Краткое содержание: Параграф § 45 / Биология 10 класс

Происхождение и особенности вирусов

Помимо клеточных организмов, в природе существуют неклеточные формы жизни — вирусы. Они обладают некоторыми признаками живого, например, наследственностью, но не способны к самостоятельному обмену веществ и размножению вне клетки хозяина. Вне живой клетки они ведут себя как инертные, кристаллизующиеся частицы. Вирусы представляют собой переходную группу между живой и неживой природой.

Открытие вирусов произошло в 1892 году благодаря русскому ученому Дмитрию Иосифовичу Ивановскому, который изучал мозаичную болезнь табака. Термин «вирус» (от лат. virus – яд) был предложен позже М. Бейеринком. Активное изучение вирусов началось во второй половине XX века после изобретения электронного микроскопа.

Строение и жизненный цикл вирусов

Вирусы очень малы, их размеры колеблются от 15 до 400 нм. Они имеют довольно простое строение. Вирусная частица, или вирион, состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков. Нуклеиновая кислота, представляющая собой генетический материал вируса, заключена в защитную белковую оболочку, называемую капсидом. Некоторые вирусы, кроме капсида, имеют еще дополнительную белково-липидную мембрану, образующуюся из мембраны клетки-хозяина.

Форма вирионов разнообразна: многогранная (икосаэдр), палочковидная (например, вирус табачной мозаики), нитевидная, пулевидная, сферическая (например, вирус гриппа), или округлая (например, бактериофаг). Вирусы, содержащие РНК (РНК-содержащие вирусы), часто называют ретровирусами. Например, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) – это ретровирус, содержащий две молекулы РНК и фермент обратную транскриптазу (ревертазу).

Жизненность вируса проявляется только в клетке-хозяине. При внедрении в клетку-хозяина вирус начинает размножаться, используя ресурсы и ферменты клетки. Этот процесс приводит к гибели клетки-хозяина. Размножение вирусов происходит по принципу «клетка-хозяин – вирус гриппа».

Механизм поражения клетки и жизненный цикл ВИЧ

Проникновение вируса в клетку начинается с прикрепления вируса к специфическим белковым рецепторам на поверхности клетки. У ВИЧ, как у ретровируса, после проникновения в клетку с помощью фермента обратной транскриптазы на матрице вирусной РНК сначала синтезируется одна цепь вирусной ДНК. Затем происходит репликация, в результате чего образуется двухцепочечная вирусная ДНК, которая затем встраивается в геном клетки-хозяина. На матрице вирусной ДНК происходит транскрипция, синтезируются вирусные РНК и белки. После синтеза новых вирусных частиц происходит их сборка (самосборка) и выход из клетки путем почкования от клеточной мембраны, которая становится вирусной оболочкой. При этом клетка-хозяин погибает, а новые вирионы поражают другие клетки.

Бактериофаги

Бактериофаги (или фаги) – это вирусы, поражающие бактерии. Они имеют головку, содержащую ДНК, и хвостовой отросток с нитями, которые контактируют с рецепторами на поверхности бактерии. В процессе заражения ДНК фага впрыскивается в клетку бактерии, где она встраивается в бактериальную ДНК. Это приводит к синтезу фаговых ДНК и белков, сборке новых фагов и лизису (гибели) бактериальной клетки.

Роль вирусов

Вирусы вызывают множество заболеваний растений, животных и человека, таких как мозаичная болезнь табака, грипп, корь, оспа, полиомиелит, ВИЧ. Существуют также онкогенные вирусы, которые могут превращать нормальные клетки в раковые. Некоторые вирусные частицы могут длительное время сохраняться внутри клетки-хозяина, не оказывая влияния на ее жизнедеятельность, но могут активироваться под воздействием определенных факторов. Важно отметить, что отдельные вирусные частицы могут играть роль в переносе генетической информации между клетками и тканями.