§ 16. Вирусы — неклеточная форма жизни

Вопрос 1. Какие организмы относят к паразитам?

К паразитам, питающимся за счет готовых органических веществ живых организмов, относятся некоторые простейшие, паразитические черви, клещи, кровососущие насекомые, а также вирусы, фаги, болезнетворные бактерии, паразитические грибы, цветковые растения — паразиты (омела, повилика, заразиха).

Вопрос 2. Что представляют собой вирусы?

Вирусы представляют собой неклеточную форму жизни. Это автономные генетические структуры, неспособные, однако, развиваться вне клетки. Вирусы отличает простота организации. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом. В вирусах присутствует только один тип нуклеиновой кислоты, которая является носителем генетической информации. Это либо ДНК (одно — , так и двуцепочечные молекулы как ДНК), либо РНК. И если вирусная ДНК может иметь как линейную, так и кольцевую структуру, то молекулы РНК — вирусов, как правило, имеют только линейную форму.

Пространственная организация вирусов очень разнообразна. Они часто имеют правильную геометрическую форму — палочки, нити или шара.

Белки вирусов формируют оболочку, защищающую нуклеиновую кислоту. Они также отвечают за антигенные свойства вирусной частицы, а также могут выполнять функции ферментов.

Сложные вирусы окружены мембраной, содержащей липиды и сложные белки — гликопротеины, соединённые с углеводными компонентами. Однако эта мембрана не синтезируется ими самими, она является «позаимствованной» при выходе вируса частью мембраны той клетки, где была «собрана» данная вирусная частица.

Например, вирус табачной мозаики имеет палочковидную форму и представляет собой полый цилиндр. Стенка цилиндра образована молекулами белка, а в полости расположена спираль РНК. Белковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от неблагоприятных условий внешней среды, а также препятствует проникновению ферментов клеток к РНК и ее расщеплению.

Тело бактериофага кишечной палочки состоит из головки, от которой отходит полый стержень, окруженный чехлом из сократительного белка. Стержень заканчивается базальной пластинкой, на которой закреплены 6 нитей. Внутри головки находится ДНК.

Вопрос 3. Какие вирусы вам известны?

Вирус табачной мозаики, бактериофаг, аденовирусы, вирусы гриппа, герпеса, полиомиелита, оспы, бешенства, чумы, ВИЧ и др.

Вопрос 4. Почему вирусы можно считать внутриклеточными паразитами?

Они способны проникать в живые клетки и размножаться только внутри них, используя для этой цели биосинтетические и энергетические клеточные системы хозяина. Пока вирус не проник в клетку хозяина, он не проявляет свойств живого организма, т. е. в нём не протекает никаких биохимических реакций, он не может размножаться и т. д. Учитывая данные обстоятельства, можно утверждать, что вирусы являются внутриклеточными паразитами.

Вопрос 5. Почему вирусы считают неклеточной формой жизни?

Любая клетка состоит из ядра и цитоплазмы, в которой происходят все биохимические процессы. Вирусы в отличие от всех других организмов не имеют клеточного строения. Вирус же — это всего лишь часть ДНК или РНК и несколько оболочек (белковая и липопротеиновая). Также вирусы способны жить и размножаться исключительно в клетках других организмов и за их пределами жизнедеятельности не проявляют. Таким образом, вирусы можно рассматривать как неклеточную форму жизни.

Вопрос 6. Каковы особенности строения вирусов? Расскажите об этом на конкретных примерах.

Здесь подходит ответ на вопрос 2 из этого параграфа. Можно еще добавить строение вируса гриппа. Это РНК — содержащий вирус, капсид которого снаружи покрыт остатками клеточных мембран, содержащих белки — гликопротеины. Гены этих белков часто мутируют, что приводит к появлению новых штаммов (локальных разновидностей) вируса.

Вопрос 7. Каковы основные пути заражения вирусами? Приведите примеры.

