Каковы особенности жизнедеятельности вирусов как живых организмов
Вирусы – неклеточная форма жизни
1892 г. – Д. И. Ивановский открыл вирус табачной мозаики.
1917 г. Ф. Д’Эрелль открыл бактериофаг (вирус бактерий).
Вирусы представляют собой фрагменты клеток, которые сохранили только наследственный аппарат и защитную белковую капсулу и приспособились к паразитическому образу жизни.
- Очень малы (от 15 до 400 нм) и различимы только в электронный микроскоп.
- Не имеют клеточного строения.
- Вирусы состоят из одного типа нуклеиновых кислот (либо ДНК, либо РНК), одетых в защитную белковую или белково-липидную оболочку.
- Собственного метаболизма нет, используют энергию, полученную за счет обмена веществ клетки-хозяина.
- Облигатные (обязательные) внутриклеточные паразиты.
- Вне клетки-хозяина инертны, способны кристаллизоваться, сохраняя при этом свои свойства.
- Способны размножаться только внутри клетки другого организма.
- Жизнедеятельность вирусов приводит к гибели клетку-хозяина. При внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки=хозяина.
Вирус содержит фрагмент молекулы ДНК или РНК (сердцевина), не связанный с белками, спирально закрученный или свернутый в клубок, заключенный в белковую оболочку – капсид. Капсид состоит из повторяющихся субъединиц – капсомеров. Некоторые вирусы (гриппа, герпеса) имеют липопротеидную оболочку, образованную из плазматической мембраны клетки-хозяина.
Бактериофаг (вирус бактерий)
Бактериофаг состоит из белковой головки, которая содержит генетический аппарат (вирусную ДНК), шейки, хвоста, базальной пластинки и хвостовых нитей (отростков). Хвостовые нити контактируют с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки и закрепляют бактериофаг. Базальная пластинка хвоста содержит фермент, который разрушает бактериальную клеточную стенку, это обеспечивает проникновение ДНК вируса внутрь. ДНК вируса впрыскивается в клетку бактерии по хвостовому каналу и встраивается в ДНК бактерии, подавляя при этом синтез белков бактерии.
Многогранная в виде икосаэдра (вирус полиомиелита), додекаэдра (вирус герпеса), палочковидная или нитевидная (вирус табачной мозаики), булавовидная (бактериофаги), округлая (вирус гриппа).
У вирусов процессы жизнедеятельности проявляются только при попадании в клетку-хозяина. Проникнув в клетку, вирус начинает синтез своих белков и репликацию вирусной ДНК, при этом использует рибосомы, тРНК и ферменты клетки-хозяина. Вирусные частицы размножаются и вызывают гибель клетки-хозяина (литический цикл). Если генетический аппарат вируса представлен РНК, то вначале идет процесс обратной транскрипции (синтез ДНК на матрице РНК), а далее – как у ДНК-содержащих вирусов.
- ДНК-содержащие – содержат одну или две нити ДНК линейной или кольцевой формы (гепатит, герпес, оспа, аденовирусы).
- РНК-содержащие – содержат одну или две нити РНК линейной формы (энтеровирусы, вирус табачной мозаики, ретровирусы (онковирусы), ВИЧ, вирусы раневых опухолей растений, полиомиелит, грипп, бешенство).
- Вирион – покоящаяся стадия вируса.
- Вироиды – короткие одноцепочечные молекулы РНК, лишенные капсида (возбудитель раннего старческого слабоумия).
- Бактериофаги – вирусы, поражающие бактерии.
Действие вируса на клетку
- Возбудители заболеваний растений (табачная мозаика), животных (бешенство) и человека (ВИЧ, грипп, гепатит, корь, оспа и др.).
- Бактериофаги используются для лечения бактериальных инфекций (дизентерия).
- Бактериофаги могут подавлять развитие полезных микроорганизмов при производстве антибиотиков в микробиологической промышленности.
- Широко используются в генной инженерии.
- Отдельные вирусные частицы могут длительное время сохраняться в организме, не вызывая заболевания (вирусоносительство).
- Некоторые вирусные частицы, находящиеся внутри клетки, не оказывают влияния на ее белоксинтезирующий аппарат; при этом играют важную роль в переносе генетической информации между клетками и тканями организма и даже между особями.
Типы вирусных инфекций
- Литическая инфекция: новые вирусные частицы покидают клетку одновременно, при этом клетка-хозяин разрывается и погибает.
