ГДЗ: Параграф § 45 / Биология 10 класс

Ответ:

Вирионы, или вирусные частицы, состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), которая является наследственным материалом, и белковой оболочки, называемой капсидом. У некоторых вирусов (например, вируса гриппа или ВИЧ) имеется дополнительная белково-липидная мембрана, образованная из мембраны клетки-хозяина. Различия между вирусами заключаются в типе нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), форме капсида (многогранник, спираль, палочка и т.д.) и наличии или отсутствии внешней мембраны.

Ответ:

Свойства, сближающие вирусы с живыми организмами:

• Наличие генетического материала (ДНК или РНК), обеспечивающего наследственность и изменчивость.
• Способность к размножению (репликации) внутри живой клетки.

Свойства, отличающие вирусы от клеточных организмов:

• Неклеточная форма организации.
• Неспособность к самостоятельному обмену веществ (метаболизму).
• Неспособность к размножению вне клетки-хозяина (облигатные внутриклеточные паразиты).
• Вне клетки-хозяина находятся в виде инертных, способных к кристаллизации частиц (вирионов).

Ответ:

Проникновение и размножение бактериофагов и ВИЧ

Бактериофаги: Прикрепляются к клеточной стенке бактерии с помощью хвостовых нитей, затем вводят свою ДНК в бактериальную клетку через хвостовой отросток. Внутри бактерии ДНК фага встраивается в геном или начинает реплицироваться, инициируя синтез новых фаговых белков и сборку новых вирионов. Бактериальная клетка погибает (лизируется), выпуская новые фаги.

ВИЧ (ретровирус): Прикрепляется к белковым рецепторам (CD4) клетки-мишени (Т-лимфоциты, макрофаги) и проникает в нее. Внутри клетки вирусная РНК с помощью фермента обратной транскриптазы превращается в двухцепочечную ДНК. Эта ДНК встраивается в геном клетки-хозяина. Затем происходит синтез вирусных РНК и белков, сборка вирионов и их выход из клетки почкованием, при этом мембрана клетки становится оболочкой вируса. Клетка-хозяин постепенно погибает или продолжает функционировать, производя вирусные частицы.

Различия:

• Бактериофаг вводит только ДНК; ВИЧ проникает полностью с РНК и обратной транскриптазой.
• Бактериофаг использует матрицу ДНК для репликации и синтеза белка; ВИЧ сначала использует РНК для синтеза ДНК (обратная транскрипция).
• Бактериофаг вызывает быстрый лизис клетки; ВИЧ часто вызывает постепенную гибель клетки или ее длительное существование как производителя вируса.

Ответ:

Обратная транскриптаза (ревертаза) – это фермент, который содержится в вирионах ретровирусов, таких как ВИЧ. Его основная роль – катализировать процесс обратной транскрипции: синтез одноцепочечной ДНК на матрице вирусной РНК ( \( \text{РНК} \implies \text{ДНК} \) ). Этот процесс является ключевым для ретровирусов, так как позволяет их генетическому материалу (ДНК-копии) встроиться в геном клетки-хозяина.

Ответ:

Сущность обратной транскрипции заключается в синтезе молекулы ДНК, используя в качестве матрицы молекулу вирусной РНК. Эту реакцию катализирует фермент обратная транскриптаза (ревертаза).

Для ретровирусов (например, ВИЧ) этот процесс критически важен, потому что их генетический материал — это РНК. Чтобы вирус смог размножаться и использовать белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина, ему необходимо встроить свою наследственную информацию в ее геном. Это возможно только в виде двухцепочечной ДНК-копии, которая синтезируется после обратной транскрипции.

Ответ:

Жизненный цикл ВИЧ включает следующие ключевые этапы:

• Прикрепление и проникновение: Вирион ВИЧ прикрепляется к белковым рецепторам клетки-мишени и проникает внутрь.
• Обратная транскрипция (стадии а и б на рис. 180): На матрице вирусной РНК с помощью обратной транскриптазы синтезируется одноцепочечная вирусная ДНК, затем происходит репликация, образуется двухцепочечная ДНК.
• Встраивание в ядро (стадия в): Двухцепочечная вирусная ДНК встраивается в ДНК ядра клетки-хозяина (провирус).
• Транскрипция (стадия г): На матрице провирусной ДНК синтезируются вирусные РНК.
• Трансляция (стадия д): На рибосомах клетки-хозяина синтезируются вирусные белки.
• Сборка вирионов (стадия е): Вирусные РНК и белки собираются в новые вирусные частицы.
• Выход из клетки (стадия ж): Новые вирионы выходят из клетки путем почкования, используя часть клеточной мембраны как свою внешнюю оболочку.

Ответ:

Вирусная ДНК (провирус), которая встроилась в ДНК ядра клетки-хозяина (например, в случае ВИЧ), может длительное время сохраняться в неактивном состоянии. В таком случае не происходит активной транскрипции вирусных генов, и вирионы не синтезируются. Клетка продолжает жить и делиться, передавая встроенную вирусную ДНК дочерним клеткам. Такая латентная (скрытая) инфекция может перейти в активную фазу под влиянием определенных внешних или внутренних факторов, активирующих транскрипцию вирусных генов.