ВІРУСИ. Підготовка до ЗНО

ВІДКРИТТЯ ПРИХОДИТЬ ДО ТИХ, ХТО ГОТОВИЙ ДО ЇХНЬОГО РОЗУМІННЯ. \
Л. ПАСТЕР


Віруси належать до особливого підрозділу живої природи – царства Віра.
Грип, СНІД, паротит, сказ, енцефаліт, гепатит, сказ,герпес, натуральна віспа, ГРВІ, інфекційна жовтяниця, кір тощо — це хвороби людини, спричинені вірусами. 

 У тварин це ящур, сказ, чумка собак, чумка курей, чумка ВРХ, ентерит, інфекційний гепатит, сказ.

  У рослин — мозаїчна хвороба тютюну, жовтяниця цукрових буряків, строкатолистість тюльпанів, гороху та інших культур.


Віруси-неклітинні форми життя, які становлять автономні генетичні системи, нездатні до самостійного існування поза організмом або клітиною хазяїна.
Наразі понад 6000 видів вірусів ідентифіковано (вчені оцінюють понад мільйон видів).
Відкрито віруси в 1892 р. російським ботаніком Д. Івановським (1864-1920).
Вірус тютюнової ВТМ — один із найдетальніше вивчених рослинних вірусів.
Дія вірусу тютюнової мозаїки у томатів
Віруси вражають всі типи організмів, від рослин і тварин до бактерій і архей (віруси бактерій зазвичай називають бактеріофагами). 
1915 року були відкриті віруси в клітинах бактерій — бактеріофаги («пожирачі бактерій»).

ВІРУСНІ ЧАСТИНКИ:

ОСОБЛИВОСТІ ВІРУСІВ:
  • неклітинна будова
  • простий хімічний склад
  • різноманітність геному
  • проста будова
  • відсутність синтезу білків
  • відносна специфічність
  • особливий життєвий цикл
  • здатність до самозбирання
  • здатність до кристалізаціЇ
Основні риси, що відрізняють віруси від живих організмів:
  • відсутність клітинної будови
  • відсутність власної білоксинтезуючої системи (не мають власних мРНК, тРНК, рибосом, ферментів-синтетаз).
  • геном вірусів може бути представлений не лише ДНК, але й РНК
  • деякі віруси можуть формувати всередині клітини кристали

Зрілі вірусні частинки (віріони) складаються з нуклеїнової кислоти, яка оточена білковою оболонкою або ліпопротеїновою (білок у комплексі з ліпідами оболонкою). 
До складу вірусів входить один із двох видів нуклеїнової кислоти-ДНК або РНК; білки звязуються з нуклеїновою кислотою, утворюючи чохол-капсид. 
§ 72. Будова вірусівПідручник з Біології і екології (профільний рівень). 10 клас. Задорожний
За особливостями будови віруси поділяють на прості й складні:




ПРОСТІ ВІРУСИ (вірус тютюнової мозаїки, поліомієліту) складаються з білків і одного типу нуклеїнової кислоти. Мають капсид з білкових частинок-капсомерів і нуклеїнову кислоту одно- або дволанцюгові молекули ДНк чи РНК)-серцевину.

Структуру, що містить нуклеїнову кислоту і капсид, називають нуклеокапсидом.\

 Повністю сформована інфекційна вірусна частинка називається віріоном.
Будова простого вірусу: капсид, серцевина, капсомер, нуклеокапсид, віріон.


СКЛАДНІ ВІРУСИ (вірус грипу, гепатиту В, ВІЛ) можуть мати додаткові оболонки, молекули вуглеводів, ферменти (н-д зворотна транскриптаза для перезапису інформації з РНК на ДНК). Нуклеокапсид у них укритий зовнішньою оболонкою з ліпідів та білків-суперкапсидом. Ця структура утворена видозміненими мембранами клітини-хазяїна, у яких білкові молекули замінені на білки віруса (білки-гемаглютиніни для розпізнавання клітин; білки нейромінідази для руйнування рецепторів клітин; структурні білки, що утворюють білковий матрикс; білки-глікопротеїни-утворюють шипи, забезпечують адгезію вірусу на клітинах).

