Значение вирусов в природе и для человека. Презентация, доклад вирусы и их роль в жизни человека

Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2013

Естественные науки (от 14 до 17 лет)

«Вирусы в нашей жизни»

Лебедев Юрий, 16 лет

ученик 9-го класса

Руководитель работы:

преподаватель биологии,

I. Введение

II. Основная часть

2. Строение вирусов

3. Механизм инфицирования

поликлиники

5. Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 6

6. Роль вирусов в природе и жизни человека

III. Заключение.

IV. Список источников информации

I . Введение

Вирусология, как одна из ветвей биологии, изучает группу весьма любопытных внеклеточных форм жизни, которых даже можно называть «мертвыми», до тех пор, пока они не попадают в клетку. Вирусы всегда играли огромную роль в истории - по их вине вымирали целые виды и происходили мутации, приводившие к образованию новых форм жизни. Каждый человек на протяжении своей жизни не один раз сталкивается с вирусами. Около 90% пропусков по болезни в нашей школе – пропуски по вине вирусов. Кто же они такие, эти вирусы? Я решил разобраться в этом вопросе.

Цель моего исследования: выяснить значение вирусов в жизни человека.

Задачи:

1. Рассмотреть особенности строения вирусов и механизм их взаимодействия с клеткой

2. Проанализировать статистические данные о вирусных заболеваниях и вакцинации у учащихся МБОУ СОШ № 6

3. Составить памятку о профилактике вирусных заболеваний

Предмет исследования: вирусы и их значения для человека

Гипотеза: предполагаю, что вирусы в жизни человека имеют в основном отрицательное значение и только в случае вакцинации – положительное.

Что такое вирус?

Вирус - одно из самых загадочных существ в природе. Он находится на самой границе живой и неживой материи. С живыми существами его роднит лишь заключенный в вирусе фрагмент ДНК - сложной молекулы, в которой в закодированном виде содержится генетическая информация, или своего рода чертеж живого организма. Лишь попадая внутрь живой клетки, вирус начинает вести себя как живое существо.

Его задача - использовать исполнительные механизмы клетки не для деления самой клетки, не для следования инструкциям ДНК, хранящимся в клеточном ядре, а для создания копий вируса согласно его собственной ДНК.

Увидеть вирус можно только с помощью электронного микроскопа.

Принципиальной и наиболее существенной биологической особенностью любого вируса является следующая: вирусы не способны размножаться без помощи клеток других организмов. Вирус проникает внутрь совершенно определенной клетки, и именно эта зараженная клетка превращается как бы в завод по производству вирусов. Вполне понятно, что работать на два фронта (и на вирус, и на организм) клетка не может, а, следовательно, не может выполнять свое основное предназначение - отсюда и возникают совершенно конкретные симптомы болезни.

Главной чертой любого вируса является его избирательность или, проще говоря, разборчивость. Вирусы не могут жить в любой клетке - им подавай свою, именно ту, которую данный вирус может заставить работать на себя. Так, например, вирус инфекционного гепатита может существовать и размножаться только в клетках печени и больше нигде. Вирус эпидемического паротита (свинки) предпочитает клетки слюнных желез, вирус гриппа - клетки слизистой оболочки трахеи и бронхов, вирус энцефалита - клетки головного мозга и т. д. - в отношении каждого вируса можно перечислить определенные клетки и ткани человеческого организма, которые он (вирус) поражает или может поразить.

Избирательность вирусов прослеживается не только на поражении определенных клеток, но и на способности вызывать конкретные болезни у конкретных биологических видов. Вирус кори может найти нужные ему клетки только в организме человека, и не представляет никакой угрозы для любимца семьи кота Васьки. Вирус собачьей чумки не опасен для человека. Но это не общее правило. Ведь определенные клетки разных млекопитающих очень похожи друг на друга и некоторые вирусы вызывают одну и ту же болезнь у самых разнообразных животных - типичный пример - вирус бешенства .

