Вирусы

Вирусы – это паразиты, они могут жить и размножаться только в живых клетках. Точнее, клетка сама размножает вирусы за счет своих ферментов, рибосом, исходных веществ и АТФ, а вирус поставляет только НК и в некоторых случаях дополнительные ферменты.

Если вирусы выделить в чистом виде, то они существуют в форме кристаллов (у них нет собственного обмена веществ, размножения и других свойств живого). Из-за этого многие ученые считают вирусы промежуточной стадией между живыми и неживыми объектами.

Вирусы – это неклеточная форма жизни. Вирусные частицы (вирионы) – это не клетки:

вирусы на порядок меньше клеток (размер вируса 0,02-0,5 мкм, клетки прокариот – 0,5-5 мкм, эукариот – 5-50мкм); вирусы гораздо проще клеток по строению – состоят только из НК и белковой оболочки (капсида). Капсид обычно состоит из множества одинаковых молекул белка, способных к самоcборке вокруг вирусной НК.

Отличительная особенность вирусов – они содержат либо ДНК, либо РНК. НК может быть:

кольцевая или линейная двойная, одинарная плюс-цепь (кодирующая белок), или одинарная минус-цепь (комплементарная кодирующей)

Вирусы открыты Д.И.Ивановским (1892 г., вирус табачной мозаики).

Синтез компонентов вируса:

1. Проникновение
Животные клетки поглощают вирусы путем фагоцитоза, растительные – путем пиноцитоза через разломы в поврежденной клеточной стенке. Вирусы бактерий (бактериофаги) сами впрыскивают свою НК внутрь бактерий.

2. Синтез компонентов вируса (примеры)

у вируса оспы линейная двуцепочечная ДНК, синтез идет как обычно;

у ВТМ одноцепочечная +РНК. В ней закодирован белок капсида, а так же фермент РНК-зависимая РНК-полимераза, которая на +РНК строит -РНК, а затем на ней, как на матрице, делает множество +РНК;

у гриппа РНК-зависимая РНК-полимераза находится внутри вириона. Однонитчатая -РНК гриппа состоит из нескольких фрагментов, синтез единой +РНК происходит внутри ядра клетки, включает в себя сплайсинг. Такой механизм обеспечивает очень высокий уровень генетической рекомбинации, в том числе и между разными штаммами вируса. 

3. Выход вирусов из клетки

при литической инфекции мембрана клетки разрушается, клетка гибнет, множество вирионов выходит одновременно;

при персистентной инфекции вирионы покидают клетку постепенно, путем экзоцитоза (покрываются при этом клеточной мембраной для дополнительной защиты);

при латентной инфекции генетический материал вируса (провирус) может долго оставаться неактивным и делиться вместе с клеткой (у эукариот провирус встраивается в хромосомы).

Кратко: в нуклеиновой кислоте вируса содержится информация о вирусных белках. Клетка делает эти белки сама, на своих рибосомах. Нуклеиновую кислоту вируса клетка размножает сама, с помощью своих ферментов. Затем происходит самосборка вирусных частиц.

Значение вирусов:

- вызывают инфекционные заболевания (грипп, герпес, СПИД и т.д.)

- некоторые вирусы могут встраивать свою ДНК в хромосомы клетки-хозяина, вызывая мутации.

СПИД и ВИЧ

Вирус иммунодефицита человека вызывает ВИЧ-инфекцию. На последней стадии ВИЧ-инфекции иммунная система человека полностью разрушается, и организм поражается условно-патогенными микроогранизмами (в норме живущими в организме и не причиняющими вреда), такая стадия называется СПИД (синдром приобретённого иммунодефицита), она заканчивается смертью больного.

Почему иммунная система человека не справляется с ВИЧ.

Он паразитирует на управляющих клетках иммунной системы – лимфоцитах Т-хелперах.

ВИЧ относится к ретровирусам, т.е. в его жизненном цикле есть обратная транскрипция. Она происходит с большим количеством ошибок, так что ВИЧ очень быстро мутирует и выработать длительно действующие антитела против него невозможно.

Внутри ВИЧа содержится фермент интеграза, которая вставляет ДНК-провирус в хромосомы клетки. В виде провируса ВИЧ может затаиться в клетке; в таком случае иммунная система не может определить, что клетка поражена.

ВИЧ выходит из клетки путем почкования (экзоцитоза), при этом одеваясь липидной оболочкой (суперкапсидом). Зараженная клетка может долго жить и продуцировать вирусы.

ВИЧ нестоек, в окружающей среде быстро разрушается.

Передается от человека к человеку через кровь, сперму, грудное молоко.