1. Вирусология - наука...
Возникла в конце 19 в., когда русский
ученый Д.И. Ивановский (1892) впервые установил существование мельчайших
микроорганизмов, вызывающих мозаичную болезнь табака.
Первоначально вирусология развивалась
в рамках микробиологии и лишь в середине 20 века выделилась в самостоятельную
дисциплину. Вирусология занимает важное место среди медико-биологических наук,
так как вирусные болезни широко распространены у человека; кроме того, вирусы
служат моделями, на которых изучаются основные проблемы генетики и молекулярной
биологии.
2. Исследования
Несмотря на вековую историю развития учения о вирусах, до сих пор нет общепринятого определения вирусов.
Ответить на вопрос, что такое вирусы, кратко охарактеризовав как свойства вирусных частиц (вирионов), так и свойства вирусов на внутриклеточной стадии размножения, оказалось сложной задачей. При ответе на этот вопрос обычные критерии, применяемые для определения животных и растений, оказались неприемлемыми. Определение вирусов само по себе несколько произвольно, и в разное время было предложено много его вариантов.
Положение А. Львова о том, что «вирусы — это вирусы», имело важное теоретическое и практическое значение. С одной стороны, оно подчеркивало сходство всех вирусов, несмотря на большое разнообразие, с другой — выделяло их в самостоятельное царство живой природы. Главная особенность этих наиболее просто устроенных, не имеющих клеточной организации мельчайших существ, состоит в том, что они размножаются только внутри клеток хозяев и находятся в исключительной зависимости от их структуры и метаболизма. Вирусы, подобно другим живым существам, способны размножаться, они циркулируют в природе как виды, обладающие наследственностью и изменчивостью, и могут передаваться, когда вам делают маникюр, какую-либо другую косметическую операцию.
Первоначально А. Львов (1957 г.) предложил определять вирусы как «строго внутриклеточные, потенциально патогенные агенты с инфекционной фазой развития»:
1. Содержащие нуклеиновую кислоту только одного типа
2. Репродуцирующиеся в форме генетического материала
3. Неспособные к росту и бинарному делению
4. Лишенные «системы Липмана» (т.е. одной из ферментных систем, участвующих в производстве энергии).
В другом определении (С. Лурия, Дж. Дарнелл, 1967) вирусы рассматриваются как «объекты, геномы которых состоят из нуклеиновой кислоты и репродуцируются в живых клетках, используя их синтетический аппарат, они вызывают синтез специализированных структур, способных переносить геном вируса в другие клетки».
Во втором определении подчеркнуто два существенных качества вируса:
1. Наличие у вируса собственного генетического материала, использующего биохимический аппарат клетки-хозяина
2. Существование у вирусов внеклеточной инфекционной формы, представленной вирионами, которые служат для введения генома вируса в другие клетки или в другой организм.
Таким образом, в отличие даже от самых мелких микроорганизмов, таких как риккетсии, хламидии и микоплазмы, вирусы не имеют клеточной организации, хромосомных генов, рибосомальнои системы и митохондриального аппарата.
Приведенные выше определения подчеркивают существенные различия между внутриклеточными и внеклеточными формами существования вирусов.
3. Систематика
Вирусы отнесены к царству Vira. В основу их классификации положен тип нуклеиновой кислоты, образующей геном. Соответственно выделяют рибовирусы (РНК-вирусы) и дезоксирибовирусы (ДНК-вирусы). Для вирусов предложены следующие таксономические категории (по восходящей): Вид (Species) —> Род (Genus) —> Подсемейство (Subfamilia) —> Семейство (Familia). Но категории подсемейств и родов разработаны не для всех вирусов. Видовые названия вирусов обычно связывают с вызываемыми ими заболеваниями (например, вирус бешенства) либо по названию места, где они были впервые выделены (например, вирусы Коксаки, вирус Эбола). Если семейство включает большое количество видов, то видовые названия дают в соответствии с антигенной структурой и разделяют их на типы (например, аденовирус 32 типа или вирус герпеса 1 типа). Реже используют фамилии учёных, впервые их выделивших (например, вирус Эпстайна-Барр или вирус саркомы Рауса). Иногда используют устаревшие названия групп вирусов, отражающих их уникальные эпидемиологические характеристики (например, арбовирусы)
4. Уровень организации
Молекулярно-генетический уровень жизни — это уровень функционирования биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов) и других важных органических соединений, лежащих в основе процессов жизнедеятельности организмов.
