Co to jest wirus? Z czego składa się?

Przedstawiciele świata wirusów - specjalna grupaformy życia. Mają nie tylko wysoce wyspecjalizowaną strukturę, ale również charakteryzują się specyficznym metabolizmem. W tym artykule będziemy badać niekomórkową formę życia - wirus. Z czego składa się, jak się mnoży i jaką rolę odgrywa w przyrodzie, nauczysz się go, czytając.

Odkrycie niekomórkowych form życia

Rosyjski naukowiec D. Iwanowski w 1892 r. Badał czynnik sprawczy choroby tytoniu - mozaikę tytoniową. Odkrył, że czynnik chorobotwórczy nie należy do bakterii, ale jest specjalną formą, zwaną później wirusem. Pod koniec XIX wieku mikroskopy o wysokiej rozdzielczości nie były jeszcze wykorzystywane w biologii, więc naukowiec nie mógł dowiedzieć się, z jakich cząsteczek składa się wirus, a także zobaczyć i opisać to. Po stworzeniu mikroskopu elektronowego na początku XX wieku świat zobaczył pierwszych przedstawicieli nowego królestwa, którzy byli przyczyną wielu niebezpiecznych i trudnych do leczenia chorób człowieka, a także innych żywych organizmów: zwierząt, roślin, bakterii.

Pozycja form niekomórkowych w systematyce żywej natury

Jak wspomniano wcześniej, te organizmy są połączonew piątym królestwie żywej natury - wirusy. Główną cechą morfologiczną charakterystyczną dla wszystkich wirusów jest brak struktury komórkowej. Do tej pory świat naukowy nie zaprzestał dyskusji na temat tego, czy formy niekomórkowe są żywymi obiektami w pełnym tego słowa znaczeniu. Wszakże wszystkie przejawy metabolizmu w nich są możliwe dopiero po wniknięciu do żywej komórki. Do tej pory wirusy zachowują się jak przedmioty o nieożywionej naturze: nie mają reakcji metabolicznych, nie rozmnażają się. Na początku XX wieku przed naukowcami pojawiła się cała grupa pytań: czym jest wirus, z czego składa się jego otoczka, co znajduje się w cząsteczce wirusa? Odpowiedzi otrzymano w wyniku wieloletnich badań i eksperymentów, które posłużyły za podstawę dla nowej dyscypliny naukowej. Powstała na styku biologii i medycyny i nazywa się wirusologią.

Cechy struktury

Wyrażenie "wszystkie genialne proste" bezpośrednioodnosi się do niekomórkowych form życia. Wirus składa się z cząsteczek kwasów nukleinowych - DNA lub RNA, pokrytych powłoką białkową. Nie ma własnej mocy i aparatu syntetyzującego białka. Bez komórki gospodarza wirusy nie mają jednego znaku żywej substancji: ani oddychania, ani wzrostu, ani drażliwości, ani reprodukcji. Aby wszystko to się pojawiło, konieczne jest jedynie: znaleźć ofiarę - żywą komórkę, aby podporządkować jej metabolizm kwasowi nukleinowemu i ostatecznie go zniszczyć. Jak już wspomniano, otoczka wirusa składa się z cząsteczek białka o uporządkowanej strukturze (proste wirusy).

Jeśli skład powłoki obejmuje równieżPodjednostki lipoproteinowe, które w rzeczywistości są częścią błony cytoplazmatycznej komórki gospodarza, takie wirusy są nazywane złożonymi (patogeny ospy prawdziwej i zapalenie wątroby typu B). Często otoczka powierzchniowa wirusa zawiera glikoproteiny. Wykonują funkcję sygnału. Tak więc, podobnie jak skorupa, a sam wirus składa się z cząsteczek składnika organicznego - białka i kwasów nukleinowych (DNA lub RNA).

W jaki sposób wirusy przenikają do żywych komórek

Wcześniej rozważaliśmy cechy strukturypasożyt wewnątrzkomórkowy. Wirus składa się z cząsteczek materii organicznej i biologicznej, a jego struktura powierzchniowa zawiera specjalne białka, które rozpoznają plazmowaty obszar żywej komórki. Dlatego formy niekomórkowe wpływają na określone typy komórek niektórych gatunków biologicznych organizmów. Na przykład wirusy psów zarazy nie stanowią zagrożenia dla ludzkiego zdrowia. Wewnątrz komórek pasożyt wchodzi na kilka sposobów:

1. Połączenie powłoki z błoną komórkową (wirus grypy).
2. Za pomocą pinocytozy (czynnik poliomyelitis zwierząt).
3. Poprzez uszkodzenie ściany komórkowej (wirusy roślinne).

Propagacja wirusów

Gdy pasożyt wejdzie do komórki, jej cząsteczkiKwas nukleinowy, klin w genom jądra, przekazuje informacje o strukturze cząsteczek białek i uruchamia proces biosyntezy białek wewnętrznych. W tym przypadku stosuje się rybosomy, cząsteczki ATP i t-RNA komórki gospodarza. Równolegle do zainfekowanej komórki informacje dziedziczne są reduplikowane. Przypomnij sobie, że z białka i kwasu nukleinowego są wirusy, zwane prostymi. Ich cząsteczki zawierają RNA, który natychmiast wiąże się z podjednostkami rybosomów komórki gospodarza i indukuje biosyntezę cząsteczek białek wirusa.

