Вирусы это доклеточные формы жизни древнейшие эукариоты
1. К прокариотам относятся:
а) организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра
б) одноклеточные организмы
в) организмы, клетки которые содержат одно или несколько ядер
г) вирусы и бактериофаги
2. Бактерии представляют собой:
а) одноклеточные организмы разной формы
б) одноклеточные и колониальные организмы различной формы
в) многоклеточные организмы
г) неклеточные формы жизни
3*. Из перечисленного выберите структуры бактериальных клеток ( три правильных ответа ):
а) ядро и митохондрии
б) комплекс Гольджи и эндоплазматическая сеть
в) рибосомы и цитоплазма
г) пластиды и вакуоли
д) плазматическая мембрана и жгутики
е) кольцевая хромосома (нуклеоид)
4*. Споры у бактерий ( три правильных ответа) :
а) схожи со спорами грибов и папоротников
б) служат для размножения
в) образуются в результате деления
г) служат для распространения и расселения
д) возникают в результате неблагоприятных условий существования
е) устойчивы к высоким температурам
5. Организмы, способны жить только в бескислородной среде – это:
а) аэробы б) анаэробы в) прокариоты г) эукариоты
6*. Установите соответствие между заболеваниями и их возбудителями:
ЗАБОЛЕВАНИЯ ВОЗБУДИТЕЛИ
а) туберкулез 1) бактерии
б) пневмония 2) вирусы
в) ветряная оспа
г) бешенство
д) герпес
а) доклеточные формы жизни в) древнейшие прокариоты
б) примитивные бактерии г) древнейшие эукариоты
8. Вирусы открыл:
а) Антони ван Левенгук в) Д.И. Ивановский
б) И.П. Павлов г) В.И. Вернадский
9. Вирусная частица называется:
а) вибрион б) вирион в) эмбрион г) капсид
а) размножаются только в клетке хозяина
б) размножаются самостоятельно
в) могут размножаться как в клетке хозяина, так и самостоятельно
г) не способны у размножению
11. Выберите НЕВЕРНОЕ утверждение о биологической роли вирусов. Вирусы:
а) являются одними из главных патогенов человека
б) по способу питания могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами
в) способны переносят гены от одних клеток к другим
г) размножаются внутри клеток хозяина
12*. Установите соответствие:
а) имеют обособленное ядро
б) состоят из молекулы ДНК или РНК и белковой оболочки
в) имеют мембранные органоиды
г) существуют только внутри клетки – хозяина
д) имеют рибосомы
1 – ВИРУСЫ 2 – ЭУКАРИОТИЧЕСКАЯ КЛЕТКА
13**. Установите последовательность жизненного цикла бактериофага.
а) встраивание ДНК бактериофага в клетку-хозяина
б) синтез вирусных ДНК и белков в клетке бактериофага
в) прикрепление бактериофага к оболочке бактерии
г) проникновение бактериофага в клетку бактерии
д) выход бактериофага из клетки, заражение других
1. В какие группы объединяют клетки по типу организации генетического материала?
