Не имеют клеточного строения вирусы или бактерии

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.

Вирус или бактерия сразили человека? Между этими микроорганизмами есть существенные отличия, которые и определяют разницу в методах борьбы с ними. В чем тайна бактерий и вирусов, все ли они враждебны организму человека, расскажем детально в статье.

Фото: Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н. Биология 10–11 класс. — М., 2015

Вирусы или бактерии: в чем разница

Многие, почувствовав недомогание или зафиксировав повышение температуры, спешат в аптеку за антибиотиками. И при этом совершают ошибку, поскольку не знают, что стало причиной заболевания — вирус или бактерия. Бессмысленно принимать при симптомах вирусной инфекции антибиотик, точно так же безответственно лечить ангину противовирусными препаратами.

Чтобы разобраться, чем отличаются вирусные и бактериальные заболевания, рассмотрим особенности их возбудителей, какие имеют вирус и бактерия отличия в строении, жизнедеятельности и патологическом влиянии на живые организмы:

• Вирус и бактерия: научное определение.

Бактерия, как описывает П. Балан, — это самостоятельный микроорганизм, одна из первых форм жизни на Земле. Бактерии есть повсюду: в почве, в морях, реках и озерах, горячих и кислых источниках, в радиоактивных отходах и глубинных слоях земной коры. Также бактерии есть в организме человека: они либо находятся там изначально (например, микрофлора человека — это 39 трлн бактерий), либо попадают извне.

По размеру бактерия невелика (0,5–5 мкм), но ее можно рассмотреть под микроскопом обычным, тогда как вирусы увидите только в электронный микроскоп. Бактерии способны к делению, размножению и мутации.

Фото: Балан П., Вервес Ю., Полищук В. Биология 10 класс. — М., 2010.

• Структура и форма.

Главное отличие вируса и бактерии в том, что первый вид микроорганизмов не имеет клеточной формы, а второй — имеет.

• спиральные;
• продолговатые;
• шарообразный многогранник;
• комплексный.

Бактерия — самостоятельный организм, поэтому имеет структуру, которая свойственная всем клеточным. Она состоит из:

• клеточной стенки;
• цитоплазматической мембраны;
• цитоплазмы с нуклеоидом — эквивалент ядра.

Есть также вакуоль, жировая капсула, жгутики, пили, мезосома и хроматоры. Некоторые бактерии образовывают споры.

Фото: Балан П., Вервес Ю., Полищук В. Биология 10 класс. — М., 2010.

По форме бактерии бывают:

• сферические или шаровидные (кокки);
• палочковидные;
• спиралевидные (спирохеты, лептоспиры).

Ученым известно более 10 нониллионов вирусов и более 1,5 млн бактерий. Их формы — один из их дифференциальных признаков, который позволяет их классифицировать и системно изучить свойства тех или иных групп инфекционных возбудителей.

Фото: Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н. Биология 10–11 класс. — М., 2015

• Размножение.

Вирус и бактерия, разница между которыми проистекает из их строения и формы жизни, размножаются по-разному.

Бактерии воспроизводятся путем бинарного деления (проще говоря, бесполым путем), когда одна клетка делится на две дочерние. Они имеют идентичное строение и ДНК-код.

У вирусов нет органелл, с помощью которых воспроизводятся вирусные компоненты. Поэтому для репликации вирусы используют органеллы хозяина. Размножение вирусов происходит таким образом: ДНК или РНК паразита внедряется в клетку-хозяина. Там вирусные гены повторяются и собираются в единый вирусный компонент. Когда он созревает, то продолжает движение, оккупируя свободные клетки.

Большинство людей не видит разницы между бактериями и вирусами. Хотя именно в их строении и функционировании заложен ключ к лечению.

Вирусы или бактерии: как выявить

Существует обывательское понимание того, что любое инфекционное заболевание можно вылечить антибиотиками. Это не так. Более того, лечение антибиотиками вирусной инфекции приведет к осложнениям — дисбактериозу, прогрессирующему поражению внутренних органов. Частый прием антибиотиков провоцирует резистентность, поскольку они мутируют и прогрессируют в своем развитии. Поэтому ученые находятся в постоянном поиске новых видов антибиотиков, которые эффективно противостояли бы бактериям-мутантам.

Фото: Балан П., Вервес Ю., Полищук В. Биология 10 класс. — М., 2010.

Поэтому, прежде чем назначить лечение, специалисты установят характер заболевания — это бактериальная инфекция или вирусная. По каким же признакам можно узнать, чем болен человек?

