Вирусы
Вирус (лат. virus — яд) — неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп. Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.
Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.
В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский положил начало вирусологии как науке.
Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:
- Наличие наследственности и изменчивости
- Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)
Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:
- Неживое (инертное) состояние
Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.
У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).
Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.
Не делятся, не размножаются половым путем
У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.
Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни — безудержное размножение.
Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент — его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней среде вирусы существуют в виде вирионов — полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой кислоты внутри.
Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.
Взаимодействие вируса с клеткой
Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.
Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код — она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.
Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.
Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.
Бактериофаги («бактерия» + греч. phag(os) — пожирающий)
Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом — ДНК (реже РНК), протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.
Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее свою нуклеиновую кислоту.
Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.
Вирусные инфекции
Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины, например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.
Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие стойкий пожизненный иммунитет.
Клетки вырабатывают защитный белок — интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры тела (например, при гриппе).
Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах — клетках крови, которые выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.
Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана от ВИЧ инфицированной матери к плоду.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Как вирусы передвигаются по растению
Как вирусы передвигаются по растению
Но вот вирус тем или иным способом проник в растение и начал успешно размножаться в той клетке, в которую он попал. Вначале вирусная частица раздевается, то есть обнажает свою нуклеиновую кислоту, частично или полностью сбрасывая с нее белковую оболочку. При обычных условиях раздевание занимает около 3 часов. Все это время зрелый вирус оказывается невозможно обнаружить. Но инфекция развивается, происходит копирование вирусной нуклеиновой кислоты, рибосомы производят много нового вирусного белка, и вскоре из многочисленных копий нуклеиновой кислоты и белка оболочки начинают собираться дочерние вирусные частицы. Казалось бы, все идет замечательно, но вирус же не может вечно оставаться в той клетке, куда он проник. Ему надо проникнуть в соседние клетки, иначе теряется весь смысл инфекции.
Для проникновения в соседние клетки вирус не создает новых путей, а использует коммуникации, проложенные самим растением. Они предназначены для перемещения сахаров, производимых при фотосинтезе, в активно растущие ткани, в макушки побегов, и, конечно, в плоды – словом, туда, где они нужны больше всего. Самое время посмотреть, как эти пути устроены.
Основная масса, мякоть зеленого листа состоит из фотосинтезирующих клеток, то есть таких, которые из воды и углекислого газа на свету создают молекулы глюкозы. Сверху и снизу лист укрыт клетками эпидермиса – именно через поломанные волоски эпидермальных клеток обычно проникает вирус при механическом заражении растения. Каждый знает, что в листе есть еще жилки – это пучки, в которые собраны два вида сосудов – ксилемы и флоэмы. По ксилеме поднимается от корней и разносится по растению вода с растворенными в ней минеральными солями. По флоэме оттекают от листа растворенные в воде сахара, которые образовались в процессе фотосинтеза. Клетки в листе не изолированы одна от другой, а связаны тонкими цитоплазматическими мостиками, а правильней сказать, каналами или трубками. Эти трубки пронизывают во многих местах клеточную стенку, связывая клетку с соседями. Так связаны эпидермальные клетки с клетками мякоти, так связаны клетки мякоти между собой и с клетками, окружающими сосуды флоэмы. Эти трубки называются плазмодесмами. Именно их и использует вирус, чтобы проникнуть из одной клетки в другую.
Однако до плазмодесмы надо еще добраться. Вирус в зараженной клетке совсем не похож на щепку, брошенную в реку, которую течение уносит куда ему вздумается. Вирус не полагается на случайность и сам активно направляет свое движение по растению. Для этого вирус делает собственный белок, главной задачей которого является обеспечение передвижения вируса. Этот белок так и называется – транспортный белок. С его помощью вирусная нуклеиновая кислота легко находит путь к плазмодесмам. Достигнув входа в канал, ведущий в соседнюю клетку, вирус, однако, обнаруживает, что канал слишком узок и в него так просто не пролезть. Плазмодесмы достаточно широки для того, чтобы через них свободно проходила вода, растворенные в ней сахара и прочая мелочь, но вирус слишком велик и, даже вытянувшись в струнку, не в состоянии проникнуть через узкий канал. Тогда за дело вновь берется транспортный белок. Он расширяет канал до приемлемых размеров, и вирусная нуклеиновая кислота с трудом, затратив немало энергии (взятой у растения), но все же попадает в соседнюю клетку. Так и вирус из первично зараженных клеток расползается по растению.
Скорость межклеточного передвижения вирусов удалось измерить. Вирус табачной мозаики передвигается в листьях табака при температуре 25° со скоростью 14 микрометров в час. Вирус метельчатости верхушек картофеля в листьях табака передвигается при 22° со скоростью 38 микрометров в час, при 14° – 16 микрометров в час, а в клубнях картофеля со скоростью 10 микрометров в час. Так продолжается до тех пор, пока вирус, уже в виде полноценной вирусной частицы, не проникнет в сосуды флоэмы. По сравнению с узкими переулками плазмодесм сосуды – просто автобан, и скорость движения вируса стремительно возрастает. Вирус курчавости верхушки свеклы передвигется по сосудам со скоростью более 2 сантиметров в минуту. Вирус табачной мозаики и вирус X картофеля передвигаются по стеблю растений томатов со скоростью примерно 6 сантиметров в час.