II . Основная часть

1. История открытия вирусов

Немного истории…

В 80-е годы XIX века на юге России табачные плантации подверглись грозному нашествию. Отмирали верхушки растений, на листьях появлялись светлые пятна, год от года число пораженных полей увеличивалось, а причина заболеваний неизвестна. Профессора Петербургского университета, всемирно известные и послали небольшую экспедицию в Бесарабию и на Украину в надежде разобраться в причинах болезни. В экспедицию входили и. После нескольких лет работы в 1892 году открыл вирус табачной мозаики. Учёный открыл новое царство живых организмов, самых мелких из всех живых и потому невидимых в световом микроскопе.

2. Строение вирусов

Как устроены вирусы? Оказывается, очень просто.

В состав вириона обычно входит только одна молекула нуклеиновой кислоты, часто замкнутая в кольцо. Нуклеиновая кислота обязательно связана с первичной белковой оболочкой – капсидом, который состоит из белков – капсомеров. В результате объединения нуклеиновой кислоты с капсомерами образуется нуклеопротеид (нуклеокапсид ). Простые вирусы состоят только из нуклеокапсида (вирусы полиомиелита, вирус табачной мозаики). Сложные вирусы имеют еще и вторичную оболочку – суперкапсид (пеплос ), которая содержит кроме белков еще и липиды с углеводами. Примером сложно организованных вирусов служат возбудители гриппа и герпеса.

3.Механизм инфицирования

Условно процесс вирусного инфицирования в масштабах одной клетки можно разбить на несколько взаимоперекрывающихся этапов:

1. Присоединение к клеточной мембране - так называемая адсорбция. Обычно для того, чтобы вирион адсорбировался на поверхности клетки, она должна иметь в составе своей плазматической мембраны белок (часто гликопротеин) - рецептор, специфичный для данного вируса.

2. Проникновение в клетку. На следующем этапе вирусу необходимо доставить внутрь клетки свою генетическую информацию. Некоторые вирусы переносят также собственные белки, необходимые для её реализации (особенно это характерно для вирусов, содержащих негативные РНК). Различные вирусы для проникновения в клетку используют разные стратегии: например, пикорнавирусы впрыскивают свою РНК через плазматическую мембрану, а вирионы ортомиксовирусов захватываются клеткой в ходе эндоцитоза, попадают в кислую среду лизосом, где происходит их окончательное созревание, после чего РНК в комплексе с вирусными белками преодолевает лизосомальную мембрану и попадает в цитоплазму.

3. Перепрограммирование клетки. При заражении вирусом в клетке активируются специальные механизмы противовирусной защиты. Заражённые клетки начинают синтезировать сигнальные молекулы - интерфероны, переводящие окружающие здоровые клетки в противовирусное состояние и активирующие системы иммунитета. Повреждения, вызываемые размножением вируса в клетке, могут быть обнаружены системами внутреннего клеточного контроля, и такая клетка должна будет «покончить жизнь самоубийством».

4. Персистенция. Некоторые вирусы могут переходить в латентное состояние, слабо вмешиваясь в процессы, происходящие в клетке, и активироваться лишь при определённых условиях. Так построена, например, стратегия размножения некоторых бактериофагов - до тех пор, пока заражённая клетка находится в благоприятной среде, фаг не убивает её, наследуется дочерними клетками и нередко интегрируется в клеточный геном. Однако при попадании заражённой лизогенным фагом бактерии в неблагоприятную среду, возбудитель захватывает контроль над клеточными процессами так, что клетка начинает производить материалы, из которых строятся новые фаги. Клетка превращается в фабрику, способную производить многие тысячи фагов. Зрелые частицы, выходя из клетки, разрывают клеточную мембрану, тем самым убивая клетку.

5. Созревание вирионов и выход из клетки. В конце концов, новосинтезированные геномные РНК или ДНК одеваются соответствующими белками и выходят из клетки. Следует сказать, что активно размножающийся вирус не всегда убивает клетку-хозяина. В некоторых случаях дочерние вирусы отпочковываются от плазматической мембраны, не вызывая её разрыва. Таким образом, клетка может продолжать жить и продуцировать вирус.