- Персистенстная инфекция (стойкая): новые вирусные частицы покидают клетку-хозяина постепенно, при этом клетка продолжает жить и производить новые вирусы.
- Латентная инфекция (скрытая): вирусы воспроизводятся в клетке, но не покидают ее, а переходят в новые клетки при делении пораженных.
ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)
ВИЧ вызывает СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). ВИЧ – ретровирус округлой формы диаметром 100-120 нм. Генетический аппарат представлен двумя нитями молекулы РНК. Наружная мембрана белково-липидная, пронизана собственными белками вируса. Клетками-мишенями являются клетки крови и мозга человека: Т-лимфоциты, В-лимфоциты, моноциты, нейроны, клетки нейроглии, а также клетки слизистой оболочки кишечника, плацента и др. В первую очередь ВИЧ поражает Т-лимфоциты, которые обеспечивают иммунитет. ВИЧ очень быстро видоизменяется. Пораженные лимфоциты перестают узнавать чужеродные бактерии, аномальные клетки и вырабатывать антитела. Организм поражают вторичные инфекции (пневмония, гепатит, диарея и др.), могут возникнуть опухоли. ВИЧ выделен практически из всех физиологических жидкостей организма (плазма крови, семенная жидкость, слюна, материнское молоко, спинномозговая жидкость, слезная жидкость).
Пути передачи ВИЧ:
- Донорские органы, ткани, плазма крови, костный мозг.
- Медицинские инструменты (иглы, шприцы, хирургические и стоматологические инструменты).
- Половые контакты, если один из партнеров – носитель ВИЧ.
- От матери ребенку (внутриутробно, при родах, при грудном вскармливании).
Оглавление
1. Особенности строения вирусов. 6
2. Нуклеиновые кислоты вирусов. 11
2.1. Вирусные ДНК.. 14
2.2. Вирусные РНК.. 16
3. Белки, липиды и углеводы вирусов. 22
3.1. Белки вирусов. 22
3.2. Липиды вирусов. 27
3.3. Углеводы вирусов. 28
Список литературы.. 32
Введение
Вирусы — это организмы, не способные существовать и размножаться самостоятельно. Они относятся к царству Vira.
В определении вируса подчеркивается особая природа их паразитизма, который можно назвать паразитизмом на генетическом уровне. Тот факт, что вирусы способны выживать и размножаться только внутри других клеток, объясняется не отсутствием собственной клеточной организации, а их потребностью в поступлении готовых источников питания. Если бактерии обладают способностью расти и размножаться на искусственных питательных средах, то вирусы, напротив, как настоящие клеточные паразиты, полностью зависят от обмена веществ в клетке-хозяине. Сейчас уже доказано, что отношение вирус—хозяин не ограничивается лишь питанием, а носит более сложный характер[1].
Когда стали возможны современные методы исследования, с помощью электронного микроскопа удалось выявить детали структуры вирусов.
Изучение вирусов началось в 1892 году, когда Д.И. Ивановский открыл вирус табачной мозаики. Вскоре, в 1898 году, была доказана вирусная природа ящура, а в 1917 году - были открыты бактериофаги. Вирусы сначала считали микроорганизмами, а бактериофаги - и вовсе разновидностью ферментов. В 60-х годах благодаря развивающейся молекулярной биологии, было введено понятие вириона - единицы вируса, и стало понятно, что вирусы не являются организмами. В 1962 году на 1-м Международном симпозиуме было сформулировано основное отличие вирусов от других живых организмов: генетический материал вирусов - или ДНК, или РНК, а организмы имеют оба типа нуклеиновых кислот. Другое главное отличие - отсутствие у вирусов собственных систем синтеза белка[2].
Представители царства Вира не только не являются организмами, к ним неприменимы основные таксонометрические единицы биологии: особь, популяция, вид. Сначала казалось, что единица вируса - вирион - белковый кокон, с заключенной внутри вирусной ДНК или РНК. Но выяснилось, что один вирион содержит не все гены вируса, а лишь их фрагменты. Синтез новых вирусов начинается в зараженной клетке, когда в нее проникнут вирионы со всеми фрагментами генотипа - их может быть от 2 до 28. Потому нельзя сказать, что вирион - "вирусная особь". Но даже множество вирионов не образуют вирусную популяцию. Рядом с ними всегда будут так называемые дефектные вирусы и вирусы-саттелиты, - вирусы паразитирующие на другом вирусе. Дефектные вирусы размножаются в клетке только при наличии полноценного вируса-помощника (используя его гены, если дефект самого вируса - дефект гена полимеразы, или используя его белки - если у него дефект гена внутренних или оболочечных белков). При смешанных инфекциях генотип одного вируса находится в оболочке другого. Другой тип паразитирующих вирусов - саттелиты. Они используют полноценный неродственный вирус, и при репликации новый саттелит всегда имеет дефект в генотипе, не позволяющий ему самостоятельно размножаться[3].