 Багато вірусів мають ще одну оболонку, розташовану зовні капсида, - пеплос. Пеплос складається з високомолекулярних білків, організованих у вирости-пепломери, які слугують для розпізнавання клітин-мішеней. Крім білків до складу пеплоса входять ліпіду та вуглеводи. 

Білки капсида і пеплоса виконують такі функції:
  • стабілізують і захищають нуклеїнову кислоту;
  • є ферментами, що беруть участь у відтворенні вірусної частинки;
  • розпізнають відповідну клітину-мішень.
В ЖИТТЄВОМУ ЦИКЛІ ВІРУСІВ НАЯВНІ 2 ФАЗИ:
  • ПОЗАКЛІТИННА (ВІРІОН)
  • ВНУТРІШНЬОКЛІТИННА (ПРОЯВЛЯЄ ОКРЕМІ ОЗНАКИ ЖИВОГО-РОЗМНОЖЕННЯ, МІНЛИВІСТЬ)
 У латентній стадії вірус наче «зникає», його не можна побачити або виділити з клітини, але в цей період клітина синтезує необхідні для вірусу білки та нуклеїнові кислоти, внаслідок чого утворюється нове покоління віроспор.
Проникнення вірусів у тваринні клітини відбувається завдяки зв’язування вірусу із специфічним рецептором, який розташований на плазматичній мембрані клітини. Для вірусів рослин специфічні рецептори невідомі, і вони проникають через пошкоджені поверхні клітин.

 ВІРУСИ ЗДАТНІ УТВОРЮВАТИ ВІРІОНИ ШЛЯХОМ САМОЗБИРАННЯ!

 Збирання вірусів відбувається різними способами. У вірусів, які мають пеплос, нуклеїнова кислота транспортується до плазматичної мембрани й огортається її фрагментом. Далі такі віруси відбруньковуються, не порушуючи цілісності мембрани. Якщо вірус не має пеплоса, його вихід із клітини супроводжується пошкодженням плазмалеми.

 ВЗАЄМОДІЯ ВІРУСІВ З КЛІТИНОЮ-ХАЗЯЇНОМ
ЗАЛЕЖНО ВІД ВЛАСТИВОСТЕЙ ВІРУСУ І КЛІТИНИ-ХАЗЯЇНА, А АТАКОЖ УМОВ СЕРЕДОВИЩА, РОЗРІЗНЯЮТЬ ТАКІ ОСНОВНІ ТИПИ ВЗАЄМОДІЇ ВІРУСІВ З КЛІТИНОЮ:
а-продуктивна інфекція-розмноження вірусу призводить до руйнування і загибелі клітини
б-абортивна інфекція-взаємодія, за якої клітини залишаються живими, а зрілі віріони не утворюються
в-вірогенія-геном вірусу поєднується з генетичним апаратом клітини і під час поділу клітини може тривалий час передаватися в дочірні клітини; через деякий час за певних умов починає розмножуватися і призводить до загибелі клітину.

 НЕЗАЛЕЖНО ВІД ВИДУ, ВІРУСИ МАЮТЬ ПОДІБНІ ЗАГАЛЬНІ СТАДІЇ ЖИТТЄВОГО ЦИКЛУ:
  • Абсорбція вірусів-це прикріплення віріонів до поверхневого апарату клітини-хазяїна. Між білками вірусів й рецепторами клітини виникають електростатичні взаємодії, що забеспечують тимчасове нестійке приєднання віріонів.
  • Проникнення в клітину у різних вірусів здійснюється різними шляхами: а-ендоцитозу з утворенням внутрішньоклітинних вакуолей б-злиттям плазматичної мембрани з оболонкою віруса в-шляхом впорскування (н-д у бактеріофагів) тощо.