а) прокариотические и эукариотические в) высшие и низшие
б) одноклеточные и многоклеточные г) автотрофные и гетеротрофные
2. К прокариотам относятся:
б) одноклеточные грибы и простейшие
в) бактерии и сине-зелёные водоросли
г) одноклеточные и многоклеточные водоросли
3*. Для клеток прокариот в отличие от клеток эукариот характерно ( выберите три правильных ответа ):
а) наличие кольцевой хромосомы в цитоплазме
б) наличие рибосом
в) синтез АТФ в митохондриях
г) присутствие эндоплазматической сети
д) отсутствие морфологически обособленного ядра
е) наличие впячиваний плазматической мембраны, выполняющих функцию мембранных органоидов
4*. Споры у бактерий ( три правильных ответа) :
а) схожи со спорами грибов и папоротников
б) служат для размножения
в) образуются в результате деления
г) служат для распространения и расселения
д) возникают в результате неблагоприятных условий существования
е) устойчивы к высоким температурам
5. Организмы, которым для размножения и жизнедеятельности необходим кислород, называются:
а) аэробы б) анаэробы в) прокариоты г) эукариоты
6*. Установите соответствие между заболеваниями и их возбудителями:
ЗАБОЛЕВАНИЯ ВОЗБУДИТЕЛИ
а) грипп 1) бактерии
б) СПИД 2) вирусы
в) ангина
г) пневмония
д) краснуха
7. Шаровидные бактерии называются:
а) кокки б) бациллы в) спириллы г) вибрионы
8. Бактериофаг – это:
а) вирус, поражающий бактерии в) простейшее, питающееся бактериями
б) вирус, поражающий животных г) вирус, поражающий грибы
9. Обязательными компонентами любого вируса являются:
а) липиды в) полисахариды
б) нуклеиновые кислоты г) вода и минеральные соли
10. Вирусы, проникая в клетку хозяина:
а) питаются рибосомами
б) воспроизводят свой генетический материал
в) отравляют её своими продуктами жизнедеятельности
г) мирно сосуществуют
11. Первой защитной реакцией клеток человека и животных на заражение вирусом является синтез специальных противовирусных белков, подавляющих развитие вируса в этой клетке и делающих невосприимчивыми к нему соседние клетки. Эти белки называются:
а) антигены б) антибиотики в) вакцины г) интерфероны
12*. Установите соответствие между признаком объекта и формой жизни, для которой он характерен.
ПРИЗНАК ОБЪЕКТА ФОРМА ЖИЗНИ
а) наличие рибосом 1) неклеточная (вирусы)
б) отсутствие плазматической мембраны 2) клеточная (бактерии)
в) не имеют собственного обмена веществ
г) характерна автотрофность
д) размножение только в клетках хозяина
е) размножение делением клетки
13**. Установите последовательность жизненного цикла бактериофага.
а) встраивание ДНК бактериофага в клетку-хозяина
б) синтез вирусных ДНК и белков в клетке бактериофага
в) прикрепление бактериофага к оболочке бактерии
г) проникновение бактериофага в клетку бактерии
д) выход бактериофага из клетки, заражение других
Выберите книгу со скидкой:
Биология. Большой сборник тренировочных вариантов проверочных работ для подготовки к ВПР. 6 класс
350 руб. 197.00 руб.
350 руб. 188.00 руб.
ОГЭ-2020. Биология. Тренировочные варианты
350 руб. 188.00 руб.
Один день из жизни мозга. Нейробиология сознания от рассвета до заката
350 руб. 674.00 руб.
Биология желания. Зависимость — не болезнь
350 руб. 240.00 руб.
Биология. 7класс. Рабочая тетрадь №2.
350 руб. 162.00 руб.
Биология. 8класс. Рабочая тетрадь №2.
350 руб. 162.00 руб.
Биология. 8класс. Рабочая тетрадь №1.
350 руб. 162.00 руб.
Биология. Многообразие живых организмов. Животные. 8 класс. Рабочая тетрадь
350 руб. 158.00 руб.
Биология. 7класс. Рабочая тетрадь №1
350 руб. 162.00 руб.
Биология. Большой сборник тренировочных вариантов проверочных работ для подготовки к ВПР. 5 класс
350 руб. 189.00 руб.
ОГЭ. Биология. Большой сборник тематических заданий для подготовки к основному государственному экзамену
350 руб. 197.00 руб.
БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА
- Шпигун Анна НиколаевнаНаписать 0 06.01.2019
Номер материала: ДБ-343501
Добавляйте авторские материалы и получите призы от Инфоурок
Еженедельный призовой фонд 100 000 Р
Спикер: Анна Быкова (#лениваямама)
-
06.01.2019 323
-
06.01.2019 403
-
06.01.2019 661
-
06.01.2019 3220
-
06.01.2019 517
-
06.01.2019 1232
-
06.01.2019 1893
-
06.01.2019 2059
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
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. 