Następstwem ataku czynnika sprawczego na komórkę staje siępołączenie DNA lub RNA wirusa z jego własnymi cząsteczkami białkowymi. Tak więc nowo utworzony wirus składa się z cząsteczek kwasu nukleinowego pokrytych uporządkowanymi cząstkami białek. Błona komórki gospodarza zostaje zniszczona, komórka umiera, a wirusy, które się z niej wyłoniły, wchodzą do zdrowych komórek ciała.

Zjawisko wstecznej reduplikacji

Na początku badania przedstawicieli tego królestwaZdawano sobie sprawę, że wirusy składają się z komórek, ale eksperymenty D. Ivanovsky'ego dowiodły już, że patogenów nie można wyizolować za pomocą filtrów mikrobiologicznych: patogeny przechodzą przez pory i pojawiają się w filtracie, który zachowuje właściwości wirulentne.

Dalsze badania to potwierdzająfakt, że wirus składa się z cząsteczek materii organicznej i wykazuje oznaki żywej substancji dopiero po jej bezpośrednim wniknięciu do komórki. W nim zaczyna się mnożyć. Większość wirusów zawierających RNA rozmnaża się jak opisano powyżej, ale niektóre z nich, na przykład wirus AIDS, w jądrze komórki gospodarza powodują syntezę DNA. Zjawisko to nazywane jest replikacją wsteczną. Następnie i-RNA wirusa syntetyzuje się na cząsteczce DNA, a na jej początku rozpoczyna się montaż podjednostek wirusowego białka, które tworzą jego otoczkę.

Cechy bakteriofagów

Czym jest komórka bakteriofagowa lubwirus? Na czym polega ta niekomórkowa forma życia? Odpowiedzi na te pytania brzmią: jest to wirus, który atakuje tylko organizmy prokariotyczne - bakterie. Jego struktura jest dość osobliwa. Wirus ten jest złożony z cząsteczek substancji organicznej i jest podzielony na trzy części: z głowicy, przy czym pręt (przypadku) i końcowe wątku. Z przodu - głowa - jest cząsteczką DNA. Następna jest pokrywa, wewnątrz której znajduje się pusty rdzeń. Połączone z nią filamenty ogona zapewniają połączenie wirusa z loci receptora błony komórkowej bakterii. Zasada działania bakteriofaga przypomina strzykawkę. Po skurczeniu się białek płaszcza, cząsteczka DNA wchodzi do pustego rdzenia, a następnie wstrzykuje się ją do cytoplazmy komórki docelowej. Teraz zainfekowana bakteria zsyntetyzuje DNA wirusa i jego białka, co nieuchronnie doprowadzi do jego śmierci.

W jaki sposób organizm chroni się przed infekcjami wirusowymi

Natura stworzyła specjalne urządzenia ochronne,choroby wirusowe roślin, zwierząt i ludzi. Same patogeny są postrzegane przez ich komórki jako antygeny. W odpowiedzi na obecność wirusów organizm wytwarza immunoglobuliny - przeciwciała ochronne. Narządy układu odpornościowego - grasica, węzły chłonne - reagują na inwazję wirusową i promują rozwój białek ochronnych - interferonów. Substancje te hamują rozwój cząstek wirusowych i hamują ich rozmnażanie. Oba rodzaje reakcji ochronnych, rozpatrywane powyżej, odnoszą się do odporności humoralnej. Inną formą ochrony jest komórka. Leukocyty, makrofagi, neutrofile pochłaniają cząsteczki wirusa i rozbijają je.

Znaczenie wirusów

Nie jest tajemnicą, że jest w większości negatywny. Te ultra-małe patogeny (od 15 do 450 nm), widoczne jedynie w mikroskopie elektronowym, wywołują całą masę niebezpiecznych i trudnych chorób wszystkich organizmów istniejących na Ziemi, bez wyjątku. Tak więc, osoba wirusy infekują ważnych narządów i układów, takich jak nerwowego (wścieklizna, zapalenie mózgu, polio) odporności (AIDS), przewodu pokarmowego (zapalenie wątroby), oddechowego (grypa, adenoinfektsii). Zwierzęta są zarażone jaszczurką, plagą i roślinami - różnymi martwami, plamami, mozaikami.

Różnorodność przedstawicieli królestwa nie była wcześniej badanakoniec. Dowodem jest to, że do tej pory odkrywają nowe typy wirusów i diagnozują wcześniej nie występujące choroby. Na przykład w połowie XX wieku wirus Zika został znaleziony w Afryce. Występuje w ciele komarów, które po ukąszeniu infekują ludzi i inne ssaki. Objawy choroby wskazują, że patogen wpływa głównie na centralny układ nerwowy i powoduje małogłowie u noworodków. Ludzie będący nosicielami tego wirusa muszą pamiętać, że stanowią potencjalne zagrożenie dla swoich partnerów, ponieważ w praktyce medycznej zgłaszano przypadki przeniesienia choroby na kobiety.

Pozytywną rolę wirusów można przypisać ich zastosowaniu w walce z gatunkami szkodników w inżynierii genetycznej.

W tym artykule opisaliśmy, czym jest wirus,jaka jest jego cząstka, jak organizmy chronią się przed czynnikami chorobotwórczymi. Określiliśmy także rolę, jaką w przyrodzie odgrywają niekomórkowe formy życia.