Расскажем подробнее, как отличить вирусные инфекции от бактериальных заболеваний:

• Тандем человек — вирусы и бактерии: механизм заражения.

Самые распространенные вирусы, с которыми сталкивается человек, — это возбудители гриппа, ОРВИ, гепатита или вируса папилломы. Вирусы витают вокруг человека, прячутся в его организме. Как только иммунитет дает слабину, они пробивают защиту и сигнализируют о своей активности высыпаниями, высокой температурой, лихорадкой и головной болью.

Бактерия умнее вируса и более живучая, потому что является самостоятельным организмом, который может жить вне клеток живого существа. Механизм заражения бактериями иной: микроорганизм проникает в тело человека через дыхательные пути, ЖКТ, порезы на коже, с загрязненной водой или через контакт с зараженным человеком.

Такую инфекцию запросто заполучить, если съесть немытые фрукты или перед едой и после посещения уборной не помыть руки. В отличие от вирусов бактерии размножаются на любых, даже неодушевленных, объектах, поверхностях.

Фото: Балан П., Вервес Ю., Полищук В. Биология 10 класс. — М., 2010.

• Признаки вирусной инфекции.

Самые распространенные вирусы, с которыми сталкивается человек, — это:

• простудные инфекции;
• корь;
• вирусный гастроэнтерит (кишечный грипп);
• ротавирус и аденовирус;
• гепатит, цитомегаловирус и вирус Эпштейна-Барр;
• туберкулез;
• папиллома;
• герпес, в том числе ветряная оспа.

Их клиническая картина характеризуется такими симптомами:

1. Лихорадка, озноб.
2. Мышечные боли, слабость.
3. Признаки респираторного заболевания: кашель, чихание.
4. Расстройства ЖКТ: диарея и рвота.
5. Сыпь.

• Признаки бактериальной инфекции.

Люди сталкиваются чаще всего со стрептококками, которые вызывают ангину, бактериальный синусит и пневмонию, со стафилококками и сальмонеллой. О том, что эти бактерии попали в организм, узнаете по таким признакам:

1. Высокая температура, отсутствие аппетита.
2. Тошнота и рвота.
3. Локализация боли в конкретном месте.
4. Увеличение лимфоузлов, нагноение в месте размножения патогенных микроорганизмов.

Фото: Балан П., Вервес Ю., Полищук В. Биология 10 класс. — М., 2010.

• Бактерии и вирусы действуют заодно.

Несмотря на то что существуют различия в клинике инфекционных заболеваний, вызванных описанными выше возбудителями, иногда бывает так, что организм человека атакуют вирусная и бактериальная инфекция одновременно. Часто это встречается при ОРВИ, когда симптомы простуды усугубляются и легкий кашель перерастает в бронхит или пневмонию, а ринит — в гайморит. Особенно опасны, как утверждает BMJ, в этом плане новые штаммы гриппа (например, вирус А/H1N1).

Причина развития патогенных микроорганизмов — подавленный иммунитет и задержка слизи в легких или носу. Это благодатная почва для размножения бактерий. Поэтому врачи-клиницисты рекомендуют заболевшему ОРВИ первые пять дней принимать противовирусные препараты, а после, если сохраняются и усугубляются симптомы течения болезни, назначают антибиотики.

• Анализы: распознаем вирус или бактерия по крови и не только.

Чтобы разобраться с методами лечения, нужно знать грипп — это вирус или бактерия. Не обойтись и без установления того, почему началась ангина. Это вирус или бактерия подняли столбик термометра до самых высоких отметок и покрыли горло сизой слизью? Для этого сдают кровь на анализ.

Может ли общий анализ крови быть эффективным в распознавании вирусного или бактериального заражения? Доктора отвечают утвердительно. Вот на какие показатели следует обратить внимание:

О наличии бактериальной инфекции просигнализируют уровни С-реактивного белка и прокальцитонина в крови . Вирус определяет, как утверждают М. Абдурашитов и Н. Нетесова, более сложное исследование крови — анализ нуклеиновых кислот, ПЦР. Это анализ на грипп, который проводят с помощью специальных экспресс-тестов.

При ангине также делают дополнительный анализ на стрептококки (мазок из зева), при кишечных заболевания и болезнях мочеполовой системы берут мазки, исследуют кал и мочу, при воспалении легких делают рентген.

