Віруси відкриті Д.І.Івановським (1892, вірус тютюнової мозаїки).
Якщо віруси виділити у чистому вигляді, то вони існують у формі кристалів (у них немає власного обміну речовин, розмноження та інших властивостей живого). Через це багато вчених вважають віруси проміжною стадією між живими та неживими об'єктами.
Віруси – це неклітинна форма життя.Вірусні частинки (віріони) - це не клітини:
- віруси набагато менші за клітини;
- віруси набагато простіше клітин за будовою - складаються тільки з нуклеїнової кислоти та білкової оболонки, що складається з безлічі однакових молекул білка.
- віруси містять або ДНК, або РНК.
Синтез компонентів вірусу:
- У нуклеїновій кислоті вірусу міститься інформація про вірусні білки. Клітина робить ці білки сама на своїх рибосомах.
- Нуклеїнову кислоту вірусу клітина розмножує сама за допомогою своїх ферментів.
- Потім відбувається самоскладання вірусних частинок.
Значення вірусів:
- викликають інфекційні захворювання (грип, герпес, СНІД тощо)
- деякі віруси можуть вбудовувати свою ДНК у хромосоми клітини-хазяїна, викликаючи мутації.
СНІД
Вірус СНІДу дуже нестійкий, на повітрі легко руйнується. Заразитися їм можна лише при статевих контактах без презервативу та при переливанні зараженої крові.
Відповідь
Встановіть відповідність між ознаками біологічного об'єкта та об'єктом, до якого належить дана ознака: 1) бактеріофаг; 2) кишкова паличка. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) складається з нуклеїнової кислоти та капсиду
Б) клітинна стінка із муреїну
В) поза організмом знаходиться у вигляді кристалів
Г) може бути в симбіозі з людиною
Д) має рибосоми
Е) має хвостовий канал
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Доклітинні форми життя вивчає наука
1) вірусологія
2) мікологія
3) бактеріологія
4) гістологія
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Вірус СНІДу вражає у крові людини
1) еритроцити
2) тромбоцити
3) лімфоцити
4) кров'яні платівки
Відповідь
Відповідь
2. Виберіть три правильні відповіді з шести та запишіть цифри, під якими вони вказані. Віруси, на відміну бактерій
1) мають неоформлене ядро
2) розмножуються лише в інших клітинах
3) не мають мембранних органоїдів
4) здійснюють хемосинтез
5) здатні кристалізуватися
6) утворені білковою оболонкою та нуклеїновою кислотою
Відповідь
3. Виберіть три правильні відповіді з шести та запишіть цифри, під якими вони вказані. Віруси, на відміну від бактерій
1) мають клітинну будову
2) мають неоформлене ядро
3) утворені білковою оболонкою та нуклеїновою кислотою
4) відносяться до вільноживучих форм
5) розмножуються лише в інших клітинах
6) є неклітинною формою життя
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Клітини яких організмів уражаються бактеріофагом?
1) лишайників
2) грибів
3) прокаріот
4) найпростіших
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Вірус імунодефіциту вражає насамперед
1) еритроцити
2) тромбоцити
3) фагоцити
4) лімфоцити
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. У якому середовищі вірус СНІДу, як правило, гине
1) у лімфі
2) у грудному молоці
3) у слині
4) на повітрі
Відповідь
Виберіть один, найбільш правильний варіант. Віруси мають такі ознаки живого, як
1) харчування
2) зростання
3) обмін речовин
4) спадковість
Відповідь
Відповідь
1. Встановіть правильну послідовність стадій розмноження ДНК-вірусів. Запишіть у таблицю відповідну послідовність цифр.
1) вихід вірусу в довкілля
2) синтез білка вірусу у клітині
3) впровадження ДНК у клітину
4) синтез ДНК вірусу у клітині
5) прикріплення вірусу до клітини
Відповідь
2. Встановіть послідовність етапів життєвого циклу бактеріофага. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) біосинтез ДНК та білків бактеріофага бактеріальною клітиною
2) розрив оболонки бактерії, вихід бактеріофагів та зараження нових бактеріальних клітин
3) проникнення ДНК бактеріофага в клітину та вбудовування його в кільцеву ДНК бактерії
4) прикріплення бактеріофага до оболонки бактеріальної клітини
5) складання нових бактеріофагів
Відповідь
Відповідь
Відповідь
1. Встановіть відповідність між ознакою організму та групою, для якої він характерний: 1) прокаріоти, 2) віруси.
