„Ei bine, am prins din nou virusul!” Așadar, privind îndeaproape la scara termometrului fierbinte, părinții ne informează despre existența acestor mici trucuri murdare misterioase. Pe lângă supărare, în vocile adulților apar note alarmante. Probabil că nu toți părinții știu că cuvântul „virus” este tradus din latină ca „otrăvire”, dar toată lumea a auzit cu siguranță despre marile epidemii din trecut și despre amenințările mortale care pândesc în mega-orase moderne - despre gripă, hepatită, SIDA... Ce fel de creaturi sau substanțe sunt acestea - viruși? Și sunt toate atât de înfricoșătoare?

În general, virușii sunt minunați. Arată grozav și sunt perfect adaptate pentru a folosi orice organisme vii în scopurile lor: animale, plante, ciuperci, protozoare, bacterii și arhee. Și chiar și creaturi non-celulare, frați viruși.

Cum funcționează virușii?

În cel mai simplu caz, un virus este format din genomului(moleculă de acid nucleic simplu sau dublu) și înveliș proteic. Dacă nu există un shell, atunci obiectul nu ajunge la titlul de virus și se mulțumește cu numele viroid. Acid nucleic - ADN sau ARN- codifică proteinele necesare pentru reproducerea virusului. În unele viruși, genomul conține instrucțiuni pentru a construi doar câteva proteine, în alții - două mii sau mai mult. înveliș proteic, sau capside, protejează acidul nucleic de deteriorare și constă din mai multe părți care se repetă - capsomere, care, la rândul lor, sunt construite din molecule de unul sau mai multe tipuri de proteine. Capsida poate avea forma unui icosaedru (douăzeci de edri, dar nu întotdeauna obișnuit), a unui fir sau a unui băț sau poate combina diferite forme: de exemplu, în majoritatea virusurilor bacteriene - bacteriofagi- „capul” icosaedric este montat, ca un popsicle, pe un proces gol în formă de tijă.

Dar nu toți virușii sunt proiectați atât de simplu: unii sunt acoperiți deasupra cu suplimentar, furați de la gazdă și ușor modificați membrana lipidica, încărcate cu proteine ​​gazdă și virale - sunt foarte utile pentru infectarea celulelor noi. Acest lucru este realizat, de exemplu, de gripa și virusurile imunodeficienței umane (HIV). Virușii foarte complexi, de exemplu, virusul vaccinia sau mimivirusul, se pot lăuda cu „îmbrăcăminte” cu mai multe straturi. Ei sunt capabili să transporte în particulele lor multe molecule utile - enzime și factori necesari pentru construirea de noi virioni. Majoritatea virusurilor sunt forțate să se bazeze doar pe sistemul de sinteză a proteinelor gazdă.

Cum se reproduc virusurile?

Dacă o celulă vie se reproduce prin diviziune, virusul își copiază în mod repetat „părțile de schimb” în celula afectată. Orice celulă a oricărui organism nu este potrivită pentru ea - are nevoie de una specială, pe care virusul o recunoaște prin molecule speciale de pe suprafața celulei, receptori. Prin urmare, oamenii nu se tem de mulți viruși ai altor mamifere, iar HIV își poate începe activitățile subversive numai după contactul cu anumite celule ale sistemului imunitar. Când are loc întâlnirea mult așteptată, virusul intră în celulă prin deteriorare (cum le place virusurilor vegetale) sau prin îmbinarea învelișului său exterior cu membrana celulară sau își poate injecta genomul ca o seringă prin peretele celular (majoritatea bacteriofagelor fac asta) sau să fie înghițit de celula însăși, care nu a observat captura.

În celulă, virusul „se dezbracă complet sau parțial”. Dacă genomul virusului este reprezentat de ADN, atunci procesul de copiere a acestuia sau replicare, apare în nucleul celular. Majoritatea virusurilor încep să exploateze enzime străine, gazdă din această etapă. Pentru a produce alte componente ale virionului, este necesar să rescrieți informațiile conținute în ADN într-o limbă ușor diferită. Începe transcriere: Copiile ADN sunt folosite pentru a sintetiza catenele de ARN - intermediari care vor transmite ( difuzat) instrucțiuni stocate în ADN pentru mașinile de producere a proteinelor celulare. Numai pe baza unor astfel de intermediari pot fi construite proteine. Acest lucru se întâmplă deja în citoplasmă și, desigur, pe echipamentul gazdă - ribozomi. Adică, virusul obligă celula să lucreze doar pentru ea și să-și sacrifice nevoile. Celula suferă de o deficiență proprie și de producție de substanțe străine și poate chiar să se sinucidă. Dar chiar și fără asta, soarta ei este de neinvidiat. Noile componente ale capsidei virale se leagă de noi molecule de acid nucleic - are loc auto-asamblarea virionilor, care se pot desprinde din celulă ca o gherilă, înfășurați în membrana ei sau pot sări dintr-un singur impuls fulgerător, iar celula infirmă. va izbucni ( lize).