Микроскопические организмы — бактерии и вирусы — постоянные соседи человека. Они провоцируют различные инфекционные заболевания. Поскольку они имеют существенные отличия в строении и жизнедеятельности, то и бороться с ними следует различными методами. Как это сделать, как определить тип заражения, подскажет ОАК и специальные тесты.

Внимание! Материал носит лишь ознакомительный характер. Не следует прибегать к описанным в нем методам лечения без предварительной консультации с врачом.

Источники:

Рецензент: кандидат медицинских наук, профессор Иван Георгиевич Максаков

Лекция 4 Неклеточные формы жизни. ВИРУСЫ

Открытие.В 1852 году русский ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский впервые получил инфекционный экстракт из растения табака, пораженных мозаичной болезнью. Когда такой экстракт пропустили через фильтр, задерживающий бактерии, отфильтрованная жидкость все еще сохраняла инфекционные свойства.

Вирусы оказались среди первых биологических структур, которые были исследованы в электронном микроскопе сразу после его изобретения в 30-е годы ХХ столетия.

Вирусы – это мельчайшие живые организмы (20-300 нм); в среднем они в 50 раз мельче бактерий. Вирусы являются облигатными (обязательными) внутриклеточными паразитами, то есть они способны воспроизводить себя только внутри живой клетки хозяина. Вирусы поражают все живые организмы, например, вирусы растений (фитопатогенные вирусы): рак картофеля, вирус табачной мозаики, вирусы животных – вирус ящура, бешенства; для человека – вирус гриппа, ВИЧ-инфекция, вирус полиомиелита, оспы, кори. Есть вирусы и у бактерий – бактериофаги.

Вирусы обладают следующими свойствами.

1. Это мельчайшие живые организмы. Размеры которых варьируют в пределах от 20 до 300 нм; в среднем они в 50 раз меньше бактерий. Вирусы не задерживаются бактериальными фильтрами, не осаждаются в обычных центрифугах, только в ультрацентрифугах. Их нельзя рассмотреть в обычный микроскоп, только в электронный. По своим размерам Вирусы занимают промежуточное положение между наименьшими живыми клетками и самыми крупными молекулами химических соединений.

2. Они не имеют клеточного строения.

3. Вирусы способны воспроизводиться, лишь проникнув в живую клетку. Следовательно, все они — облигатные внутриклеточные паразиты.Иными словами, вирусы могут жить, лишь паразитируя внутри других клеток. Большинство из них вызывает болезни.

4. Вирусы состоят из молекулы нуклеиновой кислоты, либо ДНК, либо РНК, окруженной белковой или липопротеиновой оболочкой.

5. Вирусы высокоспецифичны в отношении своих хозяев (каждый тип вируса способен распознавать и инфицировать лишь определенные типы клеток).

Различия между вирусами и клеточными организмами.

1. Клетка имеет нуклеиновые кислоты двух типов (ДНК и РНК). Вирусы имеют только 1 тип нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

2. Вирус имеет ограниченный набор ферментов, необходимых только для проникновения в клетку хозяина и удвоения своей нуклеиновой кислоты.

3. В отличие от клетки, которая возникает из предыдущей путем деления, вирусы не возникают из предшествующего вируса. Вирус возникает в результате сборки синтезированных клеткой хозяина вирусной нуклеиновой кислоты и вирусной белковой оболочки (метод самосборки).

4. Вирусы не размножаются на искусственных питательных средах и могут существовать только в организме восприимчивого к ним хозяина.

Строение вирусов.

1) сердцевины– генетического материала, представленного либо ДНК, либо РНК; ДНК двухцепочечной или РНК одноцепочечной; Молекула ДНК замкнута в кольцо, а РНК имеет, как правило, линейную форму.

2)капсида– защитной белковой оболочки, окружающей сердцевину;

* нуклеокапсида– сложной структуры, образованной сердцевиной и капсидом;

3) оболочки– у некоторых вирусов, таких как ВИЧ и вирусы гриппа, имеется дополнительный липопротеиновый слой, происходящий из плазматической мембраны клетки-хозяина;

4) капсомеров– идентичных повторяющихся субъединиц, из которых построены капсиды. Такой принцип строения гарантирует максимальный эффект при минимальной затрате генетического материала.

Общая форма капсида отличается высокой степенью симметрии, обуславливая способность вирусов к кристаллизации (это дает возможность исследовать их методами ренгеновской кристаллографии и электронной микроскопии).