А) клітинна будова тіла
Б) наявність власного обміну речовин
В) вбудовування власної ДНК у ДНК клітини господаря
Г) складається з нуклеїнової кислоти та білкової оболонки
Д) розмноження поділом надвоє
Е) здатність до зворотної транскрипції
Відповідь
Відповідь
Відповідь
Відповідь
Відповідь
Відповідь
Виберіть дві правильні відповіді з п'яти та запишіть цифри, під якими вони вказані. Обмін речовин як властивість живого характерний для
1) вірусів рослин
2) найпростіших
3) ґрунтових бактерій
4) вірусів тварин
5) бактеріофагів
Відповідь
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Найпростіші вірусиявляють собою нуклеопротеїд, який складається з нуклеїнової кислоти (РНКабо ДНК) та капсида- Білкова оболонка. Більше складні вірусимають додаткову ліпідну оболонку. Існує тип вірусів - бактеріофаги, які мають спеціальну будову, що дозволяє їм впроваджувати свій геном у клітини бактерій Бактеріофаги мають тіло, що складається з голівки з геномом, хвостик (трубка, яка транспортує геном у клітину) та відростки.
Віруси можуть потрапляти в клітину шляхом розчинення оболонки клітини або за допомогою занурення фрагментів оболонки разом з вірусом у цитоплазму або разом із піноцитозними бульбашками.
Потрапляючи у клітину, вірус починає розмножуватися з допомогою клітини, яка синтезує ДНК чи РНК вірусу. Клітина ушкоджується, а потім гине, а віруси отримують можливість уразити інші клітини. Таким чином, вірус може існувати та розмножуватися практично нескінченно. Існує величезна кількістьрізних вірусів, які спричиняють небезпечні хвороби: грип, гепатит, СНІД та інші.
Найнебезпечнішим та невивченим до кінця є вірус імунодефіциту людини (ВІЛ), який викликає синдром набутого імунодефіциту людини ( СНІД), що потрапляє в організм при статевому контакті або через кров. Цей вірус вражає клітини імунітету людини, роблячи його вразливим до будь-якої хвороби, через що людина може померти навіть від нежиті.
Віруси, що вражають організм людини та тварин, мають здатність мутувати дуже швидко розмножуватися. Цей факт робить вірусні хвороби гранично стійкими до лікування.
Історія досліджень
Вперше існування вірусу (як нового типу збудника хвороб) довів у 1892 році російський вчений Д. І. Івановський та ін. Після багаторічних досліджень захворювань тютюнових рослин, у роботі, датованій 1892 роком, Д. І. Івановський приходить до висновку, що тютюнова мозаїка викликається «бактеріями, що проходять через фільтр Шамберлана, які, однак, не здатні рости на штучних субстратах».
П'ять років по тому, при вивченні захворювань великої рогатої худоби, а саме - ящуру, був виділений аналогічний мікроорганізм, що фільтрується. А в 1898 році, при відтворенні дослідів Д. Івановського голландським ботаніком М. Бейєрінком, він назвав такі мікроорганізми «вірусами, що фільтруються». У скороченому вигляді, ця назва і позначала цю групу мікроорганізмів.
У наступні роки вивчення вірусів зіграло найважливішу роль розвитку епідеміології , імунології , молекулярної генетики та інших розділів біології. Так, експеримент Херші – Чейз став вирішальним доказом ролі ДНК у передачі спадкових властивостей. У різні роки ще як мінімум шість Нобелівських премій з фізіології та медицини та три Нобелівські премії з хімії були вручені за дослідження, які безпосередньо пов'язані з вивченням вірусів.
Будова
Просто організовані віруси складаються з нуклеїнової кислоти та кількох білків, що утворюють навколо неї оболонку. капсид. Приклад таких вірусів є вірус тютюнової мозаїки. Його капсид містить один вид білка з малою молекулярною масою. Складно організовані віруси мають додаткову оболонку – білкову або ліпопротеїнову; іноді у зовнішніх оболонках складних вірусівкрім білків містяться вуглеводи. Прикладом складно організованих вірусів є збудники грипу і герпесу. Їхня зовнішня оболонка - це фрагмент ядерної або цитоплазматичної мембрани клітини-господаря, з якої вірус виходить у позаклітинне середовище.