Вопрос 1. Как устроены вирусы?
Вирусы — это неклеточная форма жизни. Они имеют очень простое строение. Каждый вирус состоит из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и белка. Нуклеиновая кислота представляет собой генетический материал вируса; она окружена защитной оболочкой — капсидом. Капсид состоит из белковых молекул и обладает высокой степенью симметрии, имея, как правило, спиральную или многогранную форму. Кроме нуклеиновой кислоты внутри капсида могут находиться собственные ферменты вируса. Примером может служить вирус табачной мозаики
(рис. 3).
Рис.3. Вирус табачной мозаики
Его оболочка содержит всего один вид белка с небольшой молекулярной массой.
Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку, белковую или липопротеиновую. Иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы. Примером сложно организованных вирусов служат возбудители гриппа (рис. 4) и герпеса (рис. 5).
Рис.4. Вирус гриппа и вирус герпеса
Рис.5. Вирус герпеса
Их наружная оболочка является фрагментом ядерной или цитоплазмптической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду. К сложноорганизованным вирусам относятся вирусы гриппа и ВИЧ, они также имеют дополнительную оболочку, образованную из клеточной мембраны хозяина.
Вопрос 2. Каков принцип взаимодействия вируса и клетки?
Вирус функционирует как внутриклеточный паразит. Он внедряется в клетку, блокирует в ней обмен веществ и использует ее ресурсы (ферменты, запасные вещества) для собственного размножения. Некоторые вирусы способны встраиваться в ДНК хозяина и переходить в скрытое состояние, в течение длительного времени никак не выдавая своего присутствия. В такой форме вирусы даже способны передаваться потомству хозяина.
Вопрос 5. Используя знания о путях распространения вирусных и бактериальных инфекций, предложите пути предотвращения инфекционных заболеваний.
Если заболевание широко распространено на данной территории, целесообразно провести вакцинацию населения. Необходим постоянный медицинский контроль, чтобы быстро обнаружить вспышку заболевания и предотвратить его распространение. Многие инфекции передаются воздушно-капельным путем (например, вирус гриппа). Во время вспышек таких заболеваний имеет смысл использовать ватномарлевые повязки или респираторы.
Есть возбудители заболеваний, которые передаются через предметы обихода, пищу и воду. К ним относятся вирус гепатита А, холерный вибрион, чумная палочка и многие другие. Чтобы избежать заражения, необходимо соблюдать правила личной гигиены: мыть руки перед едой, не пользоваться чужими личными вещами (полотенцем, зубной щеткой), мыть фрукты и овощи, избегать контакта с больными. Необходим постоянный санитарный контроль состояния источников воды и пищевых продуктов, а также дезинфекция помещений, стерилизация инструментов и перевязочного материала.
Существуют заболевания, передающиеся через кровь и другие жидкости тела, в частности ВИЧ и вирус гепатита С. В группы риска по таким заболеваниям попадают наркоманы (часто шприцы используются больше одного раза) и лица, практикующие беспорядочные незащищенные половые контакты. Пока не существует эффективных методов лечения таких заболеваний, поэтому лучшим способом защиты является соблюдение следующих мер предосторожности:
• следует избегать случайных половых связей, а при контактах изолировать себя при помощи презерватива;
• в медицине и косметологии необходимо использовать одноразовые шприцы и тщательно стерилизовать инструменты многоразового использования;
• донорскую кровь следует обязательно проверять на наличие вирусов.
Живые организмы, существующие на Земле, в большинстве имеют клеточное строение. Однако встречаются и другие, неклеточные формы жизни – вирусы и бактериофаги.