Для структуры вирусов характерны определенные типы симметрии, особенно полиэдрическая и спиральная. Полиэдр – это многогранник. Наиболее распространенная полиэдрическая форма у вирусов – икосаэдр, у которого имеется 20 треугольных граней, 12 углов и 30 ребер. Примером может служить вирус герпеса, в частице которого 162 капсомера организованы в икосаэдр.

Иллюстрацией спиральной симметрии может служить РНК-содержащий вирус табачной мозаики (ВТМ). Капсид этого вируса образован 2130 идентичными белковыми капсомерами. ВТМ был первым вирусом, выделенным в чистом виде. При заражении этим вирусом на листьях больного растения появляются желтые крапинки – так называемая мозаика листьев. Вирусы распространяются очень быстро либо механически, когда больные растения или его части приходят в соприкосновение со здоровыми растениями, либо воздушным путем с дымом от сигарет, для изготовления которых были использованы зараженные листья.

Среди вирусных болезней человека особый интерес вызывает СПИД (синдром приобретенного иммонодефицита человека), поскольку это относительно новая болезнь. Впервые сообщение о ней появилось в США в 1981 году. СПИД вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). ВИЧ относится к группе ретровирусов. Обычно перенос генетической информации идет в направлении ДНК→РНК, т.е. информация, закодированная в определенном отрезке ДНК (гене) транскрибируется, т.е. считывается, с образованием соответствующей РНК. У ретровирусов же, у которых наследственным материалом служит РНК, происходит обратная транскрибция, т.е. генетическая информация считывается в обратном направлении: от РНК к ДНК. Фермент, участвующий в обратной транскрипции, называется обратной транскриптазой. Он широко используется в генетической инженерии.

Строение вируса иммонудефицита человека (ВИЧ): Конусовидный капсид состоит из уложенных по спирали капсомеров. Спереди капсид срезан, чтобы были видны две копии РНК-геномов. Под действием фермента, называемого обратной транскриптазой, информация, закодированная в этих одноцепочечных РНК-цепях, транскрибируется в соотвествующие ДНК-нити. Капсид окружен белковой оболочкой, заякоренной в липидном бислое – оболочке, полученной от плазматической мембраны клетки-хозяина. В этой оболочке содержатся встроенные в нее вирусные гликопротеины, которые, специфически связываясь с рецепторами Т-клеток, обеспечивают проникновение вируса в клетку-хозяина.

Жизненный цикл ВИЧ. ВИЧ инфицирует и разрушает лейкоциты определенной группы, называемые Т-хелперными лимфоцитами, подавляя в результате активность иммунной системы.

1) Вирус приближается к Т₄- лимфоциту.

2) Вирусный гликопротеин прикрепляется к рецепторному белку, находящемуся на плазматической мембране

3) Вирус проникает в клетку путем эндоцитоза

4) Вирусная РНК высвобождается в цитоплазму вместе с ферментом обратной транскриптазой

5) В результате транскрипции одноцепочечной вирусной РНК при участии обратной транскриптазы образуется двухцепочечная ДНК

6) Образовавшиеся ДНК проникает в клеточное ядро и встраивается в ДНК клетки-хозяина. При каждом клеточном делении одновременно с копированием клеточной ДНК происходит копирование и встроенной вирусной ДНК. В результате число инфицированных клеток увеличивается.

7) По истечении неактивного периода, называемого латентным периодом, который длится примерно 5 лет, вирус вновь активируется. Факторы, индуцирующие превращение латентного вируса в активный, не установлены.

8) С использованием белоксинтезирующего аппарата клетки-хозяина образуется новая РНК (транскрипция) и синтезируются вирусные белки

9) Сборка новых вирусных частиц

10) Вирусные белки отпочковываются от клетки путем экзоцитоза

11) В конечном счете инфицирование клетки вирусом приводит к ее гибели

Бактерия — это одноклеточный организм, чей генетический материал представляет собой одну кольцевую хромосому без ядерной оболочки. Клеточная оболочка у бактерий обычно защищена прочной стенкой. Средние размеры бактериальной клетки составляют от 0,1 до 28 мкм. Она имеет оболочку и цитоплазму и, кроме того, окружена плотной клеточной стенкой, благодаря которой сохраняет постоянную форму. А вот обычного ядра, как у растений и животных, у бактерий нет. Его заменяет нуклеоид — единственная кольцевая хромосома. Есть в бактериальной клетке и другие небольшие замкнутые кольца ДНК, которые называются плазмидами.