Из интервью с врачом я узнал, что существует большое количество болезней вызываемых вирусами. Это ОРВИ, грипп, паротит, корь, краснуха, ветряная оспа, полиомиелит, спид, гепатит, герпес и многие другие.

Вирусы передаются следующими путями:

· Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (вирусный гепатит А, Е и др.)

· Парентеральный (или через кровь), при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами, при незащищенном половом контакте, а также трансплацентарно от матери к ребенку. Таким путем передаются хрупкие вирусы, быстро разрушающиеся в окружающей среде (вирус гепатита В, ВИЧ, вирус бешенства и др.).

· Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. Это наиболее опасный путь передачи, так как с воздухом вирус может переноситься на значительные расстояния и вызывать целые эпидемии. Так передаются вирусы гриппа, парагриппа, свинки, ветряной оспы и др.

4. Анкетирование учащихся МБОУ СОШ № 6, 8 и 11 классы

Что же знают о вирусах учащиеся нашей школы. В результате анкетирования учеников 8 и 11 классов получены следующие данные, которые представлю в диаграммах. По мнению ребят 8 класса вирусы приносят в основном вред организму (63% опрошенных), а вот ученики 11 класса уверены в том, что вирусы приносят как вред, так и пользу (78% опрошенных).

В качестве примеров учащиеся данных классов называют, вирусы, приносящие вред в случаях заболеваний ОРВИ, грипп, оспа, СПИД и просто когда человек болеет. (42% - ученики 8 класса и 50% - ученики 11 класса). Но ведь переломы, болезни сердца и многие другие не вызваны вирусами. Не смогли привести примеры случаев, когда вирусы приносят вред 33% восьмиклассников и 11% одиннадцатиклассников.

Антибиотик" href="/text/category/antibiotik/" rel="bookmark">антибиотиках . (что неверно). Большинство ребят затруднились ответить на этот вопрос.

В основном, конечно же, вирусы приносят вред, и нужно уметь от них защищаться. Вместе со Светланой Александровной мы составили памятку «Как защититься от вирусов?» Эта памятка висит в детской поликлинике , её могут прочитать родители (приложение). Этот плакат я тоже подарил детской поликлинике.

5. Роль вирусов в природе и жизни человека

Из всего выше сказанного можно сделать вывод. Вирусы наградили человечество такими крупными неприятностями, как грипп, СПИД, гепатит. Ежегодно от вирусных заболеваний в мире умирают миллионы людей. Неудивительно, что уже многие десятилетия ученые заняты активными поясками средств против микроскопических монстров. Ученые рассчитывают превратить врагов в верных союзников. С развитием генетики становиться возможным использовать вирусы вместо лекарств. Из журнала «Юный эрудит» я узнал о четырёх способах применения вирусов на пользу организма.

1. Вирусы научат нас, как с ними бороться.

Когда вирус нападает на организм, к нему устремляются лейкоциты. Их цель уничтожение незваного гостя. Но если им раньше не приходилось встречать вирус такого вида, то у них нет и оружия необходимого для победы. Иными словами, вирус приносит организму болезнь. Этого можно избежать с помощью вакцины. Вакцина (фрагменты вируса) тренирует лейкоциты распознавать врага, не подвергая опасности здоровье. С помощью методов генной инженерии некоторым неопасным для человека вирусам придаётся вид вирусов вредоносных. Замаскировавшийся вирус тренирует лейкоциты. Прививки имеют преимущества и недостатки. Вакцины не позволяют нам заболеть и препятствуют быстрому распространению инфекции. Недостатки в том, что использование для вакцинации живых вирусов очень эффективно, но таит в себе опасность. Вирусы могут мутировать и стать болезнетворными . Вакцины с убитыми вирусами гораздо хуже привлекают лейкоциты. Чтобы их «разбудить» нужны специальные химические вещества – стимуляторы. Но эти препараты могут вызвать аллергию . По мнению учащихся нашей школы прививки нужны. Так считают 90% опрошенных.

