Вирусы

Вирусы – неклеточная форма жизни, занимающая промежуточное положение между живой и неживой природой. Открыты в 1892 г. российским ученым Д. И. Ивановским (вирус табачной мозайки). Он впервые описал заразные свойства жидкости, полученной из растертых листьев табака, пораженного мозаичной болезнью:

Полученная жидкость сохраняла способность вызывать заболевание даже после того, как была пропущена через специальный фильтр, задерживающий бактериальные клетки. Это послужило первым указанием на то, что существуют возбудители болезней, имеющие меньшие размеры, чем у бактерий. 

Строение вирусов

Вирусы не имеют клеточного строения: они состоят из нуклеиновой кислоты* и белковой оболочки (капсид), которая может состоять из одного или нескольких типов белковых молекул — капсомеров. Некоторые вирусы поверх капсида имеют также суперкапсид – оболочку из липидов, белков и гликопротеидов, которая самостоятельно вирусами не синтезируется, а является частью клетки-хозяина 

*Геном (генетический аппарат) вирусов может быть представлен одноцепочечной/двухцепочечной ДНК, либо РНК, НО не двумя нуклеиновыми кислотами одновременно

В зависимости от наличия дополнительной оболочки (суперксапсида) вирусы классифицируют на: 

• Простые - Состоят из нуклеиновой кислоты (генетического аппарата) и капсида
• Сложные - Состоят из нуклеиновой кислоты (генетического аппарата), капсида и суперкапсида

В зависимости от того, какой нуклеиновой кислотой представлен генетический аппарат, вирусы классифицируют на: 

• ДНК-содержащие - Примеры: возбудители герпеса, оспы и тд
• РНК-содержащие - Примеры: ВИЧ, вирус табачной мозаики, возбудитель гриппа и тд

Признаки вирусов

• Имеют очень маленькие размеры, простое строение и различимы только в электронном микроскопе

• Не имеют собственного обмена веществ

• Вне клетки не проявляют свойств живого и существуют в виде кристаллов (вирусных частиц – вирионов) – покоящаяся стадия

• Внутри клетки способны к воспроизведению (размножению), обладают наследственностью и изменчивостью. Следовательно, вирусы являются облигатными (обязательными) паразитами клетки

Жизненный цикл вирусов

Прикрепление вируса к клеточной оболочке с помощью связывания с рецепторами на ее поверхности (адсорбция/фиксация вирионов на клетке). Проникновение (пенетрация/внедрение) вируса в клетку и его «раздевание» – утрата его белковой оболочки (депротеинизация) с высвобождением генетического материала (нуклеиновой кислоты). Встраивание нуклеиновой кислоты вируса в ДНК клетки-хозяина (с помощью фермента интегразы). Синтез новых вирусных компонентов – нуклеиновых кислот и белков. Сборка (формирование) новых вирусных частиц Выход новых вирусных частиц из клетки в окружающую среду. 

Различают три типа взаимодействия вирусов с клеткой:

1) Продуктивный – в результате данного взаимодействия образуются новые вирионы, по-разному выходящие из клетки: 

• путем лизиса – разрывом клетки-хозяина, т. е. «взрывным» механизмом(в основном характерно для простых вирусов)

• путем экзоцитоза – высвобождение вирусов без разрушения клетки-хозяина

• путём «почкования» – через цитолемму клетки, забирая при этом ее части (характерно для сложных вирусов)

Абортивный – характеризуется прерыванием инфекционного процесса в клетке, поэтому новые вирионы не образуются. Интегративный (вирогения) – заключается в интеграции, т. е. встраивании вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместном сосуществовании (совместная репликация)

Особенность жизненного цикла ретровирусов (РНК-содержащих вирусов)

• Ретровирусы (например, ВИЧ) в качестве нуклеиновой кислоты содержат молекулу РНК, которая не может встроиться в ДНК клетки-хозяина, поэтому после проникновения генетического материала данных вирусов в клетку происходит процесс синтеза ДНК по матрице вирусной РНК – обратная транскрипция. Вместе с РНК из вируса в клетку хозяина попадает специальный фермент, который осуществляет процесс перевода наследственной информации из РНК в ДНК – обратная транскриптаза (ревертаза, РНК-зависимая ДНК-полимераза)

Бактериофаги

Бактериофаг – вирус, поражающий бактериальные клетки

Состоит из 3 основных частей:

Капсид – белковая капсула, внутри которой содержится генетический (наследственный) материал – ДНК/РНК.

Хвост – состоит из полого стержня и сократительного чехла из белков. Обеспечивает проведение и впрыскивание наследственного материала в бактериальную клетку.

Концевые нити (хвостовые нити/фибриллы) базальной пластинки – обеспечивают прикрепление вируса к клеточной стенке бактерий (контактируют с рецепторными участками на поверхности клеток бактерий и закрепляют бактериофаг).

Значение вирусов

Вызывают инфекционные заболевания (тем самым регулируя численность особей):

• грипп

• герпес

• ящур

• оспа

• корь

• клещевой и комариный энцефалит

• желтая лихорадка

• вирусный гепатит

• СПИД (вирус ВИЧ) мозаичная болезнь табака, томатов и огурцов

Вирусные заболевания не лечатся антибиотиками. Антибиотики губительны для бактериальных клеток

Вирусы могут переносить гены между организмами разных видов, отрядов и даже классов, скрещивание которых в природе невозможно Некоторые вирусы могут встраивать свою ДНК в хромосомы клетки-хозяина, вызывая мутации Лечение и профилактика бактериальных заболеваний с помощью бактериофагов