 |
Схема
строения вируса (а) и бактериофага (б); 1— нуклеиновая кислота; 2 — белковая
оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная пластинка; 5 — отростки (нити)
|
Вирусы представляют собой переходную форму между неживой и живой материей.
Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм в диаметре.
5. Химический состав
Непременным компонентом вирусной частицы является какая-либо одна из двух нуклеиновых кислот, белок и зольные (оксиды металлов, сульфаты и карбонаты металлов — гипс, мел, пирит) элементы. Эти три компонента являются общими для всех без исключения вирусов, тогда как остальные двалипоиды и углеводы - входят в состав далеко не всех вирусов.
Вирусы, состоящие только из белка нуклеиновой кислоты и зольных элементов, чаще всего принадлежат к группе простых, так называемых минимальных, вирусов, лишенных дифференциации, собственных ферментов или каких-либо специализированных структур. Эти вирусы представляют собой нуклеопротеиды или нуклеокапсиды и состоят из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и нескольких кодируемых ею белков, формирующих вирусную оболочку вокруг нуклеиновой кислоты — капсид. К такого рода вирусам принадлежат вирусы растений, некоторые вирусы животных и насекомых.
Сложно организованные вирусы содержат дополнительные оболочки, белковые или липопротеидные, и имеют более сложный химический состав. Помимо нуклеиновой кислоты и белков, они содержат липиды в наружных оболочках и углеводы в составе белков наружных оболочек (гликопротеидов). Большая часть вирусов этой группы паразитирует на животных.
6. Классификации вирусов
Современная классификация вирусов ICTV (международный комитет по таксономи вирусов) включает семь отрядов вирусов:
 |
| Caudovirales |
 |
| Herpesvirales |
 |
| Ligamenvirales |
 |
| Mononegavirales |
 |
| Nidovirales |
 |
| Picornavirales |
 |
| Tymovirales |
Американский ученый лауреат Нобелевской премии Дейвид Балтимор разработал классификацию вирусов по Балтимору основанную на различных типах геномной нуклеиновой кислоты у вирусов и способа ее репликации:
1 класс - вирусы, содержащие двуцепочную ДНК;
2 класс - вирусы, содержащие одноцепочную ДНК;
3 класс - вирусы, в которых РНК способна к репликации;
4 класс - вирусы, содержащие одноцепочную РНК, на которой непосредственно может идти синтез белка на рибосомах клетки хозяина;
5 класс - вирусы, содержащие одноцепочную РНК, которая не может быть транслирована на рибосомах клетки хозяина, а предварительно требует транскрипция вирусными РНК-полимеразами;
6 класс - вирусы, содержащие одноцепочную РНК, реплицирующиеся через стадию встраивания в матрицу ДНК генома хозяина при помощи фермента - интегразы;
7 класс - вирусы, содержащие двуцепочную ДНК, реплицирующиеся через стадию одноцепочной РНК.
7. Специфичность
Вирусам — как облигатным паразитам — присуща еще и весьма высокая специфичность применительно к организмам-хозяевам (вирусы бактерий, грибов, растений, животных) и, даже тканям (вирусы бешенства и полиомиелита — в отношении нервной ткани, вирус оспы — в отношении кожи, аденовирусы — в отношении железистой ткани).
Специфичность в отношении хозяина частично обусловлена белком оболочки, а также количеством специфических рецепторов, обеспечивающих взаимодействие вируса с клеткой, которое обычно ограничено. Наличие в геномах чувствительных клеток соответствующих промоторов, обеспечивающих полноценную репродукцию возбудителя.