Бактерии — это простей­шие и самые древние живые организмы на Земле. Первые из них появились предположи­тельно более 3,7 млрд лет назад и на протяжении почти милли­арда лет были единственными живыми существами на нашей планете. Бактерии не относятся ни к растениям, ни к животным, а выделены в отдельное царство.

Строение бактериальной клетки

Практически нет места на Земле, где бы не встречались бактерии: они способны жить в самых различных услови­ях. Одним из них необходим кислород, другие обходятся без него. Бактерии способны жить и в верхних слоях атмо­сферы (на высоте до 30 км), и на дне самых глубоких океан­ских впадин. Есть они также внутри других живых орга­низмов. Размножаются бакте­рии обычным делением одной клетки на две дочерние.

Несомненную пользу при­носят бактерии, которые ус­ваивают атмосферный азот и обогащают им почву и воду. Это необходимо для питания растений и животных. Кроме того, благодаря жизнедеятель­ности бактерий образовались многие руды, Количество бактерий в че­ловеческом организме сопо­ставимо с общим числом всех клеток. Только в одном желу­дочно-кишечном тракте насчи­тывается более 400 видов бак­терий. Они участвуют в про­цессе переваривания пищи и создают барьер кишечным ин­фекциям.

Люди с незапамятных времен знали, что в определенных условиях молоко превращается в другие продукты. Оказывается, это происходит благодаря молочнокислым бактериям, которые образуют молочную кислоту. Не имея представления о существовании этих бактерий, человек веками использовал их для получения из молока сыра, простокваши, кефира и творога

Болезнетворные бактерии наряду с вирусами вызывают инфекционные заболевания. Они проникают в организм воздушно-капельным путем, через раны и слизистую оболочку, пищеварительный тракт. Яды, которые вырабатываются этими бактериями или обра­зуются при их разрушении, вызывают определенные сим­птомы. Некоторые внешние условия увеличивают скорость размножения болезнетворных бактерий и могут вызвать эпи­демии.

Попав в желудок, бактерия хеликобактер пилори начинает вырабатывать вещество, которое раздражает слизистую оболочку. В ответ желудок увеличивает выработку соляной кислоты и начинает разъедать свои же стенки

Избежать инфекционных заболеваний, вызываемых бак­териями, помогают личная гигиена и соблюдение сани­тарных норм при приготовлении пищи. Кроме того, со­временная медицина борется с ними посредством вакци­наций — прививок ослабленным штаммом бактерий или приготовленными из них препаратами, содержащими антиген — особый белок, который вызывает в организме формирование антител — защитных белков. Примеча­тельно, что первая известная вакцина была изготовлена не против бактерий, а против вируса натуральной оспы.

Если у человека для деле­ния клетки должно прой­ти примерно 20—30 ч, то у многих бактерий на это требуется 20—30 мин. Теоретически потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать мас­су, которой можно запол­нить все моря и океаны. Однако этого не проис­ходит. Оказывается, боль­шинство бактерий поги­бает от солнечного света, при высушивании, недо­статке пищи, нагревании, под действием дезинфи­цирующих средств.

Вирусы — это крошечные частички, основу которых составляют нуклеиновая кислота и белковая оболочка. Они не имеют кле­точного строения и настолько малы, что могут проникать внутрь клетки. Вирусы могут жить и размножаться только внутри клеток другого организма, используя их вещества. Поэтому многие исследователи склоняются к мысли, что это что-то среднее между живой и неживой ма­терией.

Строение вируса

Генетический материал (ДНК либо РНК) несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового вируса.

Вирусы, несомненно, являются самыми мно­гочисленными биологическими объектами на Земле. Они обнаружены везде, где есть жизнь, и, вероятно, существуют с момента появления первых клеток. Но без живых организмов ви­русы существовать не могут. Если бы с планеты вдруг исчезли все клетки, то вирусы преврати­лись бы в безжизненные молекулы органиче­ского вещества, неспособные ни на какие био­логические функции.

Вирус гриппа

Жизненный цикл вируса

Вне клеток хозяина вирус не проявляет никаких жизненных функций: не питается, не дышит, не растет, не размножается. Для всех этих процессов ему необходимы клетки организма-хозяина. Белковая оболочка вируса прикрепляется к мембране чужой клетки, и вирус вводит свой генетический материал внутрь клетки хозяина. Там вирусная ДНК реплицируется, то есть размножается. Новые вирусы поражают все больше и больше клеток, вызывая заболевание, и выделяются в окружающую среду, заражая новых хозяев.

Формы вирусов