Вирусы и бактерии. Проблемы СПИДа

Страница: 1/6

1. _Вирусы.

Вирусы (лат.- яд) - мельчайшие возбудители многочисленных инфекци-

онных заболеваний человека, животных, растений и бактерий. Являются

внутриклеточными паразитами, не способные к жизнедеятельности живых

клеток. Это неклеточная форма жизни.

Первооткрыватель вирусов Д. И. Ивановский выявил два их основных

свойства - они столь малы, что проходят через фильтры, задерживающие

бактерии, и их невозможно, в отличие от клеток, выращивать на ис-

кусственных питательных средах. Лишь с помощью электронного микрос-

копа удалось увидеть эти мельчайшие из живых существ и оценить мно-

гообразие их форм.

Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному су-

ществованию. Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной и

внутриклеточной. Вне клеток вирионы (вирусные частицы) не обнаружи-

вают признаков жизни. Попав в организм, они проникают в чувствитель-

ные к ним клетки и переходят из покоящейся формы в размножающуюся.

Начинается сложное и многообразное взаимодействие вирусов и клетки,

заканчивающееся образованием и выходом в окружающую среду дочерних

вирионов.

В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и харак-

тера изменения её функционирования различают три типа вирусной ин-

фекции.

Если образующиеся вирусы одновременно покидают клетку, то она раз-

рывается и гибнет. Вышедшие из неё вирусы поражают новые клетки. Так

развивается 2 литическая 0 (разрушение, растворение) инфекция.

При вирусной инфекции другого типа, называемой 2 персистентной

2( 0стойкой 2) 0, новые вирусы покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка

продолжает жить и делится, производя новые вирусы, хотя её функцио-

нирование может измениться.

Третий тип инфекции называется 2 латентным 0 (скрытым). Генетический

материал вируса встраивается в хромосомы клетки и при её делении

воспроизводится и передаётся дочерними клетками. При определённых

условиях в некоторых из заражённых клеток латентный вирус активиру-

ется, размножается, и его потомки покидают клетки. Инфекция развива-

ется по литическому или персистентному типу.

Болезни, которые вызываются вирусами, легко передаются от больных

здоровым и быстро распространяются. Долгое время полагали, что виру-

сы вызывают острые массовые заболевания. К настоящему времени накоп-

лено много доказательств того, что вирусы являются причиной и раз-

личных хронических болезней длящихся годами и даже десятилетиями.

Разработка методов изучения вирусов, открытие вирусов (теперь их

известно около полутора тысяч), определение диапазона их болезнет-

ворных проявлений и попытки борьбы с ними были основным содержанием

вирусологии первый половины нашего столетия. Именно негативные

свойства вирусов, точнее способность вызывать болезни, послужили

вначале главным стимулом к их изучению. Но в процессе этой работы

были обнаружены многие положительные свойства вирусов ,благодаря ко-

торым во второй половине 20 в. они стали замечательной моделью для

исследования фундаментальных проблем биологии. С их помощью были

сделаны такие выдающиеся открытия, как расшифровка генетического ко-

да и строение генетических нуклеиновых кислот, установлены законо-

мерности синтеза белков. Вирусы оказались основным инструментом ге-

нетической инженерии. Теперь мы знаем что по своему строению и

свойствам вирусы занимают промежуточное место между сложнейшими хи-

мическими веществами (полимерами, макромолекулами) и простейшими ор-

ганизмами (бактериями).


- 2 -

1.1 _Строение и 2 0химический состав вирионов.

Самые крупные вирусы (вирусы оспы) приближаются по размерам к не-

большим размерам бактерий, самые мелкие (возбудители энцефалита, по-

лиомиелита, ящура) - к крупным белковым молекулам, направленных к

молекулам гемоглобина крови. Иными словами, среди вирусов есть свои

великаны и карлики. Для измерения вирусов используют условную вели-

чину, называемую нанометром ( 1нм 0). Один 1нм 0составляет миллионную долю

миллиметра. Размеры разных вирусов варьируют от 20 до нескольких со-

тен 1 нм 0.

Простые вирусы состоят из белка и нуклеиновый кислоты. Наиболее

важная часть вирусной частицы - нуклеиновая кислота - является носи-

телем генетической информации. Если клетки человека, животных, рас-

тений и бактерий всегда содержат два типа нуклеиновых кислот дезок-

сирибонуклиновую кислоту - ДНК и рибонуклеиновую - РНК, то у разных

вирусов обнаружен лишь один тип - или ДНК, или РНК, что положено в

основу их классификации. Второй обязательный компонент вириона -

белки отличаются у разных вирусов, что позволяет распознавать их с

помощью иммунологических реакций.