8. Образ жизни
Все вирусы – внутриклеточные паразиты. В ведут паразитический образ жизни. Проникая внутрь клетки хозяина, вирусы «заставляют» их синтезировать нуклеиновые кислоты и белки, из которых образуют для себя новые вирусные частицы. Затем вирусы постепенно или все сразу выходят из клетки, в которой образовались. В последнем случае клетка разрывается и погибает.
9. Виды вирусных инфекций
Вирусные инфекции принято делить на антропонозы (ими заражается только человек) и зоонозы (болезни животных, которые передаются и человеку, например, бешенство). Вирусные инфекции бывают острыми, а также рецедивирующими (хроническими). Сущевствует несколько видов вирусных инфекций.
1. Продуктивная вирусная инфекция с образованием дочерних популяций и характерными клиническими проявлениями возможна лишь при наличии в заражённом организме чувствительных клеток, в которых осуществляется репродуктивный цикл возбудителя. Например, возбудитель полиомиелита
2. Абортивная инфекция развивается при проникновении возбудителя в нечувствительные клетки (например, при попадании вируса лейкоза коров в организм человека) либо в клетки, не способные обеспечить полный репродуктивный цикл
3. Персистирующая вирусная инфекция возникает при таком взаимодействии между вирусом и заражённой клеткой, когда в последней продолжается выполнение собственных клеточных функций. Если заражённые клетки делятся, образуется инфицированный клон. Таким образом, увеличение числа заражённых клеток способствует увеличению общей популяции возбудителя в организме.
Например, внутриутробное заражение вирусом коревой краснухи или цитомегаловирусом (ЦМВ) приводит к ограниченному по времени персистированию возбудителя.
4. Латентная (скрытая) вирусная инфекция. В то время как персистирующие инфекции сопровождаются постоянным высвобождением дочерних вирусных популяций, при латентных поражениях они образуются спорадически. Репродуктивный цикл подобных возбудителей резко замедляется на поздних стадиях и активируется под влиянием различных факторов. Латентные инфекции характерны для большинства герпес вирусов, вызывающих рецидивирующие и обычно не прогрессирующие заболевания.
5. Инаппарантные инфекции. Сопровождаются бессимптомной циркуляцией незначительных количеств возбудителя в отдельных органах. Собственно, и латентные инфекции можно расценивать как хронически протекающие инаппаратные инфекции, при которых устанавливается баланс между организмом и возбудителем.
6. Дремлющая (криптогенная) вирусная инфекция — форма проявления вирусной инфекции при которой возбудитель в неактивном состоянии находится в отдельных очагах (например, в нервных ганглиях). Клинически инфекция проявляется лишь при резком ослаблении защитных сил организма. Например, вирус герпеса 3 типа, вызывающий при первичном заражении ветряную оспу, пожизненно сохраняется в организме. Рецидив заболевания в форме опоясывающего лишая возможен лишь при нарушениях иммунного статуса (наиболее часто в пожилом возрасте).
7. Медленные вирусная инфекции характеризуются длительным инкубационным периодом (месяцы и годы), в течение которого возбудитель размножается, вызывая всё более явные повреждения тканей. Первоначально возбудитель размножается в ограниченной группе клеток, но постепенно инфицирует всё большее их число. Заболевания заканчиваются развитием тяжёлых поражений и смертью больного. К медленным вирусным инфекциям относят подострый склерозирующий панэнцефалит, ВИЧ-инфекцию и др.
10. Проникновение в организм и клетку
Основные пути проникновения вирусов в организм человека:
• воздушно-капельный путь;
• через рот и кишечник;
• через кожу и слизистые оболочки, в том числе через конъюнктиву;
• с помощью членистоногих переносчиков - насекомых;
• через медицинские шприцы и другие приспособления.
