Цитотехнології

Заняття № 22

Тема. Віруси. Будова, життєві цикли вірусів. Небезпечні вірусні хвороби людини

Мета: вивчити особливості будови клітин еукаріотів та прокаріотів, вірусів.

Література: Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11 кл. серед. загальноосвіт. шк.) М.Є.Кучеренко та інш. – К.: Генеза, 2000. – 464с. § 25

л.2. Тагліна О.В. Біологія. 10 кл. (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256с.: іл. §32 -34.

План

1. Характеристика вірусів.

2. Життєвий цикл вірусів

3. Вірусні хвороби.

1. Віруси – неклітинні форми життя.

Відкриття вірусів належать Д.І. Івановському – вченому, який тривалий час працював в Україні, зокрема в Нікітському ботанічному саду. У 1892р. Д.І.Івановський довів існування групи збудників захворювань, які згодом назвали – віруси (від лат. Вірус – отрута).

Віруси складань окреме царство живої природи царство Віра. Від представ-ників інших царств віруси відрізняються тим, що не мають клітинної будови. Віруси поза клітиною хазяїна не проявляють ознак живих організмів: у них відсутні обмін речовин, ріст, розмноження, подразливість. Лише взаємодіючи з синтезуючими апаратами клітин хазяїв, віруси здатні проявляти свою житєдіяльність.

У вірусів є лише один вид нуклеїнової кислоти (РНК чи ДНК, унаслідок чого розрізняють РНК та ДНК – вмісні віруси). У них відсутні власні білок синтезуючі системи: нуклеїнова кислота вірусів здатна викликати синтез вірусних частинок клітиною-хазяїном. Отже, віруси можна визначити як своєрідні неклітинні форми життя, які здатні проникати в живі клітини і лише там здійснювати свої процеси життєдіяльності. Подібно до інших організмів віруси мають власний спадковий матеріал, який кодує синтез вірусних частинок з біохімічного матеріалу клітини-хазяїна, використовуючи її біосинтетичний апарат та енергію.

Вірусні частинки мають розміри від 15 до сотень нанометрів.

Життєвий цикл вірусу складається з двох фаз: позаклітинної, на якій він не проявляє жодних ознак життєдіяльності та внутрішньоклітинної. Вірусні частинки утворюються в клітині-хазяїні та потрапляють у зовнішнє середо-вище після її загибелі. Поза клітиною-хазяїном віруси існують у формі віріонів. Віріон – це нуклеїнова кислота, упакована в спеціальну білкову оболонку – капсид. Залежно від структури і хімічного складу оболонки віруси поділяють на прості та складні. Оболонка простих вірусів складається лише з білкових субодиниць. Складні віруси, на відміну від простих, можуть бути додатково вкритими ліпопротеїдною поверхневою мембраною. Яка становить собою частину плазматичної мембрани клітини-хазяїна, та крім цього включає також глюкопротеїди (наприклад віруси віспи, гепатиту В). кількість білків, з яких складається капсид, невелика. Їх характерною властивістю є здатність до само збирання. Морфологічні форми капсидів не дуже різноманітні. У більшості випадків вони мають форму палички, нитки, кульки або правильного багатогранника, проте, трапляються віруси, які мають і більші складну будову.

За будовою вірусні НК помітно відрізняються від таких клітинних організмів. Вірусні ДНК чи РНК можуть мати вигляд одноланцюгових або дволанцюгових спіралей, що утворюють лінійні чи кільцеві форми.

2. Механізм проникнення вірусу до клітини-хазяїна. Проникнення вірусу в клітину-хазяїна починається із взаємодії вірусної частинки з поверхнею клітини, на якій є особливі рецепторні ділянки. Оболонка вірусу має відповідні прикріпні білки, що впізнають ці ділянки. Саме цим забезпе-чується висока специфічність вірусів стосовно клітин хазяїв: часто віруси вражають лише певний тип клітин певного виду організмів. Якщо вірус прикріплюється не до рецепторних ділянок, а до інших місць поверхні клітини, то її зараження може і не відбутись.