Есть разновидности вирусов, которые всегда находятся в клетке - плазмиды,оничасто выполняют полезные функции в клетках бактерий (например, синтезируют токсины, убивающие насекомых, или ферменты, разрушающие антибиотики), их репликация обеспечивается клеткой, а их гены не кодируют синтез белков. Прионы - возбудители спогиформных энцефалопатий (болезнь куру, болезнь Крейтцфельда-Якоби) - это результат выхода из-под контроля генов, кодирующих белки, в результате чего поражаются нервные клетки.
Целью данной работы является изучение биохимической структуры вирусов.
Для достижения поставленной цели в работе рассмотрим следующие задачи:
1. изучим общее строение вирусов;
2. на основе общего строения вирусов рассмотрим более детально нуклеиновый состав вирусов; строение белков, липидов и углеводов.
Особенности строения вирусов
Вирусы – это мельчайшие микробы (их размеры колеблются от 12 до 500 нанометров), не имеющие клеточного строения, белок-синтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).
Важнейшими отличительными особенностями вирусов являются следующие[4]:
1. Они содержат в своем составе только один из типов нуклеиновых кислот: либо рибонуклеиновую кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую (ДНК), - а все клеточные организмы, в том числе и самые примитивные бактерии, содержат и ДНК, и РНК одновременно.
2. Не обладают собственным обменом веществ, имеют очень ограниченное число ферментов. Для размножения используют обмен веществ клетки-хозяина, ее ферменты и энергию.
3. Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не размножаются вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.
Вирусы состоят из следующих основных компонентов:
1. Сердцевина - генетический материал (ДНК либо РНК), который несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового вируса.
2. Белковая оболочка, которую называют капсидом (от латинского капса - ящик). Она часто построена из идентичных повторяющихся субъединиц - капсомеров. Капсомеры образуют структуры с высокой степенью симметрии.
3. Дополнительная липопротеидная оболочка. Она образована из плазматической мембраны клетки-хозяина и встречается только у сравнительно больших вирусов (грипп, герпес).
Капсид и дополнительная оболочка несут защитные функции, как бы оберегая нуклеиновую кислоту. Кроме того, они способствуют проникновению вируса в клетку. Полностью сформированный вирус называется вирионом.
Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм в диаметре[5].
Хорошо изучен вирус табачной мозаики, имеющий палочковидную форму и представляющий собой полый цилиндр. Стенка цилиндра образована молекулами белка, а в его полости расположена спираль РНК (рис. 1). Белковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от неблагоприятных условий внешней среды, а также препятствует проникновению ферментов клеток к РНК и ее расщеплению.
Рис. 1. Схема строения вируса (а) и бактериофага (б); 1— нуклеиновая кислота; 2 — белковая оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная пластинка; 5 — отростки (нити).
Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводиться. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической информации и одновременно иРНК. Поэтому в пораженной клетке в соответствии с программой нуклеиновой кислоты вируса на рибосомах клетки хозяина синтезируются специфические вирусные белки и осуществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает. При поражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя у животных, в том числе и человека, злокачественные опухоли.
Поскольку основу всего живого составляют генетические структуры, то и вирусы классифицируют сейчас по характеристике их наследственного вещества - нуклеиновых кислот. Все вирусы подразделяют на две большие группы: ДНК-содержащие вирусы (дезоксивирусы) и РНК-содержащие вирусы (рибовирусы). Затем каждую из этих групп подразделяют на вирусы с двухнитчатой и однонитчатой нуклеиновыми кислотами. Следующий критерий - тип симметрии вирионов (зависит от способа укладки капсомеров), наличие или отсутствие внешних оболочек и т.п.
Ниже в таблице 1 представлена современная классификация вирусов и в качестве примера приведены наиболее известные вирусы.