Cei mai prudenți viruși se ascund „strâns” până când simt că a venit momentul potrivit pentru reproducerea activă. Acestea sunt, de exemplu, virusurile herpetice și unii bacteriofagi. Unii dintre ei nu au niciodată timp să se trezească.

Și virușii virușilor, în general, rar dăunează „gazdelor”. Și este dificil să numiți gazde viruși. Doar că fabricile lor pentru producția de virioni sunt folosite de virușii gazdă fără să întrebe. Adevărat, anumite tipuri - virofage- poate promova supraviețuirea celulelor care suferă chiar de aceste „gazde”.

Toți virușii sunt băieți răi?

Nu numai oamenii, ci și animalele și plantele suferă de viruși. Cu toate acestea, astfel de organisme vii complexe au întâlnit viruși încă de la începuturile lor și, prin urmare, s-au adaptat pentru a coexista cu majoritatea acestora. Și, de regulă, virusul nu are nevoie să-și omoare gazdele - atunci va trebui să caute altele noi tot timpul, iar dacă în comunitățile bacteriene aglomerate acest lucru nu este atât de dificil, atunci la om...

Sistemele de apărare ale corpului nostru se descurcă bine cu majoritatea virușilor, așa că nici măcar nu s-a inventat nimic special pentru tratarea tulburărilor intestinale ușoare și a „răcelilor” cauzate de diverși agenți. În timp ce cauți adevăratul vinovat, persoana deja își revine. Mai mult, virusurile pot fi și aliații noștri: folosind viruși ca exemplu, biologii studiază diferite procese moleculare și sunt folosiți și pentru inginerie genetică; în același timp, bacteriofagii sunt capabili să facă față bacteriilor patogene, iar unele virusuri herpetice „latente” pot fi capabile să protejeze împotriva infecției... cu ciuma.

Dar dacă ignorăm binele și răul, din punct de vedere uman, al virușilor, trebuie să admitem că lumea noastră se bazează în mare măsură pe aceste creaturi invizibile: ele își transferă genele proprii și ale altor oameni de la organism la organism, crescând diversitatea genetică și reglează numărul comunităților de ființe vii și sunt pur și simplu necesare pentru circulația nutrienților, deoarece virușii sunt cele mai numeroase obiecte biologice de pe planeta noastră.

munca creativa

Metoda de propagare a virusului

Un virus (din latină virus - otravă) este o particulă microscopică care poate infecta celulele organismelor vii.

Virologie (de la virus și logos - cuvânt, doctrină), știința virușilor. Virologia generală studiază natura virusurilor, structura, reproducerea, biochimia și genetica acestora.

Metoda de reproducere a virusurilor diferă și de procesul de divizare, înmugurire, sporulare sau sexuală care are loc la organismele unicelulare, în celulele organismelor pluricelulare și la acestea din urmă în general. Reproducerea sau replicarea este termenul comun pentru reproducerea virusurilor. Formarea virionilor are loc fie prin auto-asamblare (ambalarea acidului nucleic viral în capside proteice și formarea unei nucleocapside), fie cu participarea celulei sau ambele (viruși înveliți). Desigur, opoziția dintre diviziunea și replicarea celulelor mitotice nu este absolută, deoarece metodele de replicare a materialului genetic în virusurile care conțin ADN nu sunt fundamental diferite și dacă luăm în considerare faptul că sinteza materialului genetic în virusurile care conțin ADN. se efectuează și în funcție de tipul șablonului, atunci opoziția este mitoza relativă și replicarea tuturor virusurilor. Și, cu toate acestea, diferențele dintre metodele de reproducere a celulelor și virușilor sunt atât de semnificative încât întreaga lume vie poate fi împărțită în viruși și non-virusuri.

Boli virale ale organismelor vii

Cele mai mari virusuri (virusurile variolei) sunt apropiate ca dimensiune de bacteriile mici, cele mai mici (patogeni ai encefalitei, poliomielitei, febrei aftoase) - de molecule mari de proteine. Cu alte cuvinte, virușii au uriașii și piticii lor. (cm...

