Вирусы – переходная форма от неживой к живой

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Южно – Уральский государственный  университет»

Факультет «Экономика и предпринимательство»

Кафедра «Финансовый  менеджмент»

Вирусы – переходная форма  от неживой к живой

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Концепция современного естествознания»

 

 

 Проверил, доц.:

Винник Д.А.

____________________

Автор работы:

Студент группы ЭиП-114

Фёдорова Алёна Васильевна

 

 

 

 

Челябинск 2011

 

АННОТАЦИЯ

Фёдорова А.В. «Вирусы – переходная форма от неживой к живой».– Челябинск: ЮУрГУ, ЭиП – 114, 2011, 23с., 11ил., 1табл., библиогр. список - 9 наименований.

 

В данном реферате рассмотрены  такие вопросы, как свойства и  природа вирусов. Некоторыми свойствами вирусов являются: содержат в своем составе только один из типов нуклеиновых кислот, не обладают собственным обменом веществ и т.д. Строение и классификация, взаимодействие вируса с клеткой (вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков жизни). Значение вирусов, некоторые вирусные заболевания (корь, свинку, грипп, полиомиелит, бешенство, оспу, желтую лихорадку, трахому, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД). Рассмотрен вопрос «Являются ли вирусы живыми?»

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….. 4

I Свойства вирусов. Природа вирусов ………………………………………… 5

II Строение и классификация вирусов ………………………………….... 7

III Взаимодействие вируса с клеткой ………………………………………… 10

IV Значение вирусов …………………………………………………………... 12

V Некоторые наиболее известные вирусные заболевания человека ……..... 15

VI Являются ли вирусы живыми? ……………………………………………. 17

VII Вечно живые ……………………………………………………………..... 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………….. .22

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ……………………………………….. .23

 

ВВЕДЕНИЕ

К концу прошлого века никто уже  не  сомневался, что каждую заразную болезнь вызывает свой микроб, с  которым можно успешно бороться.

«Дайте  только срок, - говорили ученые-бактериологи, -  и скоро не останется ни одной  болезни». Но проходили годы, а обещания не выполнялись. Люди заражались корью, ящуром, полиомиелитом, трахомой, оспой, желтой лихорадкой,  гриппом. От страшных болезней умирали миллионы людей, а микробов - возбудителей найти не удалось.

Наконец  в 1892г. русский ученый Д.И. Ивановский напал на правильный след. Изучая табачную мозаику - болезнь листьев табака, он пришел к выводу, что ее вызывает  не микроб, а что-то более мелкое. Это «что-то» проникает через самые тонкие фильтры, способные задерживать бактерии, не размножается на искусственных средах, погибало при нагревании, и  его нельзя было увидеть в световой микроскоп. Фильтруемый яд!

Таким был вывод ученого. Но яд это  – вещество, а возбудитель болезни  табака был существом. Он отлично  размножался в листьях растений.  Датский ботаник Мартин Виллем Бейриник назвал это новое «что-то» -  вирусом, добавив, что вирус представляет собой «жидкое, живое, заразное, начало». В переводе с латинского «вирус» означает «яд».

Через несколько лет Ф. Леффлер и П. Фрош обнаружили, что возбудитель ящура-болезни, нередко встречающейся у домашнего скота, также проходит через бактериальные фильтры. Наконец, 1917 г. канадский бактериолог Ф.де Эрелль открыл бактериофаг - вирус, поражающий бактерии.

Так были открыты вирусы растений, животных и микроорганизмов. Эти  события положили начало новой науке - вирусологии, изучающей неклеточные формы жизни.

 

I СВОЙСТВА ВИРУСОВ. ПРИРОДА ВИРУСОВ

Вирусы - мельчайшие организмы, их  размеры колеблются от 12 до 500 нанометров. Мелкие вирусы равны крупным молекулам белка. Вирусы - резко выраженные паразиты клеток. Важнейшими отличительными особенностями вирусов являются следующие отличия:

1) они содержат в своем составе только один из типов нуклеиновых кислот: либо рибонуклеиновую кислоту (РНК), либо дезоксирибонуклеиновую (ДНК), - а все клеточные организмы, в том числе и самые примитивные бактерии, содержат и ДНК, и РНК одновременно;

2) не обладают собственным обменом веществ, имеют очень ограниченное число ферментов. Для размножения используют обмен веществ клетки - хозяина, ее ферменты и энергию;

3) могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не размножаются вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.