Проникновение вирусов в клетку:
Взаимодействие вируса с клеткой имеет несколько этапов: прикрепление к клетке, проникновения. Прикрепления вируса представляет собой специфическое связывание белка вириона с рецепторами клетки. В дальнейшем вирус проникает через плазматическую мембрану.
 |
| Схема проникновения вируса в клетку (А) и выхода из клетки вирусных частиц (Б). |
http://titorovanatali.ru/index.php/lectures-botany/104-lecture2
11. Жизненный цикл
Жизни вируса можно разделить на две главные фазы. На одной из них он существует в виде вириона вне клеток живых организмов, а на второй - внутри живых клеток. В форме вириона вирусы не способны к росту и размножению и поддержания гомеостаза. Но в этом состоянии они способны образовывать кристаллы, не характерно для живых организмов. Главная задача вириона - найти нужную клетку и проникнуть в нее. Осуществляться это может как путем простого механического переноса (например, капельный путь передачи вируса гриппа), так и с помощью посредников (например, перенос вирусов растений с помощью тлей).
После обнаружения нужной клетки (вирус узнает ее за специфическими рецепторами, расположенными на мембране) вирус проникает в ее цитоплазму. Это может достигаться несколькими путями. Вирусы животных могут маскироваться под какую-то важную макромолекулу, и клетка сама их поглощает путем эндоцитоза. Вирусы растений проникают в клетки, используя механические повреждения клеточной стенки, а затем распространяются по цитоплазматическим мостикам между клетками. Некоторые бактериофаги с помощью специальных структур капсида просто протыкают клеточную стенку и мембрану клетки и впрыскивают внутрь свою нуклеиновую кислоту.
После попадания в цитоплазму вирус блокирует работу ДНК клетки-хозяина и начинает управлять работой систем клетки. Он использует ее ресурсы для синтеза собственных белков и нуклеиновых кислот. Из синтезированных белков и нуклеиновых кислот путем само-сборки образуются новые вирионы. Когда ресурсы клетки заканчиваются, она погибает, а вирионы выходят в окружающую среду.
Существует еще один вариант развития событий после попадания вируса в клетку. В этом случае ДНК вируса (или ДНК, синтезированная с вирусной РНК с помощью специального фермента обратной транс-криптазы) встраивается в ДНК клетки-хозяина. В таком состоянии она может оставаться неактивным очень долго. Интересно, что во время своего размножения клетка будет воспроизводить ДНК вируса, передавая его двум своим дочерним клеткам. Такое состояние клетки называется носительством. Если организм хозяина по каким-то причинам начинает ослабевать и уменьшает активность своей системы защиты, скрытая вирусная ДНК может начать активную деятельность и вызвать острую фазу вирусной инфекции.
 |
| Жизненный цикл бактериофага |
12. Защита от вирусов
Разработать лекарство, убивающее непосредственно вирус, пока представляется невозможным. Остается только подготовить организм к встрече с вирусом, чтобы иммунитет сам выявил и уничтожил врага. Этому служат прививки. Прививки остаются самым надежным средством профилактики и защиты от вирусов. Как сделать прививку, чтобы она помогла?
Как устроена вакцина. Вакцина должна содержать белковый материал, характерный для данного вируса. Тогда иммунитет организма заблаговременно ознакомится с этими белками. Как только он увидит эти белки, то сразу выделит антитела и начнет уничтожать захватчика. При этом в вакцине не должно быть живых вирусов, способных к проникновению в клетки, а то получится уже не вакцина, а преднамеренное заражение. В вакцине не должно быть посторонних примесей, иначе снизится эффективность подготовки иммунитета и появится вероятность побочных эффектов. Вирусы попадают в организм из внешней среды. Одним из эффективных средств борьбы является гигиена. Нужно просто не допустить, чтобы вирус попал в организм. Многие вирусы передаются при непосредственном контакте, например, вирусы гепатита, герпеса, ВИЧ и другие. Избегайте непосредственного тесного контакта с малознакомыми людьми, их личными вещами, чужой посудой и предметами личной гигиены. Некоторые вирусные инфекции передаются воздушно-капельным путем. Это грипп, ОРВИ (острая респираторная вирусная инфекция). Гигиеническая маска (марлевая повязка) на лицо позволяет в некоторой степени снизить вероятность заражения. Не стесняйтесь ее носить. Но маску надо регулярно заменять на чистую, иначе она теряет свою эффективность. А лучше носите респиратор. Хороший респиратор намного эффективнее маски. Некоторые вирусы переносят насекомые (энцефалит, малярия). Применяйте инсектициды.