2. По мнению ученых, вирусы способны уничтожать опухоли.

точно попасть в цель. С помощью лечебных вирусов будут уничтожать только раковые клетки. Недостатки: возможность «быть съеденными» лейкоцитами, мутация вирусов. Широкое применение в больницах этот метод получит не раньше, чем через 10 – 20 лет.

3. Вирусы создадут лекарственные гены. Цель вируса – размножение, некоторые вирусы вставляют свой генетический код прямо в хромосомы заражённой клетки.

Идея – пусть они заменят неправильно работающие кусочки генного кода клетки, являющиеся причиной генетических заболеваний, на исправленные фрагменты. Преимущества: точное попадание в цель (уничтожение больных клеток, не причиняя вреда здоровым тканям), пожизненное исцеление от неизлечимых недугов. Недостатки: лечебный ген внедряется внутрь во время деления клетки. Однако некоторые клетки в нашем организме наделяться или делятся крайне редко. Работы ведутся с 1990г.

4. Вирусы убьют болезнетворных бактерий. Существуют особые вирусы – бактериофаги, что значит «пожирающие бактерий». Бактериофаги имеют сложное строение. Генетический материал находится в головке бактериофага, которая сверху покрыта белковой оболочкой (капсидом). В центре головки находится атом магния. Далее идет полый стержень, который переходит в хвостовые нити. Их функция - узнавать свой вид бактерий, осуществлять прикрепление фага к клетке. После прикрепления ДНК выдавливается в бактериальную клетку, а оболочки остаются снаружи. Для каждого типа бактерий существует свой особый вирус-убийца. Преимущества: с легкость и быстротой лечебные вирусы могут различить мутировавшие бактерии, что не всегда может сделать антибиотик. Узкая специализация лечебных вирусов (не нападают на полезные бактерии). Недостатки: Склонность бактериофагов менять стратегию. Такое лечение практикуется в Польше и Грузии – борьба с золотистым стафилококком. В других странах эти методы лечения не применяются (нет серьезных исследований, требуется много денег).

III . Заключение

Гипотеза, выдвинутая мною, подтвердилась частично.

Вирусы имеют в жизни человека не только отрицательное значение, но и положительное. В последнее время, благодаря генной инженерии разрабатываются новые технологии использования вирусов для лечения тяжелейших заболеваний.

Продукты моей работы:

· Памятка «Как защититься от вирусов?». Пользование этой памяткой пациентов детской поликлиники.

· Плакат «Защита от вирусов. Как работает иммунитет»

· Буклет «Как защититься от вирусов» для пациентов детской поликлиники и учащихся нашей школы

Что дала мне проделанная работа?

· Учился работать с информацией

· Учился составлять вопросы анкеты и обрабатывать результаты анкетирования

· Учился брать интервью

· Создал памятку «Как защититься от вирусов?», которую подарил детской поликлинике

· Обобщал и обдумывал накопленную информацию, вырабатывал суждения и умозаключения

IV . Список источников информации и иллюстраций:

Литература:

1. Билич, . Полный курс: В 3 т. Т.1. Анатомия, . - М.: Оникс 21 век, 20с.: ил.

2. Большая энциклопедия эрудита. М.: Махаон, 2004, 487 с.: ил.

3. Большая иллюстрированная энциклопедия живой природы. М.: Махаон, 2006, 319 с.: ил.

4. Журнал «Юный эрудит», № 1, 2008 год, 32 с.

Сайты в Интернете:

5. http://www. *****/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/VIRUSI. html

6. http://ru. wikipedia. org/wiki/%C2%E8%F0%F3%F1%FB

7. http://biology-ua. *****/publ/2-1-0-2

8. http://mava. moy. su/publ/referaty/biologija/virusy/

Иллюстрации:

1. http://*****/articles/506752/img1.jpg

2. http://www. *****/pictures/m_22587.jpg

3. http:///datai/meditsina/ZHizn-virusov/Stroenie-virusov. png

4. http://cosmoforum. *****/_fr/2/s6337532.jpg

5. http://*****/47/7/110747/84/6460684/normal_virus_cycle_final. jpeg

6. Фотографии из личного архива

7. Отсканированные картинки из журнала «Юный эрудит», № 1, 2008 год

Вирусы вызывают ряд заболеваний растений, животных, бактерий. Проникновение вирусов в клетки организма обуславливает в нем инфекционные процессы.