§ 62. Вірусні захворювання Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

 Вірус виявляє потрібну клітину (упізнає її за специфічними рецепторами, які розташовані на мембрані) та проникає в її цитоплазму (мал. 62.2). 
Після потрапляння в цитоплазму вірус блокує роботу ДНК клітини-хазяїна й починає керувати роботою систем клітини. Він використовує її ресурси для синтезу власних білків та 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.
  • "Роздягання" вірусів у клітині забезпечує звільнення нуклеїнової кислоти вірусу від капсиду для наступної реалізації вірусного геному.
  • Відтворення компонентів вірусних частинок забезпечують три процеси: транскрипція (переписування інформації з вірусних ДНК чи РНК та утворення мРНК, що відбувається в ядрі(нуклеоїді)), трансляція (переведення інформації мРНК у послідовність амінокислот молекул білків, відбувається на рибосомах за допомогою тРНК і ферментів) й реплікація (синтез молекул нуклеїнової кислоти, що каталізується переважно клітинними ферментами).
ОТЖЕ, відтворення вірусів відбувається відокремлено, неодночасно і в різних частинах клітини.Такий спосіб розмноження вірусів називають роз'єднаним (диз'юнктивним).
  • Збірка віріонів відбувається усередині клітин або шляхом відбруньковування у зовнішнє середовище.\
ДЛЯ ОКРЕМИХ ГРУП ВІРУСІВ ХАРАКТЕРНА ЗДАТНІСТЬ ДО КРИСТАЛІЗАЦІЇ ВІРІОНІВ В НАВКОЛИШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ (за певних умов)!
  • Вихід вірусів з клітин може супроводжуватись збереженням життєдіяльності клітини або її руйнуванням і загибеллю.
ТАКИМ ЧИНОМ РОЗМНОЖЕННЯ ВІРУСІВ  ВІДБУВАЄТЬСЯ В ДЕКІЛЬКА ЕТАПІВ:

1. Розпізнавання клітини-мішені та прикріплення до неї
2. Проникнення в клітину
3. Збирання вірусних частинок
4. Вихід із клітини.

 Віроспора -ВІРУСНА ЧАСТИНКА, що немає будь-яких проявів життєдіяльності.
Розташуйте поняття по порядку відповідно до збільшення чисельності хворих:


одинична інфекція, спалах захворюваності,епідемія,пандемія

Вплив вірусів на організм хазяїна
Проникнувши в клітину, вірус спричиняє в ній інфекційні процеси. Розрізняють гострі, хронічні та приховані вірусні інфекції.

ТИПИ ВІРУСНИХ ІНФЕКЦІЙ:

 За характером і  часом перебігу виділяють чотири типи вірусних інфекцій:

1. Гострі інфекції характеризуються швидким перебігом захворювання (грип, віспа, кір), що зумовлено високим рівнем продуктивності вірусу
2. Латентні інфекції (герпес) характеризуються наявністю латентного (прихованого періоду), протягом якого вірус перебуває у стані провірусу
3. Хронічні інфекції (вірусний кон'юктивіт) характерихуються постійною присутністю вірусу  в клітинах організму в малій кількості
4. Повільні інфекції, за яких латентний період триває багато років (до 10 років СНІД).

 Унаслідок гострої інфекції після розмноження вірусних частинок клітина-хазяїн зазвичай гине.
Прихована інфекція: вірусні частинки з інфікованих клітин у довкілля не виходять, їх часто не можна виявити і в самій клітині (вірус герпесу). Але прихована інфекція може набути гострої чи хронічної форми. Людей із прихованою формою інфекції називають носіями.

 Захисні реакції організму проти вірусних інфекцій виявляються на тому чи іншому рівні імунітету. У відповідь на проникнення вірусів, що розпізнаються як антигени, в організмі людини і тварин виробляються антитіла, або імуноглобуліни. Антитіла зв’язують антигени в комплекс, який знешкоджує імунна система.