Классификация вирусов.
Приведенная таблица имеет некоторое сходство с таблицей Менделеева. В ней тоже есть незаполненные места. Так, например, до сих пор неизвестны дезоксивирусы со свойствами 2.2 (однонитчатая ДНК, спиральный тип симметрии) или рибовирусы со свойствами 1.2 (РНК двухнитчатая, смешанный тип симметрии). Может быть, что таких вирусов и нет в природе, а может, их еще не открыли. Совсем недавно рибовирусы со свойствами 1.1.1 не были известны, но затем оказалось, что к ним относятся реовирусы и сходные с ними вирусы раневых опухолей растений. То же самое относится и к дезоксивирусам со свойствами 2.1.1.
Ближайшие годы покажут, реализовала ли природа все возможные схемы строения вирусов, или некоторые из них оказались нежизненными и потому нереализованными.
 |  |
| а | б |
 |  |
| в | г |
Рис. 2. Схематичное изображение расположения капсомеров в капсиде вирусов. Спиральный тип симметрии имеет вирус гриппа - а. Кубический тип симметрии у вирусов: герпеса - б, аденовируса - в, полиомиелита - г.
Из таблицы классификации вирусов видно, что разнообразие в царстве вирусов значительно более выражено, нежели в растительном и животном мире, если за основу взять характеристику генетических структур. В самом деле, все животные и растения - от амебы до человека и от бактерии до цветкового растения - имеют генетический материал в виде двухнитчатой ДНК. У вирусов же генетическим материалом могут быть однонитчатые и двухнитчатые формы обеих нуклеиновых кислот.
Вопрос. Заполните талицу.
Вопрос. Чем вирусы отличаются от других организмов?
Они не имеют клеточного строения: не имеют цитоплазмы, органоидов. Вирусы не содержат воду и не обладают собственным обменом веществ.
Вопрос. Почему их называют неклеточной формой жизни?
Вирус — неклеточная форма жизни, приобретающая свойства живых существ только при проникновении в клетку хозяина.
Вопрос. Каково строение вируса?
Вирус представляет собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключённые в белковую оболочку — капсид. В зависимости от структуры и химического состава оболочки различают простые и сложные вирусы. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида, имеют различную форму: палочко-, шаро-, и нитевидную.
Сложные вирусы покрыты дополнительно липопротеидной мембраной, для распознавания рецепторов клетки. Могут ещё содержать углеводы и ферменты.
Вопрос. Каковы особенности жизненного цикла вирусов?
Вирусная частица распознает клетку хозяина, связывается с ее поверхностью и проникает внутрь. В клетке генетический аппарат вируса изменяет работу ДНК этой клетки, заставляя клетку хозяина синтезировать вирусную ДНК или РНК из нуклеотидов. На рибосомах клетки создаются специфические вирусные белки. В цитоплазме клетки происходит сборка новых вирусных частиц, которые выходят из клетки в межклеточную среду и поражают новые клетки.
ІІ. Пути проникновения вируса в организм хозяина
ІІІ. Защитные реакции организма против вирусных инфекций
ІV. Роль вирусов в биосфере
VI. Во избежание заражения
Вирусы — неклеточные формы жизни, которых относят к царству Вира, невидимые в световой микроскоп частицы, паразиты эукариотической и прокариотической клетки, вне клетки не проявляют никаких признаков жизни.
Вирусы являются облигатными паразитами, т.к. не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы ведут себя как химические вещества. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (вирусы бактерий — бактериофаги). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).
Вирус представляет собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК, некоторые, имеют оба типа молекул — мимивирусы), заключённые в белковую оболочку и способны инфицировать живые организмы.
От других инфекционных агентов вирусы отличает капсид. Капсид — это внешняя оболочка вируса, состоящая из белков. Капсид выполняет несколько функций:
— Защита генетического материала вируса от механических и химических повреждений.
— Определение к возможности заражения клетки.
— На начальных стадиях заражения клетки: прикрепление к клеточной мембране, разрыв мембраны и внедрение в клетку генетического материала вируса.
В зависимости от структуры и хим. состава оболочки различают простые и сложные вирусы. Простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида, имеют различную форму: палочко-, шаро-, и нитевидную.
Сложные вирусы покрыты дополнительно липопротеидной мембраной, для распознавания рецепторов клетки. Могут ещё содержать углеводы и ферменты. Это вирусы полиомиелита, гепатита В, оспы. Могут выдерживать высокую температуру вне клетки.