Инфекция – это комплекс процессов, которые происходят при взаимодействии инфекционного агента (бактерии, грибы, вирусы) с организмом хозяина.

Инфекции бывают острые и хронические. Различают несколько видов вирусной инфекции:

  1. Острая инфекция вызывает гибель клетки после образования нового поколения вирусов.
  2. Хроническая инфекция характеризуется тем, что на протяжении продолжительного времени в клетке образуются новые поколения вирусов. Процессы продуцирования вирусов могут чередоваться с торможением их. Вирусная инфекция может передаваться от материнской клетки дочерней.
  3. Латентная (скрытая) инфекция характеризуется тем, что вирусы не выделяются в окружающую среду. Возбудителя тяжело обнаружить (например, вирусы герпеса). Латентная инфекция по действию определенных факторов может перейти или в ocтpyю, или в хроническую.
  4. Смешанная – это такая инфекция, когда клетку поражают два или больше разных видов вирусов. Один из них может подавлять или усиливать размножение другого.

Арбовирусы

Вирусы попадают в организм с пищей (например, вирус энтерита собак), через поврежденную или неповрежденную кожу (вирусы бешенства, герпеса, папилломы и т. п.), воздушно-капельным (через органы дыхания, например вирусы гриппа, кори и т. п.), половым путем (вирусы герпеса, СПИДа и т. п.), во время переливания крови или хирургических операций (вирусы СПИДа, гепатита В и т. п.), при участии переносчиков (например, насекомых, клещей – вирусы клещевого энцефалита, желтой лихорадки, вирусы растений и т. п.). Вирусы, которые передаются человеку и позвоночным животным членистоногими, называются арбовирусами .

Проникшие в организм вирусы распространяются по кровеносной, лимфатической (вирусы кори, ВИЧа и т. п.) и нервной системах (вирусы бешенства, полиомиелита) животных и человека, по ведущим тканям – у растений.

Антитела

В организме человека и животных в ответ на проникновение вирусов вырабатываются антитела – иммуноглобулины. Антитела изменяют структуру вирусной оболочки или блокируют ее прикрепительные белки. При этом вирусы не могут связываться с рецепторными участками плазматической мембраны клеток. В клетке могут вырабатываться защитные белки интерфероны, которые не имеют специфичности по отношению к определенным видам вирусов и подавляют их размножение. Их применяют в медицине против вирусных инфекций. Вирусы уничтожаются также при помощи определенных видов лейкоцитов.

Карантин

Вирусы могут обуславливать массовые эпидемические заболевания человека, животных и растений (например, вирусы гриппа, гепатита). Больных необходимо изолировать от здоровых до их выздоровления, лечить с помощью антивирусных препаратов. Такая изоляция называется карантином . Следует также уничтожать переносчиков вирусных заболеваний. Для профилактики вирусных заболеваний надо делать профилактические прививки. Профилактической прививкой удалось преодолеть такие опасные заболевания человека, как оспа и полиомиелит.

Вирусы, вызывающие заболевания человека: полиомиелита, гриппа, брюшного тифа, бешенства, ВИЧа, энцефалита, герпеса, ветряной.оспы, раковых заболеваний и др. У домашних животных – чуму кур, чумку собак, ящур и т. п. У культурных растений – мозаичность, пятнистость, некрозы, опухоли и т. п. Вирусы, стимулирующие образование опухолей, называются онкогенными (от греч. онкос – нарост, опухоль, генос – происхождение).