Более сложные по структуре вирусы, кроме белков и нуклеиновых кис-

лот, содержат углеводы, липиды. Для каждой группы вирусов характерен

свой набор белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Некоторые

вирусы содержат в своём составе ферменты.

Каждый компонент вирионов имеет определённые функции: белковая

оболочка защищает их от неблагоприятных воздействий, нуклеиновая

кислота отвечает за наследственные и инфекционные свойства и играет

ведущую роль в изменчивости вирусов, а ферменты участвуют в их разм-

ножении. Обычно нуклеиновая кислота находится в центре вириона и ок-

ружена белковой оболочкой (капсидом), как бы одета в неё (рис. 1).

Капсид состоит из определённым образом уложенных однотипных белковых

молекул (капсомеров), которые образуют симметричные геометрические

формы в месте с нуклеиновой кислотой вирусы (нуклеокапсид). В случае

кубической симметрии нуклеокапсида нить нуклеиновой кислоты свёрнута

в клубок, а капсомеры плотно уложены вокруг неё. Так устроены вирусы

полиомиелита, ящура и др.

При спиральной (палочковидной) симметрии нуклеокапсида нить вируса

закручена в виде спирали, каждый её виток покрыт капсомерами, темно

прилегающими друг к другу. Структуру капсомеров и внешний вид вирио-

нов можно наблюдать с помощью электронной микроскопии.

Большая часть вирусов, вызывающих инфекции у человека и животных,

имеет кубический тип симметрии. Капсид почти всегда имеет форму ико-

саэдра - правильного двадцатигранника с двенадцатью вершинами и с

гранями из равносторонних треугольников.

Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю оболочку.

Кроме вирусных белков и гликопротеинов она содержит ещё и липиды,

позаимствованные у плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирус

гриппа - пример спирального вириона в оболочке с кубическим типом


- 3 -

симметрии.

Современная классификация вирусов основана на виде и формы их нук-

леиновой кислоты, типе симметрии и наличии или отсутствие внешней

оболочки.

1.2 _Размножение вирусов.

Размножение вирусов происходит особым, ни с чем не сравнимым спо-

собом. Сначала вирионы проникают внутрь клетки, и освобождаются ви-

русные нуклеиновые кислоты. Затем "заготавливаются" детали будущих

вирионов. Размножение заканчивается сборкой новых вирионов и выходом

их в окружающую среду.

Рассмотрим простейший способ размножения вирусов (рис. 2). Предс-

тавим себе некий обобщённый вариант вирусной частицы, состоящей из

двух основных компонентов - нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), зак-

лючённой в белковой чехол (оболочку). Встреча вирусов с клетками на-

чинается с его адсорбций, то есть прикрепления к клеточной стенки,

плазматической мембране клетки. Причём каждый вирион способен прик-

репляться лишь к определённым клеткам, имеющие специальные рецепто-

ры. На одной клетке могут адсорбироваться десятки и даже сотни вири-

онов. Затем начинается внедрение или проникновение вириона в клетку,

которое осуществляет она сама. Этот процесс называется виропексисом.

Клетка как бы "втягивает" прикрепившихся вирионов внутрь.

Более просто устроены бактерии не способны сами захватывать вирионы

из окружающей среды. Этим,по-видимому, и можно объяснить наличие у

поражающих их вирусов сложного и совершенного аппарата, подобно

шприцу, впрыскивающего нуклеиновые кислоты.

В зараженной клетке бактериальные ферменты репликации синтезируют

комплементарную ей цепь, которая служит матрицей для образования фа-

говых ДНК. Они соединяются с фаговыми белками, также синтезированные

бактериальными ферментами, и новые фаги покидают клетку-хозяина.

Разнообразие видов и форм вирусов нуклеиновых кислот определяет и

разнообразие способов их репликации. Бактериофаг (вирус, который по-

селяется в клетках бактерий) Т4 имеет одну двухцепочечную линейную

молекулу, состоящую из 160 x 10 53 0 пар нуклеотидов. В ней закодировано

более 150 различных белков, в том числе более 30 белков, участвующих

в репликации фаговой ДНК. Обезьяний вирус SV40 имеет двухцепочечную

кольцевую ДНК. Репликация у вирусов с двухцепочечной ДНК принципи-

ально не отличается от репликации бактериальной и или эукариотичес-

кой ДНК.

Реферат опубликован: 7/04/2005 (8001 прочтено)