Неклеточные формы жизни.В 1892 г. Русский ученый Д. И. Ивановский обнаружил вирус табачной мозаики, а в 1917 г. Француз Ф. Д.’Эрель обнаружил бактериофаг – вирус, поражающий бактерии. Вирусы представляют собой простейшую форму жизни на Земле. Они занимают пограничное положение между неживой и живой природой и обладают инфекционными свойствами. Вирусы могут проявлять свойства живых организмов только попав в клетки про- и эукариот, и поскольку могут размножаться только в живой клетке хозяина, являются внутриклеточными паразитами.
Вирусы значительно меньше прокариот (20-300 нм) и различимы только в электронный микроскоп. У них отсутствует клеточное строение, обмен веществ и энергии. Вирусные частицы содержат только один вид нуклеиновых кислот – РНК (одна или две цепочки) или ДНК (одно- или двуцепочечная линейная). Вирусы не способны самостоятельно синтезировать белки, поскольку у них рибосом, и не растут. Способ размножения вирусов значительно отличается от размножения других организмов.
Известно более 3 000 вирусов, поражающих клетки тканей растений, животных и человека. В природе они распространены повсеместно.
Клеточные формы жизни.Клеточные формы жизни представлены прокариотами (царства Бактерии и Цианеи) и эукариотами (царства Протисты, Растения, Грибы и животные) (табл. 4).
Прокариоты (доядерные организмы) –это одноклеточные живые организмы, в теле клеток которых нет ядра и других внутренних мембранных органоидов. К ним относятся бактерии и цианеи. Имеют размеры от 1 до 5 мкм, наиболее простой тип строения клетки:
- нет оформленного ядра;
- одна кольцевая молекула ДНК;
- слабо развита система внутренних мембран, отсутствуют органоиды мембранного строения (эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, центриоли);
- функции мембранных органоидов выполняют мезосомы.
- деление клеток осуществляется путем перетяжки, без образования веретена деления;
- клеточная стенка состоит из гликопротеида – муреина.
Прокариоты представлены бактериями и цианеями. Это наиболее древняя группа представителей органического мира: возраст пород, в которых обнаружены их споры, составляет 3,5 млрд. лет.
Эукариоты – это группа одноклеточных (протисты) и многоклеточных организмов, клетки которых, несмотря на многообразие форм и выполняемых функций имеют единый план строения: ядро, отграниченное от цитоплазмы ядерной мембраной; хорошо развитая сеть внутриклеточных мембран ( в наличии все органоиды мембранного строения); деление клеток митоз, мейоз, амитоз; у растений и грибов есть клеточная стенка. Размеры от 13 мкм до 10-20 см и более. Многоклеточные эукариоты включают три группы организмов: растения, грибы, животные (таблица 2).
Протисты – одноклеточные, колониальные или многоклеточные организмы, обладающие всеми признаками эукариот. По типу питания протисты могут быть как автотрофами, так и гетеротрофами. Автотрофные протисты называются водорослями: это одноклеточные или многоклеточные организмы, в клетках которых содержатся хроматофоры (хлоропласты); многоклеточные могут иметь форму: нитей, ветвящихся жгутов, лент, надрезанных пластин; однако тело не имеет органов и тканей. Гетеротрофные протисты называются простейшими.
Грибы – исключительно гетеротрофы, поглощающие питательные вещества всей поверхностью тела. Тело образовано тонкими, нитевидными, бесцветными гифами, заполненными цитоплазмой. У одних грибов гифы разделены перегородками на клетки, а у других – не разделены. В цитоплазме расположены одно или несколько ядер и органоиды, среди которых отсутствуют пластиды. Грибы – неподвижные организмы.
Растения – многоклеточные автотрофные организмы, у которых тело дифференцировано на корень, стебель и лист. Органы образованы разнообразными тканями. Ведут неподвижный образ жизни.
Животные - многоклеточные организмы, для которых характерно объединение разнообразных органов в системы. Все животные – гетеротрофы с голозойным типом питания (они заглатывают пищу с помощью мускулистой глотки). У многих животных развились различные приспособления для захвата и удержания пищи. Для животных характерно активное передвижение с помощью ног, крыльев, ласт, плавников. У многих животных хорошо развиты органы чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса), позволяющие им воспринимать информацию из внешней среды и соответственно реагировать на неё.