Распространение вируса по всему растению занимает обычно несколько дней.
Поселившись в растении, вирус остается в нем до конца жизни этого растения. Обычно вирусы размещаются в цитоплазме зараженных клеток, но некоторые проникают в клеточное ядро и в хлоропласты. В знак своего пребывания вирусы часто образуют в клетках так называемые тельца–включения, внешний вид которых характерен для данного вируса или группы вирусов. Например, вирус Y картофеля или вирус шарки сливы образуют включения в виде «вертушек», которые можно увидеть в световой микроскоп и наличие которых однозначно свидетельствует о вирусной инфекции. Если вируса накапливается очень много, внутри клетки может образоваться настоящий кристалл из вирусных частиц.
Обосновавшись в растении, вирус ведет себя как оккупант: ресурсы растения, предназначенные для внутреннего употребления (для роста, цветения, плодоношения, корнеобразования) он использует в своих целях. Например, содержание белка в листьях растений табака, зараженных вирусом табачной мозаики, практически не меняется. В то же время вирусный белок может составлять до 3/4 белка листьев, то есть синтез вирусного белка происходит за счет нормальных белков растения. Не приходится удивляться, что растение, зараженное вирусом, хуже растет. Некоторые вирусы являются сравнительно мягкими оккупантами. Например, ущерб от заражения вирусом X картофеля бывает столь незначителен, что этот вирус одно время называли «вирусом здорового картофеля». Другие вирусы очень вредны. Одни из самых вредоносных – вирусы, паразитирующие в сосудах. Закупоривая сосуды, они препятствуют свободной циркуляции воды и растворенных в ней гормонов, сахаров и минеральных солей, вызывая пожелтение листьев, задержку роста и всевозможные уродства. Пожелтевшие листья растений картофеля, зараженного вирусом скручивания листьев, часто бывают даже сладкими на вкус из–за избытка сахаров, которые образуются при фотосинтезе, но не успевают своевременно оттекать из листьев из–за уменьшения пропускной способности сосудов.
Читайте также
Как объекты передвигаются в космосе?
Как объекты передвигаются в космосе? Гравитация — вот та сила, которая притягивает во Вселенной один объект к другому. Это та сила, которая заставляет космические объекты двигаться в сторону Земли.Только во времена Галилео Галилея (1564–1642) были предприняты попытки
Как передвигаются гребешки?
Как передвигаются гребешки? Неизвестно, почему этих моллюсков назвали гребешками. Они больше похожи на устриц, тоже живут в раковинах и по виду ничем не напоминают гребни. Разве что так их назвали гурманы, которые любят полакомиться мясом этих моллюсков. Единственной
Что такое вирусы?
Что такое вирусы? «Вирусы (от латинского – virus, то есть «яд») – неклеточные формы жизни. Состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Открыты в 1892 году Д.И. Ивановским. Вирусы – внутриклеточные паразиты, они размножаются только в живых клетках,
Вирусы и их хозяева
Вирусы и их хозяева Вирусам нельзя задерживаться в одном–единственном организме. Смерть организма грозит вирусу гибелью, и необходимо заблаговременно озаботиться поисками нового пристанища. Поэтому, размножившись в одном, вирусы стремятся заразить другие организмы,
Вирусы и рак у человека
Вирусы и рак у человека У животных в течение всей жизни постоянно происходит самообновление тканей в результате ограниченного, управляемого роста и деления клеток. Старые клетки уходят из жизни, когда работающий в них таймер выключает их способность к делению; их место
Вирусы насекомых
Вирусы насекомых В отличие от вирусов человека, животных и растений, вирусы насекомых накапливаются в организме хозяина в огромных количествах – до трети массы тела! То есть больное насекомое может быть просто нафаршировано вирусом.Вирусные болезни обнаружены у очень
Вирусы пчел
Вирусы пчел «Из летка не пахнет, как прежде, спиртовым, душистым запахом меда и яда, не несет оттуда теплом полноты, а с запахом меда сливается запах пустоты и гнили. сонные, ссохшиеся пчелы в разные стороны бредут рассеянно по дну и стенкам улья. Вместо чисто залепленного
Вирусы бактерий: бактериофаги
Вирусы бактерий: бактериофаги Три столетия прошло с тех пор, как голландский коммерсант Антони ван Левенгук первым из людей увидел микробы в им же самим сконструированный микроскоп. Сейчас даже ребенок знает, что мир вокруг нас кишит бактериями. И вот оказалось, что
Вирусы
Вирусы Вам, наверное, приходилось слышать о вирусах гриппа, бешенства, герпеса, СПИДа. Эти вирусы вызывают болезни человека и животных. Существуют вирусные заболевания растений, например табачная мозаика, при которой листья табака покрываются беловатыми пятнами. Даже
«Полезные» вирусы
«Полезные» вирусы Не нужно думать, что вирусы доставляют человеку одни неприятности. С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска – результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению. Пестролепестность тюльпанов вызывает
Психические вирусы
Психические вирусы Все бедствия есть результат отрицательного мышления людей. Что такое представляют собою смертельные вирусы? Это вернувшиеся к человеку посланные им в пространство мысли. Каждый отдельный вирус, как и отдельная незначительная мысль, кажется
Источник