Вирусы не размножаются на искусственных питательных средах - они чересчур разборчивы в пище. Обычный мясной бульон, который устраивает большинство бактерий, для вирусов не годится. Им нужны живые клетки, и не любые, а строго определенные. Как и другие организмы, вирусы способны к размножению. Вирусы обладают наследственностью. Наследственные признаки вирусов можно учитывать по спектру поражаемых хозяев и симптомам вызываемых заболеваний, а также по специфичности иммунных реакций естественных хозяев или искусственных иммунизируемых экспериментальных животных. Сумма этих признаков позволяет четко определить наследственные свойства любого вируса, и даже больше - его разновидностей, имеющие четкие генетические маркеры, например: нейротропность некоторых вирусов гриппа и т.п. Изменчивость является другой стороной наследственности, и в этом отношении вирусы подобны всем другим организмам, населяющим нашу планету. При этом у вирусов можно наблюдать как генетическую изменчивость, связанную с изменением наследственного вещества, так и фенотипическую изменчивость, связанную с проявлением одного и того же генотипа в разных условиях.

 

II СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ

Вирусы нельзя увидеть  в оптический микроскоп, так как  их размеры меньше длины световой волны. Разглядеть их можно лишь с  помощью электронного микроскопа.

Вирусы состоят из следующих  основных компонентов.

1. Сердцевина - генетический материал (ДНК либо РНК), который несет информацию о нескольких типах белков, необходимых для образования нового вируса;

2. Белковая оболочка, которую называют капсидом (от латинского слова капса - ящик). Она часто построена из идентичных повторяющихся субъединиц - капсомеров. Капсомеры образуют структуры с высокой степенью симметрии;

3. Дополнительная липопротеидная оболочка. Она образована из плазматической мембраны клетки-хозяина и встречается только у сравнительно больших вирусов (грипп, герпес).

Капсиды и дополнительная оболочка несут защитные функции, как бы оберегая нуклеиновую кислоту. Кроме того, они способствуют проникновению вируса в клетку. Полностью сформированный вирус называется вирионом.

Схематичное строение РНК-содержащего вируса со спиральным типом симметрии и дополнительной липопротеидной оболочкой приведено слева на рисунке 1, справа показан его увеличенный поперечный разрез.

 

 

Количество капсомер и  способ их укладки строго постоянны  для каждого вида вируса. Например, вирус полиомиелита содержит 32 капсомера, а аденовирус - 252.

Поскольку основу всего живого составляют генетические структуры, то и вирусы классифицируют сейчас по характеристике их наследственного  вещества - нуклеиновых кислот. Все  вирусы подразделяют на две большие  группы: ДНК-содержащие вирусы (дезоксивирусы) и РНК-содержащие вирусы (рибовирусы). Затем каждую из этих групп подразделяют на вирусы с двухнитчатой и однонитчатой нуклеиновыми кислотами. Следующий критерий - тип симметрии вирионов (зависит от способа укладки капсомеров), наличие или отсутствие внешних оболочек, по клеткам - хозяином. Кроме этих классификаций есть еще много других. Например, по типу переноса инфекции от одного организма к другому.

 а б в г

 

ОБОЛОЧЕЧНЫЕ.

Оболочечные вирусы, в отличие от нормальных клеток, не имеют возможности восстанавливать поврежденную липидную мембрану. Этой слабостью может воспользоваться система комплемента, поскольку малейшее повреждение внешней мембраны приведет к ее разрыву и, соответственно, к потере инфекционных свойств вируса. Понятно, что система комплемента, являющаяся частью системы врожденного иммунитета, играет важнейшую роль в борьбе с вирусными инфекциями. Однако МПК может быть эффективным в отношении лишь тех возбудителей, которые имеют внешнюю липидную мембрану. Грамположительные бактерии или дрожжи, которые имеют дополнительную клеточную стенку, являются неуязвимыми для комплемента.

 
а) вирусы оспы 
б) герпес - вирусы 
Однонитчатая РНК 
в) вирусы кори, свинки 
г) вирусы бешенства

д) вирусы лейкоза, СПИДа 
БЕЗОБОЛОЧЕЧНЫЕ

Двунитчатая ДНК 
е) иридо - вирусы 
ж) адено – вирусы

 

III ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВИРУСА С КЛЕТКОЙ

Вирусы способны жить и  размножаться только в клетках других организмов. Вне клеток организмов они не проявляют никаких признаков  жизни. В связи с этим вирусы представляют собой либо внеклеточную покоящуюся форму (варион), либо внутриклеточную реплицирующуюся – вегетативную. Варионы демонстрируют отменную жизнеспособность. В частности , они выдерживают давление до 6000 атм. и переносят высокие дозы радиации, однако погибают при высоких температуре, облучении УФ - лучами, а также воздействие кислот и дезинфицирующих средств.

Взаимодействии вируса с  клеткой последовательно проходят несколько стадий.