Virușii și caracteristicile lor

Prima mențiune despre cea mai formidabilă infecție virală din trecut - variola - a fost găsită în papirusurile egiptene antice. Epidemia de variolă din Egipt din secolele 12 î.Hr. a fost descrisă de oamenii de știință arabi antici. Pe pielea mumiei faraonului Ramses al V-lea (1085 i.Hr....

În secolele XVI-XV1I. cunoștințele filozofice ale naturii și în mare măsură școlare ale naturii s-au transformat în științe ale naturii moderne, în cunoștințe științifice sistematice bazate pe experimente și prezentare matematică...

Științe naturale și culturi umaniste

Știința naturii din secolul al XVIII-lea s-a dezvoltat pe baza mecanicii clasice a lui Galileo-Newton, care a determinat viziunea mecanicistă asupra naturii. Printre principalele cele mai semnificative realizări ale științelor naturale în secolul al XVIII-lea...

Importanța fructelor și fructelor de pădure ca hrană

Anul acesta a fost extrem de dificil pentru grădinarii din teritoriul Altai. Culturile de fructe - măr, pere, prune, cireșe - nu au putut rezista înghețurilor severe de Crăciun. Multe soiuri au înghețat complet sau, în cel mai bun caz, a rămas doar un ciot din copac...

Codarea și implementarea informațiilor biologice într-o celulă, codul genetic și proprietățile acesteia

Comunicarea la păsări

Comunicarea la păsări a fost mai bine studiată decât la orice alt animal. Păsările comunică cu membrii propriei specii, precum și cu alte specii, inclusiv cu mamiferele și chiar cu oamenii. Pentru a face acest lucru, ei folosesc sunet (nu doar voce)...

Comunicarea la păsări

Cert este că, alături de cântec, repertoriul acustic al tuturor tipurilor de păsări cântătoare, inclusiv a tuturor celor despre care am vorbit, include așa-numitele „strigări” sau „strigări”, aceasta este o clasă complet diferită de sunete. Ele diferă de cântec, poate...

Virușii sunt agenții cauzali ai multor boli periculoase la oameni, animale și plante. În același timp, virușii sunt agenți patogeni care provoacă boli în organismele nedorite pentru oameni („dușmanii dușmanilor noștri”)...

Semnificația medicală și veterinară a virusurilor

Virușii sunt cultivați pe modele biologice: în corpul animalelor de laborator, în dezvoltarea embrionilor de pui și a culturilor de celule (țesuturi). Animale de laborator (șoareci albi adulți și nou-născuți, hamsteri, iepuri, maimuțe etc...

Mecanisme de mișcare a cromozomilor în timpul diviziunii celulare

Pe baza mecanismului elucidat al diviziunii celulare, este posibil să se propună o modalitate mai blândă de a perturba mitoza prin distrugerea conexiunii dintre cromozom și microtubul. Deoarece microtubulii și kinetocorii sunt conectați prin fibrile...

Mutația este variabilitatea asociată cu modificări ale genelor în sine. Poate avea un caracter intermitent, spasmodic și poate duce la modificări persistente ale proprietăților ereditare ale virusurilor...

Mutația virusurilor, caracteristicile mutagenilor

Matrite

Reproducerea are loc prin diviziune în direcție transversală. Când se împarte, o bacterie se împarte în două părți egale sau inegale. Cele două celule rezultate sunt considerate mamă și fiică...

Beneficiile mierii

Extracția mierii este un meșteșug străvechi slav. Se numea apicultură, iar oamenii implicați în ea se numeau apicultori. Apicultorii s-au ocupat de copacii bătrâni groși care aveau goluri și ei înșiși au scobit găuri - albină...

Descoperitorul virusurilor, D.I. Ivanovsky, a identificat două dintre principalele lor proprietăți: sunt atât de mici încât trec prin filtre care rețin bacteriile și, spre deosebire de celule, nu pot fi cultivate pe medii nutritive artificiale. Numai cu ajutorul unui microscop electronic a fost posibil să se vadă aceste cele mai mici creaturi vii și să se aprecieze diversitatea formelor lor.

Niciunul dintre virușii cunoscuți nu este capabil de existență independentă. Virușii pot exista sub două forme: extracelular și intracelular. În afara celulelor, virionii (particulele virale) nu prezintă semne de viață. Odată ajunse în organism, ele pătrund în celulele sensibile la acestea și trec de la o formă de repaus la una înmulțitoare.

Începe o interacțiune complexă și diversă între viruși și celule, care se termină cu formarea și eliberarea virionilor fiice în mediu.