В природе вирусы способствуют регуляции численности хозяев. Значительное количество бактериофагов (всего насчитывается свыше 100) специализируется на уничтожении определенных микроорганизмов. Большинство из этих микроорганизмов являются возбудителями инфекционных заболеваний человека и животных (холеры, дизентерии, брюшного тифа и т. п.).

Человеком вирусы используются в биологическом методе борьбы с вредными видами насекомых, клещей и других животных, в генетической инженерии. Например, проблему массового размножения кролей в Австралии удалось решить с помощью вируса.

Возможно, вирусы играют определенную роль в эволюции прокариот, поскольку встраиваются в наследственный материал клетки хозяина. Они способны передавать наследственную информацию oт одних особей этих организмов к другим. Это возможно как в пределах одного вида, так и между разными.

Вирусы могут переносить гены между клетками одного организма, между клетками разных организмов, разных видов и классов.

В наше время вирусы рассматриваются не только как возбудители болезней, но и как переносчики генетической информации.

Вирусы открыты русским ботаником Д.И. Ивановским (1864 – 1920 гг.) в 1892 году при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Термин «вирус» был впервые предложен в 1898 г. голландским ученым М. Бейеринком (1851 – 1931 гг.).

В настоящее время известно около 3000 различных видов вирусов.

Размеры вирусов колеблются от 15 до 350 нм (длина некоторых нитевидных достигает 3 000 нм; 1 нм = 1·10 –9 м), т.е. большинство из них не видны в световой микроскоп (субмикроскопические) и их изучение стало возможным только после изобрете­ния электронного микроскопа.

В отличие от всех остальных организмов вирусы не имеют клеточного строения!

Зрелая вирусная частица (т.е. внеклеточная, покоящаяся – вирион ) устроена очень просто: она состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот, составляющих сердцевину вируса, и белковой оболочки (капсид) – это так называемые простые вирусы .

Сложные вирусы (например, гер­­песа или гриппа ) кроме, белков кап­сида и нуклеиновой кислоты содержат до­полнительную липо­проте­идную мем­бра­ну (оболочку, суперкапсид образуемый из плазматической мембраны клетки хозяина), раз­­­личные углеводы и фер­менты (рис.3.1).

Ферменты способствуют проникно­ве­нию вирусной НК в клетку и выходу обра­зо­вавшихся вирионов в среду (нейраминидаза миксовирусов, АТФ-аза и лизоцим некоторых фагов и др.), а также участвуют в процессах транскрипции и репликации вирусной НК (различные транскриптазы и репликазы ).

Белковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от различных физических и химических воздействий, а также препятствует проникновению к ней клеточных ферментов, предотвращая тем самым ее расщепление (защитная функция). Также, в составе капсида имеется рецептор, комплементарный рецептору заражаемой клетки – вирусы поражают строго определенный круг хозяев (определительная функция).

Вирионы многих вирусов растений и ряда фагов имеют спиральный капсид, в котором белковые субъединицы (капсомеры) уло­жены по спирали вокруг оси. Например, ВТМ (вирус табачной мозаики ) имеет форму палочек диаметром 15 – 17 нм и длиной до 300 нм (рис. 3.2.). Внутри его капсида имеется полый канал диаметром 4 нм. Гене­ти­ческим материалом ВТМ явл
яется одноцепочечная РНК, плотно уло­жен­ная в желобке спирального капсида. Длявирионов со спиральным капси­дом характерно высокое содержание белка (90 – 98%) по отношению к

Рис. 3.2. Строение вируса табачной мозаики.

нуклеиновой кислоте.

Капсиды вирионов многих вирусов (например, аденовирус , вирус герпеса , вирус желтой мозаики турнепса – ВЖМТ) имеют форму симметричного мно­гогранника, чаще всего икосаэдра (многогранник с 12 вершинами, 20 треугольными гранями и 30 ребрами). Такие капсиды называют изометрическими (рис. 3.3.). В таких вирионах содержание белка составляет около 50% по отношению к НК.