Усередину клітини хазяїна вірус може проникнути різними шляхами. В одних випадках вірусні оболонки зливаються з клітинною мембраною (як у вірусу грипу), в інших – вірусна частинка потрапляє в клітину шляхом піноцитозу. Після чого ферменти клітини-хазяїна розщеплюють її оболонку, звільняючи НК. Після проникнення вірусу в клітину його нуклеїнова кислота передає спадкову інформацію про вірусні білки в білок синтезуючий апарат клітини. У подальшому віруси за допомогою продуктів власної життєдіяль-ності пригнічують синтез білків клітини-хазяїна і стимулюють синтез власних білків. Звільняються вірусні частинки з клітини по-різному. Часто клітина-хазяїн руйнується, звільняючи вірусні частинки.

За своєю природою віруси є облігатними паразитами (обов´ язковими) внутрішньоклітинними паразитами.

Віруси розпізнають за наслідками свого розвитку в клітинах хазяїна. Вони руйнують цілі комплекси клітин, спричиняють ураження тканин, що призво-дить до різних захворювань.

3. Хазяїнами вірусів є рослини, тварини та мікроорганізми.

Віруси рослин. У природних умовах віруси рослин поширюються шляхом прямого контакту або через переносників. Нерідко віруси потрапляють у листок через пошкодження, що виникло внаслідок тертя листків один об одного. Передаванню вірусів можуть сприяти рослини-паразити, багато вірусів переносять комахи. Генетичним матеріалом вірусів рослин найчастіше виступає РНК.

Вірусне зараження рослин зазвичай призводить або до появи жовтих цяточок на листках, або до зморшкуватості чи карликовості листків. Віруси спричиняють і затримання росту рослин, що пізніше призводить до змен-шення врожаю.

Віруси тварин. Віруси є збудниками багатьох небезпечних хвороб тварин. Вони передаються під час безпосереднього фізичного контакту, повітряно-крапельним шляхом. До серйозних вірусних захворювань тварин можна віднести ящур великої рогатої худоби, рожисте запалення очей у свиней, чуму птахів і міксоматоз кролів.

Віруси людини. Понад десять основних груп вірусів можуть спричиняти інфекційні захворювання людини. ДНК - вмісні віруси спричиняють натуральну віспу, герпес, гепатит В, а РНК - вмісні віруси –поліомієліт, гепатит А, гострі застудні захворювання, різні форми грипу, кору, паротиту. Досить поширені в наш час арбовірусні інфекційні захворювання. Природні хазяїни їх збудників –дрібні гризуни та їхні зовнішні паразити. Людині ці віруси передаються через укуси кровосисних комах. Більшість цих вірусів є збудниками енцефалітів і геморагічних пропасниць.

Організм людини, тварин і рослин має захисні механізми, здатні протистояти вірусним інфекціям. Так, у відповідь на проникнення вірусів в організмі виробляються антитела білкової природи (імуноглобуліни). Вони здатні зв’язувати антигени у комплекс антиген-атитело, який знешкоджується імунною системою.у результаті такої взаємодії змінюється структура вірусної оболонки або антитела блокують її прикріпні білки, унаслідок чого вони не можуть зв’язуватись з рецепторними ділянками плазматичної мембрани клітин.

У відповідь на проникнення вірусу в клітину можуть вироблятись захисні білки – інтерферони, що пригнічують розмноження вірусів. На відміну від антитіл, інтерферони не мають специфічності по відношенню до певних видів вірусів. Їх застосовують у лікуванні та профілактиці багатьох вірусних захворювань.

Існує декілька версій походження вірусів. Згідно з однією з гіпотез, віруси утворилися шляхом спрощення бактерій, які перейшли до внутрішньоклітинного паразитизму.

Згідно з іншою точкою зору, віруси утворилися з мобільних генетичних елементів клітин-хазяїна, які набули здатності переміщатися не лише в межах одного геному, а й поза батьківською клітиною. Цілком можливо, що різні віруси мають різне походження, і правильними є обидві гіпотези.