3. НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ, ПРОКАРИОТЫ

3.1. ВИРУСЫ

3.1.1. Кто открыл вирусы?

Существование вирусов установил русский ботаник Д. И. Ивановский в 1892 г. Увидеть же их удалось гораздо позже. Поскольку большинство вирусов имеют субмикроскопические размеры, изучать их строение можно только под электронным микроскопом: так, вирус ящура имеет размеры молекулы яичного белка. А вирус оспы можно заметить и в световой микроскоп.

3.1.2. Что представляет собой созрела частица вируса?

Созрела частица вируса (вирион) состоит из оболочки, которая окружает генетический материал, представлен нуклеїновою кислотой. Одни вирусы содержат ДНК (ДНК-вмістні вирусы), другие - РНК (РНК-вмістні вирусы). На стадии віріону любых проявлений жизнедеятельности вируса не обнаружено.

3.1.3. Из которых стадий состоит жизненный цикл вируса?

Жизненный цикл вируса состоит из следующих стадий: вирусной частицы (віріону), когда нет любых проявлений жизнедеятельности; прикрепление вируса к клетке; проникновение в клетку; латентной; образования нового поколения вирусов; выход вирионов. В латентной стадии вирус как бы "исчезает", его нельзя увидеть или выделить из клетки, но в этот период клетка синтезирует необходимые для вируса белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего образуется новое поколение вирионов.

3.1.4. Наведите примеры болезней человека, животных и растений, вызванные вирусами.

Оспа, грипп, СПИД, клещевой энцефалит, бешенство, инфекционная желтуха, корь и т.д. - это болезни человека, вызванные вирусами. У животных это ящур, бешенство, парво-вирусный энтерит, инфекционный гепатит. У растений - мозаичная болезнь табака, гороха и других культур.

3.1.5. Что представляют собой бактериофаги?

Бактериофаги - это группа вирусов, которые приспособились к паразитированию внутри клеток бактерий. По строению бактериофаги сложнее от вирусов, паразитирующих в клетках человека, животных и растений. По форме они часто напоминают головастика и состоят с головки, отростка и хвостовых нитей. Снаружи головка и отросток покрытые белковой оболочкой, внутри головки находится нуклеиновая кислота (ДНК), а внутри отростка проходит канал (стержень). Сначала бактериофаг прикрепляется к поверхности клетки бактерии, а потом в этом участке растворяет ее оболочку. Нуклеиновая кислота бактериофага переходит в канал стержня и впрыскивается в клетку бактерии через отверстие в ее оболочке. В дальнейшем в бактерии, зараженной бактеріофагом, начинает синтезуватись нуклеиновая кислота бактериофага, а не собственная нуклеиновая кислота (ДНК) бактерии. В конце концов клетка бактерии погибает. Такой процесс может продолжаться в течение многих поколений потомков бактериальной клетки, которая была заражена бактеріофагом.

3. 1.6. Какую роль играет оболочка вируса?

Все вирусы имеют белковую оболочку (капсид), внутри которой находится нуклеиновая кислота. В некоторых вирусов обнаружено дополнительную, богатую на липиды оболочку, которая окружает капсид. Белковая или ліпопротеїдна оболочка "узнает" поверхность, на которой адсорбируется вирус и защищает нуклеиновую кислоту. Эта дополнительная оболочка образуется из плазматической мембраны клетки - хозяина.

3.1.7. Чем определяются инфекционные свойства вирусов?

Инфекционные свойства вирусов определяются свойствами молекул, которые образуют белковую или ліпопротеїдну оболочку, а также выступления с гликопротеидов и липидов, которые являются на оболочке многих вирусов. В результате рекомбинаций и мутаций инфекционные свойства вирусов могут значительно варьироваться.

3.1.8. Как вирус проникает в клетку - хозяина?

В животные клетки вирусы могут проникать так. Сначала вирус связывается со специфическим рецептором, который расположен на плазматической мембране клетки. Для вирусов растений специфические рецепторы неизвестны, и они, видимо, проникают через поврежденные поверхности клеток. Бактериофаги с помощью хвостовых нитей связываются с рецепторними участками на поверхности бактериальной клетки. С помощью ферментов вируса лечится оболочка бактериальной клетки в зоне контакта с бактеріофагом, и нуклеиновая кислота бактериофага с помощью полого стержня вводится в бактериальную клетку. Таким образом, у бактериофагов нуклеиновая кислота освобождается от оболочки, которая остается снаружи клетки - хозяина. В других вирусов капсид, или оболочка, может отделяться от нуклеиновой кислоты внутри клетки-хозяина. При этом оболочка вирусов растворяется ферментами клетки - хозяина. У некоторых вирусов часть белков должна попасть в клетку - хозяина вместе с нуклеїновою кислотой, поскольку многие из них представляют собой ферменты полимеразы, необходимые для репликации нуклеиновой кислоты вируса.

3.1.9. Какие этапы наблюдаются при репликации вирусов?

Когда геном вируса освобождается от капсида или оболочки, дальнейшие события могут развиваться двумя путями:

1. Вирус размножается, используя генетический аппарат клетки - хозяина. Размножение вируса происходит в три этапа: а) вирусные нуклеиновые кислоты "заставляют" клетку синтезировать новые вирусные ферменты; б) в необходимом количестве синтезируются нуклеиновые кислоты и белки вирусов; в) происходит сборка вирусных частиц. Исходя из клетки - хозяина, дочерние вирусные частицы могут разрушать ее (например, дочерние частицы бактериофага), другие же вирусные частицы могут и не разрушать клетку - хозяина.

2. Геном вируса встраивается в геном клетки - хозяина. Некоторые бак-теріофаги, например, имеют фрагменты ДНК, гомологичные участкам бактериального генома.

3.1.10. Которые принципиальные отличия вирусов от других организмов?

Вирусы имеют такие принципиальные отличия от всех других организмов: могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых они паразитируют; содержат только один тип нуклеиновой кислоты - ДНК или РНК, тогда как у всех клеточных организмов является одновременно и ДНК, и РНК; имеют очень ограниченный набор ферментов, используют для формирования новых вирионов строительный и энергетический материал клетки - хозяина; не имеют клеточного строения.