В вирусе присутствует всегда один тип нуклеиновой кислоты (либо ДНК, либо РНК), поэтому все вирусы делят на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Молекулы нуклеиновой кислоты в вирионе могут быть линейными (РНК, ДНК) или иметь форму кольца (ДНК). Причем эти нуклеиновые кислоты могут состоять из одной цепочки или из двух. Вирусная НК имеет от 3 до 200 генов.

Нуклеиновая кислота вируса совмещает в себе функции обеих кислот (ДНК и РНК) – это хранение и передача наследственной информации, а также управление синтезом белков.

В отличие от вирусов все клеточные организмы содержат оба типа нуклеиновых кислот.

Более сложное строение име­ют вирусы бактерий – бак­те­рио­фаги (рис. 3.4.). Они со­стоят из головки и хвоста (стер­жня и чех­ла, базальной плас­тинки и нитей отростка). Длин­ная молекула НК (РНК или ДНК) сложена в виде спирали внутри головки бактерио­фага (бел­ковой оболочки).

К вирусам относятся также и вироиды – ин­фек­ционные агенты, представляющие собой низко­мо­ле­ку­лярные (короткие) одноцепо­чечные кольцевые РНК, не ко­дирующие собственные белки (ли­шены кап­сида). Являются возбу­дителями ряда заболеваний.

К

ак уже было сказано выше, вне живой клеткивирусы раз­­мно­жаться не могут. Вирус по­падает в клетку, либо впрыскивая в нее свою нуклеиновую кислоту остав­ляя при этом белковую оболочку снаружи клетки (как это делают бактериофаги ), либо при фагоци­тозе (пиноцитозе) вместе с белковой оболочкой (вирусы жи­­вотных), либо через нарушен­ную клеточную оболочку (вирусы растений).

В

Рис. 3.4. Строение бактериофага.

Нити отростка

ирусы растений распространя­ются, как правило, с помощью насекомых и нематод (круглые черви). Сосущие насекомые (например, цикады) переносят вирусы вместе с соком, который они высасывают из клеток флоэмы или эпидермиса. Также вирусы могут передаваться потомству через семена и споры.

Ученые считают, что вирусы возникли около 3 млрд. лет назад из нуклеино­вых кислот организмов (прокариотов) в результате выделения из генома свободных фрагментов, которые приобрели способность синтезировать белковую обо­лочку и делится (удваиваться, реплицироваться) внутри клеток. Высказывается мнение, что новые типы вирусов и сейчас образуются из генома бактерий и эукариот (ядра, пластид, митохондрий).

В природе вирусы имеют большое значение, так как они распространены повсеместно и поражают все группы живых организмов, часто вызывая различные заболе­вания.

Известно более 1000 заболеваний растений , вызванных вирусами (РНК-со­дер­жащие). Наиболее распространены различные некрозы (участки мертвой ткани), мозаики (пятна, крапинки, полосы на органах растений), при которых повреждаются ткани паренхимы, уменьшается количество хлоропластов, разрушается флоэма и т.д.; наблюдается морщинистость или карликовость листьев. Вирусы вызывают задержку роста растений, что приводит к снижению урожаев.

ВЖМТ – вирус желтой мозаики турнепса , ВТМ – вирус табачной мозаики , ВККТ –вирус карликовой кустистости томатов.

Появление полосок на цветках некоторых сортов тюльпанов (пестрые) также обусловлено вирусом, а ведь цветоводы продают эти тюльпаны, выдавая их за особый сорт.

У животных вирусы (ДНК- и РНК-содержащие) вызывают такие заболевания, как: ящур (у крупного рогатого скота), бешенство (у собак, лисиц, волков), миксоматоз (у крыс), саркома, лейкоз и чума (у кур) и т.д. Очень часто за­ражаются этими болезнями и люди (при контактах с зараженными животными).

У человека вирусы вызывают такие заболевания, как: оспа (вирус натуральной оспы), свинка (парамиксовирус), грипп (миксовирус), респираторные заболевания (ОРЗ; риновирусы РНК-), инфекционный гепатит , полиомиелит (детский паралич; пикорнавирус), бешенство , герпес , СПИД (вирус иммунодефицита человека – ВИЧ).