Человек заражается вирусами разными путями, в принципе так же, как бактериями и другими прокариотами.

1.Алиментарный путь — пища, вода. В воду, как правило, вирусы попадают вместе со сточными водами, в пищу заносятся грязными руками.

2.Воздушно — капельный — вирусы острых респираторный заболеваний; другие — попадают непосредственно от одного человека другому на слизистые носа, глотки, то есть верхних дыхательных путей.

3.Половой — при половом контакте вирусы попадают на слизистую половых путей.

4.Трансмиссивный — при укусе кровососущих членистоногих (клещи, комары) вирусы попадают непосредственно в кровь. Вирус бешенства заносится в кровь при укусе зараженными животными.

5.Трансплантационный путь — при переливании зараженной крови, пересадке тканей от зараженных людей.

6.Инструментальный путь — при пользовании грязными шприцами, другими медицинскими инструментами во время различных медицинских манипуляций.

Вопрос 8. Каковы основные меры профилактики вирусных заболеваний?

Во — первых, имеет смысл стимулировать иммунную систему путём неспецифической активации иммунитета. Для этого применяют закаливание, проводят общее укрепление организма или принимают некоторые препараты (например, белок интерферон, который помогает клеткам справляться с вирусами).

Во — вторых, можно делать прививки, вводя человеку вирусные белки, фрагменты этих белков или вирусные частицы с разрушенными нуклеиновыми кислотами. Введение такого препарата (он называется вакцина) вызывает образование в организме человека специфических белков — антител, которые распознают белки — антигены данного вируса и запоминают их. Поэтому, когда в организм попадает настоящий вирус, иммунная система быстро с ним справляется, поскольку помнит, по каким белкам его можно распознать.

И, в — третьих, если по каким — то причинам невозможно провести вакцинацию, а вирус проник в организм, человеку вводят уже готовые антитела, выделенные из сыворотки крови животных (такой препарат называют иммунной сывороткой). Так поступают, например, после укуса человека бешеным животным для нейтрализации вируса бешенства.

Вопрос 9. Какие особенности отличают вирусы от других живых организмов? Представьте ответ на вопрос в форме таблицы.

Вопрос 10. Используя дополнительные источники информации, подготовьте короткое сообщение в виде презентации о сходстве СПИДа и вирусного гепатита В.

Сначала можно рассказать об этих болезнях (самое главное). Потом можно отметить, что эти заболевания не сильно схожи, течение болезней больше разниться, чем схоже. Нужно подчеркнуть и то, что они часто могут быть в организме одновременно. Затем выделить и схожие черты. 1.Возбудитель этих заболеваний — вирус (но разный), т.е. это заболевания, вызванные вирусом. 2.Болезни развиваются постепенно, а сам инфекционный процесс начинается с момента попадания вируса в кровь. 3.Болезни можно поддерживать медикаментозно на некотором уровне, что человек чувствует себя нормально. 4.Также эти болезни имеют общие пути заражения: естественные (половой, вертикальный (когда ребёнка заражает инфицированная мать), бытовой) и искусственный (парентеральный). 5.Чтобы уберечься от этих болезней, нужно никогда не использовать чужие зубные щётки, бритвы и другие средства личной гигиены; следить за использованием только одноразовых шприцов при всех видах инъекций, безопасный секс, тщательный выбор дантиста и специалиста по маникюру, повышение защитных сил организма и т.д.

Вопрос 11. Какие распространённые заболевания, вызываемые вирусами, вы знаете? Предложите правила профилактики вирусных заболеваний.

Самыми известными и распространенными являются следующие вирусные заболевания.

Грипп и простуда. Их признаками являются: слабость, повышенная температура, боль в горле. Используются противовирусные препараты, при присоединении бактерий дополнительно назначают антибиотики.

Краснуха. Под удар попадают глаза, дыхательные пути, шейные лимфоузлы и кожа. Распространяется воздушно — капельным способом, сопровождается высокой температурой и кожными высыпаниями.

Свинка. Поражаются дыхательные пути, в редких случаях у мужчин поражаются семенники.

Желтая лихорадка. Вредит печени и кровеносным сосудам.

Корь. Опасна детям, затрагивает кишечник, дыхательные пути и кожу.

Ларингит. Нередко возникает на фоне других проблем.

Полиомиелит. Проникает в кровь через кишечник и дыхание, при поражении головного мозга наступает паралич.

Ангина. Существует несколько видов, характерны головная боль, высокая температура, сильная боль в горле и озноб.

Гепатит. Любая разновидность вызывает желтизну кожи, потемнение мочи и бесцветность кала, что говорит о нарушении нескольких функций организма.

Тиф. Редок в современном мире, поражает кровеносную систему, может привести к тромбозу.

Сифилис. После поражения половых органов возбудитель попадает в суставы и глаза, распространяется дальше. Долго не имеет симптомов, поэтому важны периодические обследования.

Энцефалит. Поражается головной мозг, гарантировать излечение нельзя, высок риск смерти.

К профилактике вирусных заболеваний относят: исключение контактов с больными людьми, исключение незащищенных случайных половых связей, закаливание, проводят общее укрепление организма или принимают некоторые препараты (например, белок интерферон, который помогает клеткам справляться с вирусами). Также можно делать прививки, а если по каким — то причинам невозможно провести вакцинацию, а вирус проник в организм, человеку вводят уже готовые антитела, выделенные из сыворотки крови животных (такой препарат называют иммунной сывороткой). Так поступают, например, после укуса человека бешеным животным для нейтрализации вируса бешенства.

Вопрос 12. Выполните задание в тетради.

1) Вирусы размножаются: а) самостоятельно вне клетки хозяина; б) только в клетке хозяина; в) только в воде; г) в присутствии солнечного света.

Правильный ответ: б) только в клетке хозяина.

2) Капсид — это: а) цитоплазма вируса; б) ДНК вируса; в) оболочка вируса; г) ферменты вируса.

Правильный ответ: в) оболочка вируса.

3) Вирусы относят к доклеточным организмам, потому что они: а) не содержат ядра; б) не способны к самостоятельному обмену веществ; в) являются паразитами; г) не способны размножаться.

Правильный ответ: б) не способны к самостоятельному обмену веществ;

Вопрос 13. На основании чего вирусы относят к живым организмам?

Вирусы похожи на живые организмы в том, что они имеют свой набор генов и эволюционируют путем естественного отбора, а также в том, что способны размножаться, создавая собственные копии путем самосборки.

Вопрос 14. Используя доступные информационные источники, изучите и обсудите с учителем и одноклассниками проблему происхождения вирусов.

Происхождение вирусов — вопрос, который на протяжении многих лет составлял предмет дискуссий, поэтому происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Было выдвинуто три гипотезы происхождения вирусов:

1. Вирусы — потомки бактерий и других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную (регрессивную) эволюцию.

2. Вирусы — потомки древних доклеточных форм жизни, перешедших к паразитическому способу существования.

3. Вирусы — дериваты (производные) клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранивших зависимость от клеток.

Можно отметить, что зависимость вирусов от других организмов, в клетках которых они могут расти и размножаться, дает основание считать, что они не могли появиться раньше клеточных организмов. Предполагается, что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, которые в процессе приспособления к паразитизму вторично утратили клеточное строение.

Некоторые ученые полагают, что вирусы и бактериофаги — обособившиеся генетические элементы клеток, которые эволюционировали вместе с клеточными формами жизни.

Также можно предположить, что вирусы появились (и появляются и поныне) как результат воздействий (прежде всего неблагоприятных) на биологическую клетку. И в том числе как отклик на неблагоприятное воздействие от других клеток, клеток другого вида. «Предполагается, что вирусы, не являясь самостоятельными живыми существами, представляют собой информационное средство в системе всебиологической борьбы за существование».