13. Роль в эволюции организмов, жизни человека и других видов, в генной инженерии
Данные, накопленные в середине 70-х гг. ХХ века, говорят о том, что вирусы могут играть большую роль в эволюции клеточных организмов, в клетках которых они паразитируют, - прокариот, растений и животных.
Во-первых, вирусы - мощный мутагенный фактор. После вирусных заболеваний (инфекционная желтуха, корь, грипп, энцефалит и др.) у человека и животных резко возрастает число поврежденных хромосом. Таким образом, вирусы являются поставщиками новых мутаций для естественного отбора. Во-вторых, геном вируса может включаться в геном хозяина, и вирусы могут переносить генетическую информацию не только от одной особи данного вида к другой, но и от одного вида к другому. Экспериментально показано, что с помощью вирусов участки ДНК от одного вида могут передаваться другому виду . Вирусы играют большую роль в жизни человека. Они являются возбудителями ряда опасных заболеваний – оспы, гепатита, энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и др.
14. Происхождение
 | |||
| Уэнделл Мередит Стэнли - американский вирусолог и биохимик. | Нобелевская премия по химии (1946, совместно с Дж. Самнером и Дж. Нортропом). |
Версии происхождения вирусов:
1. По одной гипотезе (П. Одюруа, П. П. Лендлоу) и вирусы и фаги являются регрессивными формами одноклеточных организмов, утративших клеточную структуру в результате длительного внутриклеточного паразитирования в организме животных или растений (действительно, вирусы представляют собой эталонный вариант облигатного паразитизма - паразит, не способный жить и размножаться вне своего хозяина). Но трудно допустить, что такой регресс был общим для всей группы организмов. Паразитизм не выводит тот или иной вид за пределы своего класса.
2. Большинство исследователей придерживаются другой гипотезы, согласно которой современные вирусы и фаги являются потомками первичных возникших на Земле доклеточных организмов, образовав специализированную ветвь облигатных внутриклеточных паразитов (паразит, не способный к жизни вне организма хозяина). Некоторые ученые думают, что нельзя совершенно исключить возможность существования и в настоящее время свободноживущих неклеточных организмов, ведущих сапрофитный образ жизни (получают питательные вещества из отмерших остатков животных и растений) (Н. Г. Холодный, Смородинцев).
3. Гипотеза об эндогенном происхождении вирусов. Согласно ей, вирусы представляют собой фрагмент когда-то клеточной нуклеиновой кислоты, который приспособился к сепаратной (отдельной) репликации.
4. Наряду с этим существует и «космическая» гипотеза, согласно которой вирусы вообще не эволюционировали на Земле, а были занесены к нам из Вселенной посредством каких-либо космических тел.
Спор о природе вирусов имеет не только теоретический интерес, но и большое практическое значение. Ясно, что мероприятия по борьбе с вирусными болезнями человека, животных и растений будут совершенно различными в зависимости от того, вызываются ли они живыми организмами, или же они возникают в результате попадания в организм или образования в нем каких-то веществ. Все мероприятия по борьбе с вирусными инфекциями исходят из признания живой природы вирусов. И практика доказала эффективность этих мероприятий.
1 комментарий:
1) Просьба указать кто изображен на фото. Автор названия "вирусы"?
2) Нет конкретной информации о методиках исследований вирусов в лабораториях.
3) Подробное изложение.
4) Единицы измерения можно использовать боле современные (нм).
5) Уточнить слово "Зольные".
6) Как рисунки соотносятся конкретно с текстом, нет примеров.
7) Нет примеров видоспецифичности.
8) Биологические ошибки.
9) Продумать слова-аналоги (специфические термины),орфография.
10)Лишняя информация
11)Название 2 схемы
12) Уточнить: насекомые и энцефалит?
13) Лишняя информация (соответствие теме?).
14) Много лишнего?
Отправить комментарий