Роль вірусів у біосфері
Віруси є однією з найпоширеніших форм існування органічної матерії на планеті за чисельністю: води світового океану містять колосальну кількість бактеріофагів (близько 250 мільйонів частинок на мілілітр води), їх загальна чисельність в океані - близько 4·10 30 , а чисельність вірусів (бактеріофагів) в донних відкладах океану практично не залежить від глибини і всюди дуже висока. В океані мешкають сотні тисяч видів (штамів) вірусів, переважна більшість яких не описані і тим більше не вивчені. Віруси відіграють важливу роль у регуляції чисельності популяцій деяких видів живих організмів (наприклад, вірус дикування з періодом у кілька років скорочує чисельність песців у кілька разів).
Положення вірусів у системі живого
Походження вірусів
Віруси – збірна група, яка не має спільного предка. Нині є кілька гіпотез, які пояснюють походження вірусів.
Походження деяких РНК-вірусів пов'язують з віроїдами. Віроїди є високоструктурованими кільцевими фрагментами РНК, що реплікуються клітинною РНК-полімеразою. Вважається, що віроїди являють собою «інтрони, що втекли» - вирізані в ході сплайсингу незначні ділянки мРНК, які випадково набули здатності до реплікації. Білків віроїди не кодують. Вважається, що придбання віроїдами ділянок, що кодують (відкритої рамки зчитування) і призвело до появи перших РНК-вірусів. Відомі приклади вірусів, що містять виражені віроїд-подібні ділянки (вірус гепатиту Дельта).
Приклади структур ікосаедричних віріонів.
А. Вірус, який не має ліпідної оболонки (наприклад, пікорнавірус).
B. Оболонковий вірус (наприклад, герпесвірус).
Цифрами позначені: (1) капсид, (2) геномна нуклеїнова кислота, (3) капсомер, (4) нуклеокапсид, (5) віріон, (6) ліпідна оболонка, (7) мембранні білки оболонки.
Класифікація Балтімору
Нобелівський лауреат, біолог Девід Балтімор, запропонував свою схему класифікації вірусів, ґрунтуючись на відмінностях у механізмі продукції мРНК. Ця система включає сім основних груп :
- (I) Віруси, що містять дволанцюгову ДНК і не мають РНК-стадії (наприклад, герпесвіруси, поксвіруси, паповавіруси, мімівірус).
- (II) Віруси, що містять дволанцюгову РНК (наприклад, ротавіруси).
- (III) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу ДНК (наприклад, парвовіруси).
- (IV) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК позитивної полярності (наприклад, пікорнавіруси, флавівіруси).
- (V) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК негативної або подвійної полярності (наприклад, ортоміксовіруси, філовіруси).
- (VI) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК і мають у своєму життєвому циклі стадію синтезу ДНК на матриці РНК, ретровіруси (наприклад, ВІЛ).
- (VII) Віруси, що містять дволанцюжкову ДНК і мають у своєму життєвому циклі стадію синтезу ДНК на матриці РНК, ретроідні віруси (наприклад, вірус гепатиту B).
В даний час для класифікації вірусів використовуються обидві системи одночасно, як доповнюють одна одну.
Подальше розподіл виробляється з урахуванням таких ознак як структура геному (наявність сегментів, кільцева чи лінійна молекула), генетична подібність коїться з іншими вірусами, наявність ліпідної оболонки, таксономічна приналежність організму-господаря тощо.
Віруси у масовій культурі
У літературі
- S.T.A.L.K.E.R. (фантастичний роман)
У кінематографі
- Обитель зла» та його продовження.
- У фантастичному фільмі жахів «28 днів по тому» та його продовженнях.
- У сюжеті фільму-катастрофи «Епідемія» присутній вигаданий вірус «мотаба», опис якого нагадує реальний вірус Ебола.
- У фільмі «Ласкаво просимо до Зомбіленду».
- У фільмі «Лілова куля».
- У фільмі «Носії».
