнейшая функция – его иммунитет.

Организм превращается в лакомый кусочек для вирусов и бактерий, отдаваясь им на съедение без какого-либо сопротивления.