 Захисні білки (інтерферони) виробляються у відповідь на проникнення вірусу в клітину і пригнічують його розмноження.

 КЛАСИФІКАЦІЯ ВІРУСІВ (СУЧАСНА СИСТЕМА ВІРУСІВ -СІМ ПОРЯДКІВ З РОДИНАМИ):
  • ГЕРПЕСВІРУСИ (вірус простого вірусу, вітряної віспи)
  • РАБДОВІРУСИ (вірус сказу)
  • ПАРАМІКСОВІРУСИ (вірус кору, паротиту)
  • ОРТОМІКСОВІРУСИ (віруси грипу)
  • ПАПІЛОМАВІРУСИ (віруси папілом)
  • РЕТРОВІРУСИ (вірус імунодифіциту людини)
  • АДЕНОВІРУСИ (ізольований кон'юнктивіт, атипова пневмонія)
ВІРУСИ КЛАСИФІКУЮТЬСЯ ТАКОЖ:
А)за типом нуклеїнової кислоти: ДНК-вмісні: вірус-герпесу, вірус віспи  та РНК-вмісні віруси: вірус імунодифіциту ВІЛ
Б)за структурою нуклеїнової кислоти: однонитчасті та двонитчасті

В)за особливостями будови та хімічного складу: прості та складні віруси
Г)за типом симетрії віріонів: віруси із кубічним, спіральним, змішаним типом симетрії, без повного типу симетрії.
МЕХАНІЗМ ЗАРАЖЕННЯ ВІРУСНИМИ ІНФЕКЦІЯМИ, ЦЕ:
  • через слизові оболонки, покриви тіла (ГЕРПЕС, СКАЗ, ПАПІЛОМА)
  • статевим шляхом (ВІРУС ГЕРПЕСУ, ВІЛ, ГЕПАТИТ С)
  • під час переливання крові та хірургічних операцій (ВІРУС ГЕПАТИТУ В, ВІЛ)
  • повітряно-крапельним шляхом (ВІРУС ГРИПУ, ВІТРЯНОЇ ВІСПИ, КОРУ) 
  • фекально-оральним — з їжею та водою (ЕНТЕРИТ, ГЕПАТИТ А, ВІРУС ЯЩУРА з молоком корови)
  • трансмісивний, за участю переносників: (кліщів- ВІРУС ТАЙГОВОГО  ( або кліщовий) енцефаліт, комарів- ЖОВТА ЛИХОМАНКА)
ГРУНТОВІ  НЕМАТОДИ, РОСЛИНИ-ПАРАЗИТИ
  • з пилком рослин (ВІРУСИ МОЗАЇКИ КАРТОПЛІ).
Віруси є внутрішньоклітинними паразитами різноманітних видів прокаріотів та еукаріотів. Певні види вірусів завжди мають певну сукупність (коло) видів хазяїв.
 Цікаво, що віруси рослин не інфікують людину, тварин і бактерії, віруси бактерій — відповідно рослини і тварини, віруси людини і тварин — рослини та бактерії.
Але організми одного виду (наприклад, людина) можуть уражатися вірусами багатьох видів, які паразитують у клітинах різних тканин та органів (як-от: вірусні інфекції дихальних шляхів, органів травлення, нервової системи, шкіри тощо). 

Деякі вірусні інфекції характерні тільки для людини (наприклад, гепатит В) або лише певних видів тварин (ящур, чума собак), рослин, грибів чи бактерій.

 Відомі віруси із широким колом хазяїв, наприклад спільні для людини та різних видів диких або свійських тварин (кліщового енцефаліту, сказу, жовтої пропасниці).

