Вирусы как неклеточная форма жизни и их значение

Рис. 5.21. Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920)

Вирусы открыты в 1892 г. Д.И. Ивановским при изучении мозаичной болезни табака (пятнистость листьев). Долгое время оставались неисследованными из-за того, что имели мельчайшие размеры (от 20 до 300 нм). Только появление электронного микроскопа позволило изучить эти существа. Вирусы (лат. «яд») — неклеточные формы жизни, внутриклеточные паразиты на генетическом уровне. Наука, изучающая вирусы - вирусология. Каждая отдельная вирусная частица (вирион) состоит из генетического материала, который называется геномом вируса, и защитной белковой оболочки – капсида. По характеру генома вирусы делят на две группы: ДНК-содержащие (бактериофаги, вирус оспы, герпеса) и РНК-содержащие (вирусы растений, гриппа, полиомиелита).

В состав некоторых вирусов входят липиды и углеводы. Форма вирусов: шаровидная, палочковидная, нитевидная, цилиндрическая и др.

Рис. 5.22. Сравнительные размеры вирусов.

Капсид защищает нуклеиновую кислоту вируса от различных воздействий, обеспечивает осаждение вируса на поверхности клетки-хозяина. Если вирус находится внутри клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты. Вирусы обладают высокой специфичностью, т.е. они могут использовать для своей жизнедеятельности строго определенный круг хозяев. Вирусы, паразитирующие в бактериальных клетках, называются бактериофагами. Вирусы воспроизводятся только внутри живой клетки, используя её для синтеза своей нуклеиновой кислоты и своих белков. Вирусы очень устойчивы, они переносят высушивание и низкие температуры.

Вирусы способны паразитировать в клетках большинства живых организмов, вызывая различные заболевания (грипп, коревая краснуха, полиомиелит, СПИД, оспа, бешенство и др.). Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно-капельным, половым путём, другими организмами- переносчиками (вирус бешенства переносится собакой или летучей мышью).

Возбудитель СПИДа (синдром приобретенного иммунодефицита) — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) имеет сферическую форму, диаметром 100–150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из мембраны, образованной из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные «грибовидные» образования. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса, образованная особыми белками. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез вирусной ДНК на матрице вирусной РНК.

Рис. 5.23. Схема строения вируса иммунодефицита человека:

1 - капсомеры 2 - геном 3 - липопротеиновая оболочка 4 - рецепторы.

Вирус иммунодефицита человека поражает главным образом лимфоциты, на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ. Иммунная система организма человека утрачивает свои защитные свойства. Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7–10 лет. Источником заражения служит только человек — носитель вируса иммунодефицита. СПИД передается половым путем, через кровь и ткани, содержащие вирус иммунодефицита, от матери к плоду Меры профилактики включают борьбу с наркоманией и проституцией, тщательное обследование донорской крови и тщательную стерилизацию медицинских инструментов, и регулярное обследование на СПИД людей из «группы риска» (наркоманов, проституток и гомосексуалистов).

Вопросы и задания

1. Подготовьте ответы на вопросы:

1. Что может случиться с клеткой, если мембрана лизосом под действием каких-либо факторов разрушится?
2. Известно, что митохондрии в среднем живут 10 дней; как же тогда может поддерживаться долго жизнь клетки?
3. Почему наибольшее количество рибосом обнаруживается в клетках интенсивно размножающихся тканей?
4. Какая связь между эндоплазматической сетью, комплексом Гольджи, лизосомами?
5. Какое значение для функционирования хлоропласта имеют находящиеся в нем рибосомы и нуклеиновые кислоты?
6. Почему митохондрии клеток сердечной мышцы имеют наиболее сложное строение?
7. Какие органоиды клетки получили название «энергетические станции клеток»?

2. Выполните тест: 1. Плазматическая мембрана в клетках эукариот выполняет следующие функции: а) защитную, каталитическую, обмена веществ, структурную
б) защитную, запасающую, обмена веществ, сигнальную
в) энергетическую, сигнальную, обмена веществ, защитную
г) защитную, сигнальную, обмена веществ, структурную. 2. Внутренняя полужидкая среда клетки, обеспечивающая взаимосвязь органоидов, называется: а) ядерный сок б) цитоплазма в) вакуоль г) комплекс Гольджи. 3. Митохондрии выполняют следующую функцию: а) запасание богатых энергией веществ;
б) преобразование энергии АТФ в другие виды энергии;
в) преобразование солнечной энергии в энергию АТФ;
г) преобразование энергии питательных веществ в энергию АТФ. 4. Хлоропласты выполняют следующие функции: а) запасание богатых энергией веществ;
б) преобразование солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ;
в) извлечение энергии из богатых энергией веществ;
г) преобразование энергии АТФ в другие виды энергии. 5. Ядро в клетке выполняет следующие функции: а) осуществляет связь между органоидами цитоплазмы;
б) обеспечивает передачу наследственной информации;
в) участвует в синтезе АТФ;
г) хранение наследственной информации. 6. Рибосомы: а) осуществляют транспорт веществ в клетке б) выполняют защитную функцию в) определяют состав белков в клетке г) синтезируют белки, характерные для клетки. 7. Клетка бактерий отличается от клетки животных тем, что: а) лишена вакуолей б) не имеет митохондрий в) не имеет оформленного ядра г) не имеет клеточной мембраны. 8. В клетках животных и человека отсутствуют: а) хлоропласты б) хромосомы в) рибосомы г) митохондрии. 9. К прокариотам относятся организмы, которые: а) осуществляют фотосинтез
б) состоят из одинаковых клеток
в) имеют клетки без оформленного ядра
г) содержат в клетках ядро и органоиды. 10. Клетка – структурная и функциональная единица живого, т.к.: а) живые организмы, кроме вирусов, обладают сходством процесса обмена веществ и энергии
б) живые организмы, кроме вирусов, состоят из клеток, которые имеют единый принцип структурной организации, обмена веществ и энергии
в) клетки живых организмов обладают единым химическим составом, имеют единое мембранное строение
г) белки клеток состоят из набора 20 аминокислот, обладают единством структурной организации. 11. Вирусы в отличие от бактерий: а) состоят из молекул белка б) состоят из молекул нуклеиновых кислот в) не размножаются г) не имеют клеточного строения.