- У фільмі «Я – Легенда».
- У фільмі "Зараження".
- У фільмі "Репортаж".
- У фільмі "Карантин".
- У фільмі "Карантин 2: Термінал".
- У серіалі «Регенезис».
- У телесеріалі «Ходячі мерці».
- У серіалі «Закрита школа».
- У фільмі «Носії».
У мультиплікації
В останні роки віруси нерідко стають «героями» мультфільмів та мультсеріалів, серед яких слід назвати, наприклад, «Осмозіс Джонс» (США), 2001), «Оззі та Дрікс» (США, 2002-2004 рр.) та «Вірус атакує» (Італія, 2011).
Примітки
- Англійською мовою. В латинській мові питання про множину цього слова є спірним. Слово лат. virusналежить рідкісного різновиду II відміни, словами середнього роду на -us: Nom.Acc.Voc. virus, Gen. viri, Dat.Abl. viro. Також схиляються лат. vulgusта лат. pelagus; у класичній латині множина зафіксована тільки в останнього: лат. pelage, форма давньогрецького походження, де η<εα.
- Таксономія вірусів на сайті Міжнародного комітету з таксономії вірусів (ICTV).
- (англ.))
- Cello J, Paul AV, Wimmer E (2002). «Chemical synthesis of poliovirus cDNA: generation of infectious virus in the absence of natural template». Science 297 (5583): 1016-8. DOI: 10.1126/science.1072266. PMID 12114528 .
- Bergh O, Børsheim KY, Bratbak G, Heldal M (August 1989). «High abundance of viruses found in aquatic environments». Nature 340 (6233): 467-8. DOI: 10.1038/340467a0. PMID 2755508 .
- Елементи - новини науки: Руйнуючи бактеріальні клітини, віруси беруть активну участь у кругообігу речовин у глибинах океану
Структура
Приклади структур ікосаедричних віріонів.
А. Вірус, який не має ліпідної оболонки (наприклад, пікорнавірус).
B. Оболонковий вірус (наприклад, герпесвірус).
Цифрами позначені: (1) капсид, (2) геномна нуклеїнова кислота, (3) капсомер, (4) нуклеокапсид, (5) віріон, (6) ліпідна оболонка, (7) мембранні білки оболонки.
Класифікація
Загін ( -virales) Сімейство ( -viridae) Підродина ( -virinae) Рід ( -virus) Вид ( -virus)Класифікація Балтімору
Нобелівський лауреат, біолог Девід Балтімор, запропонував свою схему класифікації вірусів, ґрунтуючись на відмінностях у механізмі продукції мРНК. Ця система включає сім основних груп:
- (I) Віруси, що містять дволанцюжкову ДНК і не мають РНК-стадії (наприклад, герпесвіруси, поксвіруси, паповавіруси, мімівірус).
- (II) Віруси, що містять дволанцюгову РНК (наприклад, ротавіруси).
- (III) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу ДНК (наприклад, парвовіруси).
- (IV) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК позитивної полярності (наприклад, пікорнавіруси, флавівіруси).
- (V) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК негативної або подвійної полярності (наприклад, ортоміксовіруси, філовіруси).
- (VI) Віруси, що містять одноланцюгову молекулу РНК і мають у своєму життєвому циклі стадію синтезу ДНК на матриці РНК, ретровіруси (наприклад, ВІЛ).
- (VII) Віруси, що містять дволанцюжкову ДНК і мають у своєму життєвому циклі стадію синтезу ДНК на матриці РНК, ретроідні віруси (наприклад, вірус гепатиту B).
В даний час для класифікації вірусів використовуються обидві системи одночасно, як доповнюють одна одну.
Подальше розподіл проводиться на основі таких ознак як структура геному (наявність сегментів, кільцева або лінійна молекула), генетична схожість з іншими вірусами, наявність ліпідної оболонки, таксономічна приналежність організму-господаря і таке інше.
Історія
Застосування вірусів
Посилання
- "Нобелівський комітет вразили віруси" Стаття. Газета "Комерсант" № 181 (3998) від 07.10.2008.
Література
- Mayo M.A., Pringle C.R. Virus taxonomy - 1997 // Journal of General Virology. – 1998. – № 79. – С. 649-657.