Люди не любят вирусы, что вполне можно понять - эти доклеточные формы жизни причиняют нам массу страданий, вызывая различные заболевания. Однако в природе никогда не бывает чего-то только черного или белого, однозначно вредного или полезного. Так и с нелюбимыми вирусами. Ученые выяснили, что вирусы активно участвуют в эволюции человека и животных.
Традиционно люди не любят вирусы, и это вполне можно понять — эти шустрые доклеточные формы жизни (название которых, кстати, переводится с латинского языка как "яд") причиняют нам массу страданий, вызывая различные заболевания. Однако в природе никогда не бывает чего-то только черного или белого, однозначно вредного или полезного. Вот и вирусам человечеству также следует сказать спасибо — за то, что они когда-то сотворили его в прямом смысле этого слова. Проще говоря, без них не было бы и нас.
О том, как это произошло, рассказал во время открытой лекции "Почему вирусы "помогли создать" человека?" (лекция прошла в рамках "Популярного лектория журнала Популярная механика") молекулярный вирусолог, доцент кафедры биологии педиатрического ф-та РНИМУ им. Н. И. Пирогова Михаил Розанов. По его словам, долгое время ученые недооценивали роль вирусов в эволюции всего живого. Однако в последнее время исследователи находят все новые и новые доказательства того, что многие эволюционные достижения растений, животных и прочих организмов, имеющих клеточное строение, были бы невозможны без помощи этих крошечных обитателей нашей планеты, которых, увы, никто не любит.
Михаил Николаевич напомнил, что согласно данным, полученным в ходе исследований генома человека, в геноме достаточно мало собственно генов, то есть участков, которые несут информацию о строении белков — по разным оценкам, таковых от 0,8 до 0,15 процентов. А все остальное — это интроны, то есть участки ДНК между генами, которые вырезаются при считывании информации с генов, и мобильные генетические элементы. Кстати, последних в человеческом геноме — почти половина от всей ДНК.
Но что же представляют собой эти мобильные элементы? На самом деле они когда-то были теми самыми вирусами, которые в какой-то момент настолько освоились в ДНК хозяина, что потом не захотели покидать ее. Среди таких "одомашненных" вирусов у человека чаще всего встречаются ретротранспозоны — они составляют 30 процентов от общего количества этих элементов (а у кукурузы, например, они вообще составляют 78 процентов всего генома). Они очень похожи на вирусы, лишенные белковой оболочки, которые никогда не покидают клетку — ну если только из ядра в цитоплазму выходят.
В основном эти элементы заняты тем, что путешествуют по геному — считанная с них РНК выходит в цитоплазму, там на ее основе при помощи фермента обратной транскриптазы синтезируется ДНК, которая потом встраивается обратно в геном, причем чаще всего не в то место, где находится ее "родитель". Такое поведение весьма напоминает жизненный цикл ретровирусов (к этой группе относится печально известный ВИЧ).
Другая группа мобильных элементов, представленных в нашем геноме, — это транспозоны. Они тоже путешествуют по хромосомам, однако делают это напрямую — фермент транспозаза, ген которого имеется в составе данного элемента, вырезает транспозон и вшивает его в новый участок ДНК. Две эти группы мобильных элементов являются основными, но кроме них есть и другие, которые встречаются куда реже, например, LTR-содержащие элементы, которые, по сути, не что иное, как классические эндогенные вирусы, никогда не выходящие из генома.
По мнению Михаила Николаевича, уже сам факт того, что наш геном содержит большое количество бывших вирусов, говорит о том, что эти существа, без сомнения, играют значительную роль в эволюции человека, да и других живых существ. Ведь если бы этого не было, то они просто не сохранились бы среди полезной ДНК — набитые ими "под завязку" особи просто отбраковывались бы естественным отбором. Однако в чем же состоит смысл такого "засорения" своего генома бывшими вирусами, которые не особенно заботятся о хозяине, а заняты лишь эгоистичным копированием наследственного вещества себя, любимых?