În funcție de perioada de timp în care virusul rămâne în celulă și de natura modificărilor în funcționarea acesteia, se disting trei tipuri de infecții virale. Dacă virușii rezultați părăsesc celula simultan, aceasta se rupe și moare. Virușii care ies din el infectează celule noi. Așa se dezvoltă o infecție litică (distrugere, dizolvare). Într-un alt tip de infecție virală, numită persistentă, virusurile noi părăsesc celula gazdă treptat. Celula continuă să trăiască și să se dividă, producând noi viruși, deși funcționarea ei se poate schimba.

Al treilea tip de infecție se numește latentă (ascunsă). Materialul genetic al virusului este integrat în cromozomii celulei și, atunci când se împarte, este reprodus și transmis celulelor fiice. În anumite condiții, în unele dintre celulele infectate virusul latent este activat, se înmulțește, iar descendenții săi părăsesc celulele. Infecția se dezvoltă în funcție de tipul litic sau persistent. Bolile cauzate de viruși se transmit cu ușurință de la persoanele bolnave la persoanele sănătoase și se răspândesc rapid. Multă vreme s-a crezut că virușii provoacă boli acute de masă. Până în prezent, s-au acumulat multe dovezi că virușii sunt cauza diferitelor boli cronice care durează ani și chiar decenii. Dezvoltarea metodelor de studiere a virusurilor, descoperirea virusurilor (acum se cunosc aproximativ o mie și jumătate), determinarea gamei manifestărilor lor patogene și încercările de a le combate au fost conținutul principal al virologiei în prima jumătate a secolului nostru. Proprietățile negative ale virușilor, sau mai precis capacitatea de a provoca boli, au servit inițial drept stimulent principal pentru a le studia. Dar în procesul acestei lucrări, au fost descoperite multe proprietăți pozitive ale virușilor, datorită cărora în a doua jumătate a secolului al XX-lea. au devenit un model excelent pentru studierea problemelor fundamentale din biologie. Cu ajutorul lor, s-au făcut descoperiri remarcabile precum descifrarea codului genetic și a structurii acizilor nucleici genetici și au fost stabilite principiile sintezei proteinelor. Virușii s-au dovedit a fi principalul instrument al ingineriei genetice. Acum știm că în ceea ce privește structura și proprietățile lor, virușii ocupă un loc intermediar între cele mai complexe substanțe chimice (polimeri, macromolecule) și cele mai simple organisme (bacterii).

1.1 Structura și compoziția chimică a virionilor.

Cele mai mari virusuri (virusurile variolei) sunt apropiate ca dimensiuni de dimensiunile mici ale bacteriilor, cele mai mici (patogeni ai encefalitei, poliomielitei, febrei aftoase) sunt apropiate de molecule mari de proteine ​​directionate catre moleculele de hemoglobina din sange. Cu alte cuvinte, virușii au uriașii și piticii lor. Pentru a măsura virușii, se folosește o valoare convențională numită nanometru (n1nm). Un nm este o milioneme de milimetru. Dimensiunile diferitelor virusuri variază de la 20 la câteva sute de nm.

Virușii simpli constau din proteine ​​și acid nucleic. Cea mai importantă parte a particulei virale, acidul nucleic, este purtătorul de informații genetice. Dacă celulele oamenilor, animalelor, plantelor și bacteriilor conțin întotdeauna două tipuri de acizi nucleici: ADN-ul acidului dezoxiribonucleic și ARN-ul ribonucleic, atunci în diferiți virusuri se găsește un singur tip, fie ADN, fie ARN, care formează baza clasificării lor. A doua componentă esențială a virionului, proteinele, diferă între virusuri, ceea ce le permite să fie recunoscute prin reacții imunologice.

Virușii cu structură mai complexă, pe lângă proteine ​​și acizi nucleici, conțin carbohidrați și lipide. Fiecare grup de viruși este caracterizat de propriul set de proteine, grăsimi, carbohidrați și acizi nucleici. Unii virusuri contin enzime. Fiecare componentă a virionilor are funcții specifice: învelișul proteic îi protejează de efectele adverse, acidul nucleic este responsabil pentru proprietățile ereditare și infecțioase și joacă un rol principal în variabilitatea virusurilor, iar enzimele participă la reproducerea lor. De obicei, acidul nucleic este situat în centrul virionului și este înconjurat de o înveliș proteic (capsidă), ca și cum ar fi îmbrăcat în ea.