Грипп – единственное инфекционное заболевание, которое проявляется в виде периодических глобальных эпидемий, опасных для жизни человека. Инфекционные свойства вируса гриппа (поражает слизистые оболочки дыхательных путей), как и других вирусов, зависят от специфических белков вирусной оболочки, которые постоянно изменяются в результате рекомбинаций или мутаций. Поэтому новые штаммы вируса гриппа вызывают новые эпидемии, так как у человека не выработался пока к ним иммунитет.

Так, зимой 1968/69 г. в США было зарегистрировано 50 млн. случаев гонконгского гриппа, при этом 70 000 человек погибло. Эпидемия 1918/19 г. охватила весь земной шар, проходила в виде трех волн и унесла 20 млн. человеческих жизней.

Вирусные заболевания с трудом поддаются лечению, поскольку вирусы не чувствительны к антибиотикам. К счастью, во многих случаях иммунная система ограничивает дальнейшее распространение инфекции.

Многочисленные вирусные заболевания человека и животных возможно предупредить путем иммунизации – проведения профилактических прививок, которые позволяют вырабатывать иммунитет против вирусов.

Человеком вирусы широко используются в микробиологических исследова­ниях (биотехнология, генная инженерия). Возможно использование вирусов для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

В США с хлопковой совкой эффективно борются с помощью вируса. Данный метод борь­бы практически безвреден – вирус, как правило, видоспецифичен (т.е. поражает только опреде­ленный вид организма).

Также установлено, что, например, вирус некротической мозаики риса подавляет рост ри­са. А вот другие растения, например, джут (источник грубых волокон для мешков и канатов), лучше растут, когда поражены этим вирусом, чем в здоровом состоянии. Этот феномен ученые пока объяснить не могут.

Бактериофаги поражают бактерии (проникают внутрь и активно их разрушают), в том числе и болезнетворные. Поэтому возможно их использование для предупреждения и лечения многих инфекционных заболеваний, для борьбы с болезнетворными бактериями: чумой, брюшным тифом, холе­рой и др.

Роль вирусов в жизни человека. Способы передачи вирусных заболеваний.

Вирусы

    Вирусы являются возбудителями многих опасных болезней человека , животных и растений. Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно-капельным, половым путём и другими способами. Вирусы могут также переноситься другими организмами (переносчиками): так, вирус бешенства переносится собаками, рогатым скотом, летучими мышами и другими млекопитающими.


ДНК-вирусы

  • ДНК-вирусы (вирус оспы, группа герпеса, аденовирусы (заболевания дыхательных путей и глаз), паповавирусы (бородавки), гепаднавирусы (гепатит B))


РНК-вирусы

  • РНК-вирусы (пикорнавирусы (гепатит A, полиомиелит, ОРЗ), миксовирусы (грипп, корь, свинка), арбовирусы (энцефалит, желтая лихорадка)). К вирусным заболеваниям относится и обнаруженный в 1981 году вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД.


Использование вирусов

    Попытки использовать вирусы на пользу человечеству довольно немногочисленны. Так, в середине XX века вирус кроличьего миксоматоза использовали в Австралии, чтобы уменьшить поголовье этих чрезвычайно расплодившихся животных. Благодаря успехам генетики в будущем, возможно, искусственные вирусы смогут уничтожать больные клетки, не затрагивая при этом здоровые, или излечивать их, добавляя необходимый ген.


Вакцина

    Из-за высокой мутабельности вирусов лечение вирусных заболеваний довольно сложно. Гораздо успешнее применять вакцинацию, заключающуюся во введении аттенуированных (то есть ослабленных) микроорганизмов или умеренных (близкородственных, но не патогенных) штаммов. В 1796 году Эдуард Дженнер изобрел оспопрививание (сейчас вирус оспы остался только в нескольких научных лабораториях), а в 1885 году Луи Пастер сделал первую прививку от бешенства. Также практикуют пассивную иммунизацию, то есть введение уже готовых антител из крови животных


Похожие статьи