1. Первая стадия представляет собой адсорбцию варионов на поверхности клетки - мишени, которая для этого должна обладать соответствующими поверхностными рецепторами. Именно с ними специфически взаимодействует вирусная частица, после чего происходит их прочное связывание, по этой причине клетки восприимчивы не ко всем вирусам. Именно этим объясняется строгая определенность путей проникновения вирусов. Например, рецепторы к вирусу гриппа имеются у клеток слизистой оболочки дыхательных путей, а у клеток кожи их нет. Поэтому через кожу гриппом заболеть нельзя - вирусные частицы для этого нужно вдохнуть с воздухом, вирус гепатита А. или В. проникает и размножается только в клетках печени, а вирус эпидемического паротита (свинка)- в клетках околоушных слюнных желез и т.д.

2. Вторая стадия состоит в проникновении целого вариона или его нуклеиновой кислоты внутрь клетки-хозяина.

3. Третья стадия называется депротеинизация. В ходе ее происходит освобождение носителя генетической информации вируса - его нуклеиновой кислоты.

4. В ходе четвертой стадии на основе вирусной нуклеиновой кислоты происходит синтез необходимых для вируса соединений.

5. В пятой стадии происходит синтез компонентов вирусной частицы - нуклеиновой кислоты и белков капсида, причем все компоненты синтезируются многократно.

6. В ходе шестой стадии из синтезированных ранее многочисленных копий нуклеиновой кислоты и белков формируются новые вирионы путем самосборки

7. Последняя - седьмая стадия - представляет собой выход  вновь собранных вирусных частиц из клетки-хозяина. У разных вирусов этот процесс проходит неодинаково. У некоторых вирусов это сопровождается гибелью клетки за счет освобождения литических ферментов лизосом - лизис клетки. У других варионы выходят из живой клетки путем отпочкования, однако и в этом случае клетка со временем погибает.

 

IV ЗНАЧЕНИЕ ВИРУСОВ

Науке известны вирусы бактерий, растений, насекомых, животных и человека. Всего их более 1000. Размножение вирусов, сопряженное с разрушением клеток, ведет к возникновению болезненных состояний в организме. Вирусы вызывают многие заболевания человека: корь, свинку, грипп, полиомиелит, бешенство, оспу, желтую лихорадку, трахому, энцефалит, некоторые онкологические (опухолевые) болезни, СПИД. Нередко у людей начинают расти бородавки. Всем известно как после простуды зачастую "обметывают" губы и крылья носа. Это тоже всё вирусные заболевания. Ученые установили, что в организме человека живет много вирусов, но проявляют они себя не всегда. Воздействиям болезнетворного вируса подвержен лишь ослабленный организм. Пути заражения вирусами самые различные: через кожу при укусах насекомых и клещей; через слюну, слизь и другие выделения больного; через воздух; с пищей; половым путем и другие.

Капельная инфекция - самый обычный способ распространения респираторных заболеваний. При кашле и чихании в воздух выбрасывается миллионы крошечных капелек жидкости (слизи и слюны). Эти капли вместе с находящимися в них живыми микроорганизмами могут вдохнуть другие люди. У животных вирусы вызывают ящур, чуму, бешенство; у насекомых - полиэдроз, грануломатоз; у растений - мозаику или иные изменения окраски листьев либо цветков, курчавость листьев и другие изменения формы, карликовость; наконец, у бактерий - их распад. Представление о вирусах как о не останавливающихся ни перед чем "уничтожителях" сохранялось  при изучении особой группы вирусов, которые поражают бактерии. Речь идет о бактериофагах.  Способность фагов уничтожать бактерии может быть использована при лечении некоторых заболеваний, вызываемых этими бактериями. Фаги действительно стали первой группой вирусов, "прирученных" человеком. Быстро и безжалостно расправлялись они со своими ближайшими соседями по микромиру. Палочки чумы, брюшного тифа, дизентерии, вибрионы холеры буквально "таяли" на глазах после встречи с этими вирусами. Их стали применять для предупреждения и лечения многих инфекционных заболеваний, но, к сожалению, за первыми успехами последовали неудачи. Это было связано с тем, что в организме человека фаги нападали на бактерии не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии оказались "хитрее" своих врагов: они очень быстро приспосабливались к фагам и становились нечувствительными к их действию.

После открытия антибиотиков фаги как лекарство отступили  на задний план, но до сих пор их с  успехом используют для распознавания  бактерий. Дело в том, что фаги умеют  очень точно находить "свои бактерии" и быстро растворять их. Подобные свойства фагов и легли в основу лечебной диагностики. Обычно это делается так: выделенные из организма больного бактерии выращивают на твердой питательной  среде, после чего на полученный "газон" наносят различные фаги, например, дизентерийные, брюшнотифозные. Через сутки чашки просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал растворение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделены бактерии дизентерии, если брюшнотифозный - бактерии брюшного тифа.