Capsida constă într-un anumit mod de așezare a aceluiași tip de molecule proteice (capsomere), care formează forme geometrice simetrice în loc cu acidul nucleic al virusurilor (nucleocapsid). În cazul simetriei cubice a nucleocapsidei, catena de acid nucleic este încolăcită într-o bilă, iar capsomerele sunt strâns împachetate în jurul acesteia. Așa funcționează virusurile poliomielitei, febrei aftoase etc.

Cu simetria elicoidală (în formă de tijă) a nucleocapsidei, firul virusului este răsucit sub formă de spirală, fiecare tură este acoperită cu capsomere, întunecați unul cu celălalt. Structura capsomerelor și apariția virionilor pot fi observate folosind microscopia electronică.

Majoritatea virusurilor care provoacă infecții la oameni și animale au un tip cubic de simetrie. Capsida are aproape întotdeauna forma unui icosaedru de douăzeci de edruri regulate cu douăsprezece vârfuri și fețe de triunghiuri echilaterale.

Mulți virusuri, în plus față de capsida proteică, au o înveliș exterioară. Pe lângă proteinele virale și glicoproteinele, conține și lipide împrumutate din membrana plasmatică a celulei gazdă. Virusul gripal este un exemplu de virion elicoidal într-un plic cu tip cubic de simetrie.

Clasificarea modernă a virusurilor se bazează pe tipul și forma acidului lor nucleic, tipul de simetrie și prezența sau absența unei învelișuri exterioare.

1.2 Reproducerea virusurilor.

Virușii se reproduc într-un mod special, incomparabil. În primul rând, virionii pătrund în celulă și acizii nucleici virali sunt eliberați. Apoi, detaliile viitorilor virioni sunt „pregătite”. Reproducerea se termină cu asamblarea de noi virioni și eliberarea lor în mediu.

Să ne uităm la cel mai simplu mod de a reproduce viruși. Să ne imaginăm o anumită versiune generalizată a unei particule virale, constând din două componente principale ale acidului nucleic (ARN sau ADN), închise într-un înveliș proteic (plic). Întâlnirea virusurilor cu celulele începe cu adsorbția acestuia, adică atașarea la peretele celular, membrana plasmatică a celulei. Mai mult, fiecare virion este capabil să se atașeze doar la anumite celule care au receptori speciali. Zeci și chiar sute de virioni pot fi adsorbiți pe o celulă. Apoi începe introducerea sau pătrunderea virionului în celulă, care este efectuată de celula însăși. Acest proces se numește viropexis.

Celula pare să „trage” virionii atașați înăuntru. Bacteriile sunt mai simplu structurate și nu sunt capabile să capteze virionii din mediul înconjurător. Acest lucru, aparent, poate explica prezența unui aparat complex și perfect în virusurile care îi infectează, ca o seringă, injectând acizi nucleici.

Într-o celulă infectată, enzimele de replicare bacteriană sintetizează un lanț complementar acestuia, care servește ca șablon pentru formarea ADN-ului fag. Se combină cu proteine ​​fagice, sintetizate de asemenea de enzimele bacteriene, iar fagii noi părăsesc celula gazdă.

Diversitatea tipurilor și formelor de virusuri cu acid nucleic determină și diversitatea metodelor de replicare a acestora. Bacteriofagul (un virus care se instalează în celulele bacteriene) T4 are o moleculă liniară dublu catenară constând din 160x10 perechi de nucleotide. Codifică mai mult de 150 de proteine ​​diferite, inclusiv peste 30 de proteine ​​implicate în replicarea ADN-ului fagului. Virusul simian SV40 are ADN circular dublu catenar. Replicarea în virusurile ADN dublu catenar nu este fundamental diferită de replicarea ADN-ului bacterian și/sau eucariotic.

Mulți virusuri vegetale conțin o singură moleculă de ARN liniar, cum ar fi primul virus al mozaicului de tutun (TMV) descris. Molecula de ARN TMV este închisă într-o capsidă proteică constând din 2130 de subunități polipeptidice identice.

Replicarea ARN-ului virusului mozaic al tutunului este realizată de o enzimă numită ARN polimerază dependentă de ARN, codificată în genomul virusului. În primul rând, această enzimă construiește ARN complementar și apoi, folosindu-l ca șablon, sintetizează mulți ARN virali.

Este uimitor cum virușii, care sunt de zeci și chiar de sute de ori mai mici decât celulele, gestionează cu pricepere și încredere economia celulară. Pentru a-și construi propriul tip, ei folosesc materiale celulare și energie. Pe măsură ce se înmulțesc, epuizează resursele celulare și perturbă profund, adesea ireversibil, metabolismul, ceea ce provoacă în cele din urmă moartea celulelor.