ІІ. Пути проникновения вируса в организм хозяина
Пути проникновения в организм человека различны:
— воздушно-капельным путём от больного человека (грипп, корь, оспа);
— с пищей (вирус ящура);
— через повреждённую поверхность кожи (бешенство, герпес, оспа);
— половым путём (ВИЧ, герпес);
— через кровососущих (комары — жёлтую лихорадку, клещи — энцефалит, крымскую лихорадку);
— при переливание крови, операциях передаются вирусы СПИДа и гепатита В;
ІІІ. Защитные реакции организма против вирусных инфекций
Защита организмов от вирусов принадлежит иммунной системе. При попадании вирусной частицы в организм вырабатываются антитела, защитные белки — иммуноглобулины, они предотвращают попадание в клетку вируса. В случае если вирус все же попал внутрь клетки, то вырабатываются другие защитные белки — интерфероны. В одних случаях, организм после перенесенного заболевания вырабатывает стойкий иммунитет к этому виду вируса (оспа, корь). В других случаях возможно повторное заболевание (грипп).
ІV. Роль вирусов в биосфере
Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат около 250 миллионов частиц бактериофагов на миллилитр воды. Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций видов живых организмов.
В жизни человека вирусы играют отрицательную роль — вызывают заболевания органов:
— нервной системы (полиомиелит, энцефалит, бешенство);
— а также кожи и слизистых оболочек (герпес, оспа);
— угнетающие иммунитет (СПИД).
В дословном переводе с древнегреческого языка, бактериофаги — это пожиратели бактерий. Под этим биологическим термином подразумеваются вирусы, которые избирательно поражают бактериальные клетки. Бактериофаги присутствуют везде, где живут бактерии, поэтому средой обитания для них может быть воздух, вода, почва, организм человека, продукты питания, одежда.
Особенности строения бактериофага: у такого вируса нет клеточного строения, есть только генетический материал, покрытый сверху белковой оболочкой. Поэтому для размножения им приходится искать подходящие клеточные микроорганизмы. Фаг начинает губительную для бактерии деятельность с того, что впрыскивает в ее тело собственную генетическую информацию, а затем приступает к активному размножению. Когда бактериальная клетка разрушается, через ее обломки выходит от 100 до 200 новых бактериофагов, незамедлительно приступающих к поражению находящихся рядом бактерий. Некоторые ученые утверждают, что скоро применение препаратов на основе бактериофагов составит достойную конкуренцию употреблению антибиотиков в ходе лечения самых разных болезней.
Основание для этого смелого предположения дают следующие плюсы применения фагов:
• отсутствие привыкания и противопоказаний к применению препарата;
• отсутствие угнетающего действия на иммунную систему;
• избирательное действие (полезная бактериальная флора остается нетронутой);
• гармоничное сочетание с иными способами лечения, включая терапию с помощью антибиотиков (согласно результатам исследований, фаги даже усиливают их действие);
Бактериофаг действует более эффективно, если лечение совмещает разные способы применения. Существуют определенные клинические показания, по которым внутрь принимается бактериофаг в таблетках, а местное действие оказывает бактериофаг жидкий в виде примочки. Набирают популярность препараты на основе бактериофагов, выпускаемые в форме растворов, аэрозолей, таблеток, свечей и гелей. Аптечные формы препаратов снабжены подробной инструкцией, как принимать бактериофаг.
VI. Во избежание заражения
Во избежание заражением вирусами необходимо придерживаться правил личной гигиены: не пить некипяченую воду, не употреблять в пищу немытые овощи и фрукты, недостаточно обработанные мясо и рыбу. Следует делать профилактические прививки.
Вывод: Взаимодействуя с клеткой организма хозяина, вирус изменяет процессы жизнедеятельности клетки, ее строение и ведет к гибели. Вирусы вызывают заболевания клеток человека, животных, растений. В природе вирусы регулируют численность своих хозяев. Таким образом, происходит естественный отбор — самые приспособленные организмы (способны вырабатывать антитела) имеют шанс выжить.
Вопрос 3. Пользуясь дополнительной литературой или информацией Интернета, заполните таблицу по предложенному образцу.
Заболевания человека, вызываемые различными возбудителями
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
- Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
- 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.
- Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
- 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. 
Читайте также: