17.10.2022
Урок №13
Тема: Віруси, їх будова.
Віруси — це
паразитичні неклітинні системи, здатні розмножуватися в живих клітинах.
Вивчення вірусів було розпочато 1892 р. Д. Й. Івановським, який з’ясував, що
збудник мозаїки тютюну не росте на поживних середовищах і проходить крізь
бактеріальні фільтри. Характерними особливостями вірусів є наявність у них лише
одного типу нуклеїнової кислоти (залежно від виду вірусу це може бути ДНК або
РНК) і відсутність у них власних систем синтезу білків та перетворення енергії.
Через це віруси не можуть розмножуватися самостійно і є облігатними
внутрішньоклітинними паразитами. Наразі описано вже більше двох тисяч видів
вірусів, які уражають представників усіх царств живої природи.
Поза клітиною-хазяїном віруси існують
у формі віріонів. їх розмір дуже малий — від 20 до 400 нанометрів. Віріон — це
нуклеїнова кислота, упакована в спеціальну білкову оболонку — капсид. Якщо
віріони вірусу мають тільки білкову оболонку, то такий вірус відносять до
простих вірусів. На відміну від них група складних вірусів має ще одну оболонку
— суперкапсид, яка формується із фрагмента мембрани клітини-хазяїна. У цю
мембрану вбудовуються білки та глікопротеїди самого вірусу. Кількість білків, з
яких складається капсид, невелика. їх характерною властивістю є здатність до
самозбирання. Морфологічні форми капсидів також не дуже різноманітні. У більшості
випадків вони мають форму палички, нитки, кульки або правильного
багатогранника. Проте, трапляються віруси, які мають і більш складну форму.
Невеликий розмір і простота будови вірусів пов’язана з невеликою кількістю
генів у їхньому геномі. Деякі віруси кодують лише один білок (віруси-сателіти,
які можуть розмножуватися лише з допомогою інших вірусів), багато вірусів кодує
5-10 білків, а деякі, найбільші, віруси можуть кодувати до 200 білків.
Рекордним є геном мімівіруса (паразит амеб), який містить понад 900 генів. Це
навіть більше, ніж кількість генів у геномі деяких найменших клітинних
організмів. Проте, як і всі інші віруси, мімівірус не має генів, які кодують
рибосомальні білки. Він не здатний самостійно рости й розмножуватися поза
клітиною-хазяїном та підтримувати гомеостаз. Його компоненти синтезуються
окремо системами клітини-хазяїна й самозбираються в цілий вірус, що теж є
характерною для вірусів ознакою.
Життєвий цикл вірусів
Життя вірусу можна поділити на дві головні фази. На одній з них він існує у
вигляді віріона поза клітинами живих організмів, а на другій — усередині живих
клітин. У формі віріона віруси не здатні до росту й розмноження та підтримання
гомеостазу. Але в цьому стані вони здатні утворювати кристали, що не є
характерним для живих організмів. Головне завдання віріона — знайти потрібну
клітину і проникнути до неї. Здійснюватися це може як шляхом простого
механічного перенесення (наприклад, крапельний шлях передачі вірусу грипу), так
і з допомогою посередників (наприклад, перенесення вірусів рослин з допомогою
попелиць).
Після виявлення потрібної клітини (вірус упізнає її за специфічними
рецепторами, які розташовані на мембрані) вірус проникає в її цитоплазму. Це
може досягатися кількома шляхами. Віруси тварин можуть маскуватися під якусь важливу
макромолекулу, і клітина сама їх поглинає шляхом ендоцитозу. Віруси рослин
проникають у клітини, використовуючи механічні пошкодження клітинної стінки, а
потім поширюються по цитоплазматичних містках між клітинами. Деякі бактеріофаги
з допомогою спеціальних структур капсида просто протикають клітинну стінку й
мембрану клітини і впорскують усередину свою нуклеїнову кислоту.
Після потрапляння в
цитоплазму вірус блокує роботу ДНК клітини-хазяїна й починає керувати роботою
систем клітини. Він використовує її ресурси для синтезу власних
білків і нуклеїнових кислот. Із синтезованих білків і нуклеїнових кислот шляхом
самозбирання утворюються нові віріони. Коли ресурси клітини закінчуються, вона
гине, а віріони виходять у навколишнє середовище.
Існує ще один варіант розвитку подій після потрапляння вірусу в клітину. У
цьому випадку ДНК вірусу (або ДНК, синтезована з вірусної РНК з допомогою
спеціального фермента зворотної транскриптази) вбудовується в ДНК
клітини-хазяїна. У такому стані вона може залишатися неактивною дуже довго.
Цікаво, що під час свого розмноження клітина буде відтворювати і ДНК віруса,
передаючи його двом своїм дочірнім клітинам. Такий стан клітини називається
носійством. Якщо організм хазяїна через якісь причини починає слабшати і зменшує
активність своєї системи захисту, приховане вірусне ДНК може розпочати активну
діяльність і викликати гостру фазу вірусної інфекції.
Походження вірусів
Існує кілька версій походження
вірусів. Згідно з однією з гіпотез, віруси утворилися шляхом спрощення
бактерій, які перейшли до внутрішньоклітинного паразитизму. На користь цієї
теорії свідчать особливості будови мімівірусів та інших найбільших ДНК- вмісних
вірусів.
Згідно з іншою точкою зору, віруси
утворилися з мобільних генетичних елементів клітини-хазяїна, які набули
здатності переміщатися не лише в межах одного геному, а й поза батьківською
клітиною. На користь цієї теорії свідчать особливості будови вірусів-сателітів
і віроїдів. Віроїди є паразитами рослин. Фактично це маленькі молекули РНК, які
не мають клітинної оболонки, але ведуть себе як віруси. Вони здатні викликати
певні симптоми захворювання й інфікувати незаражені рослини. Цілком можливо, що
різні віруси мають різне походження, і правильними є обидві гіпотези.
Немає коментарів:
Дописати коментар