Dar virușii nu pot fi prea periculoși pentru gazda lor. În caz contrar, acest lucru poate duce la dispariția completă a organismului donator, ceea ce înseamnă că agentul patogen va fi și el distrus. Dar virușii nu pot fi prea slabi. Dacă imunitatea se dezvoltă prea repede în corpul gazdei, acestea vor dispărea ca specie. Se întâmplă adesea ca aceste microorganisme să aibă o singură gazdă, în interiorul căreia trăiesc, fără a le provoca probleme acestora din urmă și, în același timp, să aibă un efect patogen asupra altor ființe vii.

Se reproduc prin reproducere. Aceasta înseamnă că acizii lor nucleici și proteinele sunt reproduse mai întâi. Și apoi virușii sunt asamblați din componentele create.

Tipuri de virioni și căi de infecție

Înainte de a înțelege cum se înmulțesc virușii într-o celulă, trebuie să înțelegem cum ajung aceste particule acolo. De exemplu, există infecții care sunt răspândite exclusiv de oameni. Acestea includ rujeola, herpesul și parțial gripa. Ele sunt transmise prin contact sau prin picături în aer.

Enterovirusurile, reovirusurile și adenovirusurile pot pătrunde în organism prin alimente. Puteți să vă infectați, de exemplu, cu papilomavirus prin contactul direct cu o persoană (atât domestică, cât și sexuală). Dar există și alte moduri de infectare. De exemplu, unele tipuri de rabdovirusuri pot fi contractate prin mușcătura insectelor suge de sânge.

Există și o cale parenterală de infecție. De exemplu, virusul hepatitei B poate pătrunde în corpul uman în timpul procedurilor chirurgicale, procedurilor stomatologice, transfuziilor de sânge, pedichiurii sau manichiurii.

Nu trebuie să uităm de transmiterea verticală a infecțiilor. În acest caz, când mama se îmbolnăvește în timpul sarcinii, fătul este afectat.

Descrierea virusurilor

Pentru o perioadă destul de lungă, agenții cauzali ai majorității bolilor au fost judecați numai pe baza efectului patogen asupra organismului. Oamenii de știință au putut să vadă aceste organisme patogene doar atunci când a fost inventat microscopul electronic. Apoi a fost posibil să aflăm cum se reproduc virușii.

Aceste microorganisme variază semnificativ în mărime. Unele dintre ele au dimensiuni similare cu bacteriile mici. Cele mai mici sunt apropiate ca dimensiune de moleculele de proteine. Pentru a le măsura, se folosește o valoare convențională - un nanometru, care este egal cu o milioneme dintr-un milimetru. Ele pot fi de la 20 la câteva sute de nanometri. În aparență arată ca bețe, bile, cuburi, fire, poliedre.

Compoziția microorganismelor

Pentru a înțelege cum se reproduc virușii în celule, trebuie să înțelegeți compoziția lor. Cele simple constau din acid nucleic și proteine. Mai mult, prima componentă este un purtător de date genetice. Ele constau dintr-un singur tip de acid nucleic - poate fi ADN sau ARN. Clasificarea lor se bazează pe această diferență.

Dacă în interiorul celulei virușii sunt componente ale unui sistem viu, atunci în exterior sunt proteine ​​nucleice inerte numite virioni. Proteinele sunt componentele lor esențiale. Dar ele diferă pentru diferite tipuri de viruși. Datorită acestui fapt, ele pot fi recunoscute folosind reacții imunologice specifice.

Oamenii de știință au descoperit nu numai viruși simpli, ci și organisme mai complexe. Acestea pot include, de asemenea, lipide și carbohidrați. Fiecare grup de viruși are o compoziție unică de grăsimi, proteine, carbohidrați și acizi nucleici. Unele dintre ele conțin chiar enzime.

Începutul procesului de reproducere

Puteți înțelege cum are loc acest proces dacă luați în considerare în detaliu modul în care microorganismul pătrunde în celulă și ce se întâmplă în ea după aceea. Virionii pot fi considerați ca o particulă constând din ADN (sau ARN) închisă într-o înveliș proteic. Reproducerea virusurilor începe numai după ce microorganismul se atașează de peretele celular, de membrana sa plasmatică. Trebuie înțeles că fiecare virion se poate atașa doar la anumite tipuri de celule care au receptori speciali. Pe o celulă pot fi localizate sute de particule virale.