Отвечая на этот вопрос, Михаил Николаевич обратил внимание на то, что известные сейчас мобильные элементы — это промежуточная стадия процесса превращения "чужого" вируса в "свой ген". Проще говоря, через некоторое время подобный вирус перестает бесцельно "скакать" по ДНК хозяина, а остепеняется, находит свое постоянное место на хромосоме и начинает производить необходимые клетке белки (впрочем, это происходит в том случае, если организм хозяина признает подобный белок необходимым). Однако на такую метаморфозу нужно много времени — оно исчисляется миллионами лет.
И здесь г-н Розанов привел конкретный пример такого превращения: "Ключевым моментом в эволюции млекопитающих стало появление плаценты — структуры, которая соединяет плод с материнским организмом. Именно плацента обеспечила нормальное внутриутробное развитие зародыша у наших предков, что привело к тому, что млекопитающие стали господствующей группой на суше. Важным также является и то, что в месте контакта материнской и зародышевой части плаценты образуется синциотрофобласт — структура, состоящая из многоядерных клеток. По сути, она образуется путем слияния нескольких обычных клеток в синцитий — ту самую многоядерную структуру. И именно синциотрофобласт и обеспечивает эффективное питание зародыша, а также выделение его отходов и снабжение кислородом.
Но откуда взялся этот синциотрофобласт в процессе эволюции? Сейчас ученые знают, что подобная структура возникала независимо у разных групп млекопитающих. Но биохимики выяснили, что для ее развития во всех случаях необходим белок синтицин. А этот белок кодируется геном, представляющим собой не что иное, как "одомашненный" эндогенный вирус из семейства ERV. И вот, что интересно — у млекопитающих из разных систематических групп структура синциотрофобласта разная. Но, что самое удивительное, и ген, кодирующий синтицин, тоже отличается, пусть незначительно, но все-таки.
О чем это может говорить? Скорее всего о том, что представители разных групп млекопитающих в свое время "одомашнили" разные эндогенные ERV-вирусы. Однако в целом результат был похожий — все они стали участвовать в образовании плаценты. Так и возникла данная конвергенция — происхождение плаценты, как мы видим, различно (по крайней мере, на генетическом уровне), однако функцию этот орган несет у млекопитающих одну и ту же.
Кстати, подобный пример заставляет задуматься о проблеме гомологичных органов, то есть органов, имеющих одинаковое происхождение. Получается, что плаценту млекопитающих к таковым относить нельзя — пути ее происхождения, как вы сами только что увидели, различны. Возможно, гомология других органов тоже не является бесспорной — не исключено, что механизмы их происхождения обеспечили разные мобильные элементы генома, то есть одомашненные вирусы".
Итак, как видите, встроившийся в геном вирус может приводить к возникновению новых структур у хозяина в процессе развития. Именно в этом, как считает Михаил Николаевич, и заключается эволюционная роль данных доклеточных форм жизни — они являются как бы "кирпичиками", из которых естественный отбор и конструирует геномы более высокоразвитых организмов. Конечно же, далеко не все вирусы, оставшиеся в геноме, через какое-то время становятся полноценными генами — часть из них постепенно деградирует и исчезает, так и не дождавшись своего звездного часа.
Однако процесс проникновения вирусов в геномы хозяев идет непрерывно. И с эволюционной точки зрения это хорошо — у организма всегда в избытке имеется тот материал, из которого при случае можно создать новый ген, и, следовательно, новый орган. Все это есть ничто иное, как естественная генетическая модификация живых организмов — от искусственной она отличается лишь тем, что на нее уходит куда больше времени, чем на целенаправленное внедрение гена в растение или животное (чем сегодня и занимаются генные инженеры в лабораториях). Однако в отличие от людей, эволюции спешить в общем-то некуда…
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"
Читайте также: