Краткое содержание: Параграф § 14 / Биология 10 класс

Сущность вирусов и их строение

Вирусы — это уникальные внутриклеточные паразиты, которые не проявляют признаков живого организма вне клетки-хозяина. Они не способны к самостоятельному обмену веществ, размножению и движению. Вирусы используют биосинтетические и энергетические системы клетки-хозяина для собственного воспроизведения. Отличительной чертой вирусов является наличие только одного типа нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК, которая служит носителем генетической информации. По этому признаку их делят на ДНК- и РНК-содержащие.

Различают простые и сложные вирусы. Простые вирусы состоят только из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, называемой капсидом. Капсид защищает нуклеиновую кислоту и несет антигенные свойства. Сложные вирусы дополнительно окружены мембраной (суперкапсидом), которая содержит липиды и сложные белки-гликопротеины, «позаимствованные» у мембраны клетки-хозяина во время выхода вирусной частицы. Примерами являются вирус табачной мозаики (простой), вирус герпеса и вирус гриппа (сложные), а также бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии, имеющие характерную структуру из головы, хвоста и хвостовых нитей.

Жизненные циклы и особенности размножения

Вирусы способны существовать в двух состояниях: покоящемся (внеклеточном) и внутриклеточном (активном). Жизненный цикл вируса протекает исключительно в клетке-хозяине. Он начинается с прикрепления вируса к рецепторам на поверхности клетки, затем происходит проникновение в клетку и освобождение нуклеиновой кислоты (депротеинизация). Внутри клетки вирусная нуклеиновая кислота использует клеточный аппарат для синтеза своих белков и новых нуклеиновых кислот. После сборки новых вирусных частиц они выходят из клетки, часто приводя к ее гибели, и заражают новые клетки. В некоторых случаях, например, при вирусной инфекции, вирусная ДНК может встраиваться в хромосому клетки-хозяина и находиться в скрытом (латентном) состоянии, передаваясь дочерним клеткам. Активация такого вируса может произойти позже.

Ретровирусы и обратная транскрипция

Особую группу составляют ретровирусы, к которым относится ВИЧ. Они нарушают «основную догму молекулярной биологии», согласно которой синтез идет только от ДНК к РНК. В капсиде ретровирусов содержится фермент — ревертаза (или обратная транскриптаза), который позволяет синтезировать ДНК на основе вирусной РНК. Эта вновь синтезированная ДНК встраивается в хромосому клетки-хозяина, где может длительное время находиться в «спящем» состоянии. Затем вирусная ДНК используется для синтеза вирусной РНК и белков, что приводит к образованию новых вирусных частиц. Родственные ретровирусам элементы — ретротранспозоны — являются подвижными участками генома, которые могут перемещаться внутри клетки и составлять значительную часть генома млекопитающих.

Профилактика вирусных заболеваний

Профилактика вирусных инфекций важна, так как эффективных антибиотиков против них нет. Основные меры профилактики включают: стимулирование иммунной системы (неспецифическая защита), вакцинацию (специфическая активная защита) и введение антител (специфическая пассивная защита). Вакцинация — это введение в организм ослабленных или убитых вирусов, их фрагментов или вирусных нуклеиновых кислот, что вызывает образование специфических антител и формирование иммунной памяти. Введение антител (иммунных сывороток) применяется, когда вакцинацию провести невозможно, и обеспечивает немедленную нейтрализацию вирусов в организме.

Вирусы и прочие неклеточные агенты: прионы

Прионы — это особые белковые инфекционные агенты, не содержащие нуклеиновых кислот. Они вызывают тяжелые поражения нервной системы (например, болезнь Крейтцфельдта-Якоба, «коровье бешенство»). Прионный белок (PrP) может существовать в нормальной (PrP^C) и патогенной (PrP^Sc) формах. Патогенный прион, попадая в организм, взаимодействует с нормальным белком и заставляет его изменять свою третичную структуру, превращая в себе подобную инфекционную форму. Прионы чрезвычайно устойчивы к химическому и физическому воздействию и накапливаются в пораженной ткани, вызывая ее повреждение и гибель.