După aceasta, începe procesul de viropexis. Celula însăși atrage virionii atașați. Abia după aceasta începe „dezbracarea” virușilor. Cu ajutorul unui complex de enzime care intră în celulă, învelișul proteic al virusului se dizolvă și acidul nucleic este eliberat. Ea este cea care trece prin canalele celulei în nucleul acesteia sau rămâne în citoplasmă. Acidul este responsabil nu numai de reproducerea virusurilor, ci și de caracteristicile lor ereditare. Metabolismul propriu al celulelor este suprimat și toate eforturile sunt îndreptate spre crearea de noi componente ale virușilor.

Procesul de compunere

Încorporat în ADN-ul celulei. Copii multiple ale ADN-ului viral (ARN) încep să fie create în mod activ în interior, acest lucru se face folosind polimeraze. Unele dintre particulele nou create se conectează la ribozomi, iar acolo are loc și procesul de sinteză a noilor proteine ​​virale.

Odată ce s-a acumulat un număr suficient de componente ale virusului, începe procesul de compunere. Trece lângă Esența acesteia este că noii virioni sunt asamblați din componente. Așa se reproduc virușii.

Particulele celulelor în care au fost localizate pot fi detectate în virionii nou formați. Adesea, procesul de formare a acestora se termină cu ele fiind învăluite într-un strat de membrană celulară.

Finalizarea reproducerii

Odată ce procesul de compoziție este finalizat, virușii își părăsesc prima gazdă. Descendența formată pleacă și începe să infecteze celule noi. Virușii se reproduc direct în celule. Dar în cele din urmă sunt complet distruse sau parțial deteriorate.

După ce au infectat celule noi, virușii încep să se înmulțească activ în ele. Ciclul de reproducere se repetă. Cum va proceda procesul de eliberare a virionilor creați depinde de grupul de viruși căruia îi aparțin. De exemplu, enterovirusurile se caracterizează prin faptul că sunt eliberate rapid în mediu. Dar agenții herpetic, reovirusurile, orthomyxovirusurile apar pe măsură ce se maturizează. Înainte de a muri, ei pot trece prin mai multe cicluri de astfel de reproducere. În același timp, resursele celulare sunt epuizate.

Diagnosticul bolilor

Reproducerea în unele cazuri este însoțită de faptul că particulele de microorganisme patogene se pot acumula în interiorul celulelor, formând grupuri asemănătoare cristalelor. Experții le numesc organisme de incluziune.

De exemplu, la gripă, variola sau rabie, astfel de acumulări se găsesc în nucleu.În encefalita de primăvară-vară, se găsesc în miez, iar cu alte infecții pot fi ambele acolo. Acest semn este folosit pentru a diagnostica boli. În acest caz, este, de asemenea, important unde are loc exact procesul de reproducere a virusului.

De exemplu, atunci când în celulele epiteliale sunt detectate formațiuni ovale sau rotunde, acestea vorbesc despre variolă. Acumulările citoplasmatice în celulele creierului indică rabie.

Modul în care virușii se reproduc este foarte specific. În primul rând, virionii intră în celulele care li se potrivesc. După aceasta, începe procesul de eliberare a acizilor nucleici și crearea de „spații” de piese pentru viitoarele microorganisme patogene. Procesul de reproducere se încheie cu formarea de noi virioni care sunt eliberați în mediu. Este suficient să perturbați una dintre etapele ciclului, astfel încât reproducerea virușilor să fie oprită sau să înceapă să producă descendenți inferiori.

1. Introducere

2) Istoria descoperirilor și metodelor de studiere a virușilor.

3) Caracteristici ale structurii și reproducerii virușilor.

4) Lista referințelor.

Introducere.

Omul întâlnește viruși, în primul rând, ca agenți cauzali ai celor mai frecvente boli care afectează întreaga viață de pe Pământ: oameni, animale, plante și chiar organisme unicelulare - bacterii, ciuperci, protozoare. Ponderea infecțiilor virale în patologia infecțioasă umană a crescut brusc – a ajuns la aproape 80%. Acest lucru se datorează a cel puțin trei motive:

- În primul rând, există măsuri de succes pentru combaterea infecțiilor de alte origini (de exemplu, antibiotice foarte eficiente pentru infecțiile bacteriene), iar pe acest fond raportul dintre infecțiile virale și bacteriene s-a schimbat semnificativ;

- În al doilea rând, a crescut numărul absolut de boli cu unele infecții virale (de exemplu, hepatita virală);

- În al treilea rând, sunt dezvoltate noi metode de diagnosticare a infecțiilor virale și cele existente sunt îmbunătățite, iar pragul de sensibilitate a acestora crește.

-Ca urmare, au fost „descoperite” noi infecții, care, desigur, au existat înainte, dar au rămas nerecunoscute.

I. Istoria descoperirilor și metodelor de studiu a virusurilor

Figura 1. – Ivanovsky D.I.

În 1852, botanistul rus D.I. Ivanovsky a fost primul care a obținut un extract infecțios din plante de tutun afectate de boala mozaic. Când un astfel de extract a fost trecut printr-un filtru capabil să rețină bacteriile, lichidul filtrat a păstrat încă proprietăți infecțioase. În 1898, olandezul Beijerinck a inventat noul cuvânt virus pentru a descrie natura infecțioasă a anumitor lichide vegetale filtrate. Deși s-au făcut progrese semnificative în obținerea de probe înalt purificate de viruși, iar natura chimică a virusurilor a fost determinată a fi nucleoproteine, particulele în sine au rămas evazive și misterioase, deoarece erau prea mici pentru a fi văzute cu un microscop cu lumină. De aceea, virușii au fost printre primele structuri biologice care au fost examinate la microscopul electronic imediat după inventarea sa în anii 30 ai secolului nostru.

Cinci ani mai târziu, în timp ce se studia bolile bovinelor, și anume febra aftoasă, a fost izolat un microorganism filtrabil similar. Și în 1898, când a reprodus experimentele lui D. Ivanovsky de către botanistul olandez M. Beijerinck, el a numit astfel de microorganisme „viruși filtrabili”. În formă prescurtată, acest nume a început să desemneze acest grup de microorganisme.

În 1901, a fost descoperită prima boală virală umană - febra galbenă. Această descoperire a fost făcută de chirurgul militar american W. Reed și colegii săi.

În 1911, Francis Rous a dovedit natura virală a cancerului - sarcomul Rous (abia în 1966, 55 de ani mai târziu, i s-a acordat Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină pentru această descoperire).

Experimentul lui Hershey. Experimentul a fost efectuat pe bacteriofagul T2, a cărui structură fusese până atunci elucidată cu ajutorul microscopiei electronice. S-a dovedit că bacteriofagul constă dintr-o înveliș de proteine, în interiorul căreia se află ADN. Experimentul a fost planificat în așa fel încât să se afle ce - proteină sau ADN - este purtătorul de informații ereditare.

Hershey și Chase au crescut două grupuri de bacterii: unul într-un mediu care conține fosfor-32 radioactiv în ionul fosfat, celălalt într-un mediu care conține sulf-35 radioactiv în ionul sulfat. Bacteriofagii, adăugați mediului cu bacterii și înmulțindu-se în ele, au absorbit acești izotopi radioactivi, care au servit drept markeri atunci când își construiau ADN-ul și proteinele. Fosforul este conținut în ADN, dar este absent din proteine, iar sulful, dimpotrivă, este conținut în proteine ​​(mai precis, în doi aminoacizi: cisteină și metionină), dar nu este în ADN. Astfel, unii bacteriofagi au conținut proteine ​​marcate cu sulf, în timp ce alții au conținut ADN marcat cu fosfor.

Odată ce bacteriofagii marcați radioactiv au fost izolați, au fost adăugați la o cultură de bacterii proaspete (fără izotopi) și bacteriofagilor li s-a permis să infecteze aceste bacterii. După aceasta, mediul care conținea bacteriile a fost agitat energic într-un mixer special (acest lucru s-a dovedit că separă membranele fagilor de suprafața celulelor bacteriene), iar apoi bacteriile infectate au fost separate de mediu. Când bacteriofagi marcați cu fosfor-32 au fost adăugați bacteriilor în primul experiment, s-a dovedit că eticheta radioactivă se afla în celulele bacteriene. Când, în al doilea experiment, bacteriofagi marcați cu sulf-35 au fost adăugați bacteriilor, eticheta a fost găsită în fracțiunea de mediu cu înveliș proteic, dar nu a fost în celulele bacteriene. Acest lucru a confirmat că materialul care a infectat bacteria a fost ADN. Deoarece particulele virale complete care conțin proteine ​​virale se formează în interiorul bacteriilor infectate, acest experiment a fost considerat una dintre dovezile decisive ale faptului că informația genetică (informația despre structura proteinelor) este conținută în ADN.

În 1969, Alfred Hershey a primit Premiul Nobel pentru descoperirile sale despre structura genetică a virusurilor.

În 2002, primul virus sintetic a fost creat la Universitatea din New York.