Бактеріофаги 
Будова бактеріофага 
§ 72. Будова вірусівПідручник з Біології і екології (профільний рівень). 10 клас. Задорожний — група вірусів, які пристосувалися до паразитування всередині клітини бактерій. За будовою бактеріофаги складніші від вірусів, які паразитують у клітинах людини, тварин та рослин. Вони складаються з головки, хвостика і відростків. Зовні головка та хвостик вкриті білковою оболонкою, всередині головки міститься нуклеїнова кислота, хвостик являє собою порожнистий стрижень. Бактеріофаг за допомогою відростків прикріплюється до поверхні бактеріальної клітини та за допомогою ферментів розчиняє оболонку клітини бактерії в місці стикання з нею. Нуклеїнова кислота бактеріофага через канал хвостика впорскується в клітину бактерії. У подальшому в бактеріальній клітині починається синтез нуклеїнової кислоти бактеріофага. Врешті-решт клітина бактерії гине.



 Профілактика вірусних захворювань
Вірусні інфекції завдають величезної шкоди здоров’ю людини й значних збитків тваринництву, рослинництву та мікробіологічній промисловості. Тому вірусологи шукають можливості запобігання розвитку вірусних інфекцій та ефективні засоби лікування уражених організмів. Оскільки віруси є внутрішньоклітинними паразитами, то ліків, які б були дієвими проти них і водночас безпечними для всіх клітин організмів хазяїв, поки що не знайдено. Отже, на сьогодні головним напрямом антивірусної стратегії є запобігання вірусним інфекціям (профілактика). 

Усі засоби профілактики можна поділити на три основні категорії:
• заходи, спрямовані на ліквідацію джерел поширення збудника (наприклад, ізоляція хворих);
• заходи, спрямовані на переривання механізму передачі збудника від інфікованих особин до здорових: застосування респіраторів, засобів гігієни, препаратів, що знищують кровосисних комах — переносників вірусів тощо;
• заходи, спрямовані на створення специфічної несприйнятливості населення (імунізація).
Після відкриття Е. Дженнером вакцини проти вірусу віспи та досліджень Л. Пастера стало можливим масове щеплення населення. Це сприяло різкому зниженню захворюваності на певні вірусні інфекції. Так, у 1981 р. Всесвітня організація охорони здоров’я оголосила, що завдяки масовим щепленням та іншим засобам профілактики вірус віспи в біосфері зник, а ця хвороба перестала існувати як загроза людству.

Гіпотези походження вірусів. 
 На сьогодні не існує єдиної точки зору на походження вірусів. Учені розглядають три такі основні гіпотези.

 Згідно з гіпотезою регресивної (від лат. — зворотний рух) еволюції, віруси виникли з клітин, які втратили більшість органел.

 За гіпотезою паралельної еволюції, віруси виникли в прадавні часи не­залежно від клітин, використовуючи їхні можливості для перетворення енергії та синтезу білків. Останнім часом більшість учених схиляється саме до цієї гіпотези, оскільки на її користь з'являється все більше дока­зів, зокрема щодо еволюції РНК.

 Гіпотеза «скажених генів», висунута Джеймсом Уотсоном (пригадайте внесок цього вченого в розвиток біології), твердить про те, що віруси як ді­лянки спадкового матеріалу клітин набули здатність існувати самостійно. Зазначимо, що досі не отримано переконливих доказів на підтримку чи спростування жодної із цих гіпотез.
Роль вірусів у природі:
  • регуляція чисельності організмів і вплив на біосферу
  • еволюційний чинник зміни спадкової інформації
  • рушійний чинник еволюції імунної системи
  • учасники симбіотичних й антагоністичних відносин
Роль вірусів у житті людини: 
  • спричинення вірусних захворювань організмів
  • біологічний метод боротьби зі шкідливими видами (використання вірусів для зменшення кроликів в Австралії, вірус міксоматозу, загибель 99, 8% кроликів; для кроликів, що вижили-вірус геморагічної лихоманки)
  • застосування в генній інженерії як векторів (засоби що використовуються для доставлення генетичного матеріалу в клітини).
  • для розпізнавання та лікування бактеріозів.
Перегляньте відео за посиланням: 

Коментарі

Дописати коментар