Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Это биологические объекты геномы котх состт из нуклиновых кислот ДНК или РНК продуцируют в живых клетках используя их биосинтетический аппарат. Отличия вирусов от других форм жизни: не имеют клеточного строения 1 тип нуклеиновых кислот – только ДНК или РНК нет собствго метаболизма. Гипотеза происхождения вирусов: вирусы возникли из компонентов нормальной клетки вышедших изпод контроля регулирующих механизмов и превратившихся в самостоятельную единицу вероятно на участке ДНК произошла серия генетических изменений которая...

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Вирусы как неклеточная форма жизни. Строение, классификация, взаимодействие вируса с кретками различных организмов.

Открыты в 1892 г . Ивановским на препарате табачн. мозаики табака – на листьях появились темные пятна . Он пропустил сок табака через глиняные фильтры, но этот сок сохранил ифекционность. Он сделал вывод, что возбудетель не бактерия, а вирус (VIRO - яд). Известноно >500 вирусов – возбудителей болезней человека, жив-х и раст. – оспа, корь, бешенство, полиомиелит, грипп, ящур, мозаика, полосистость, карликовость, израстание.

Отличия вирусов от других форм жизни:

• не имеют клеточного строения ,
• 1 тип нуклеиновых кислот – только ДНК или РНК,
• нет собств-го метаболизма .

Сходство вирусов с другими формами жизни:

• способность к размножению ,
• способность к изменчивости;
• способность к адаптации к внешней среде,
• вирусам присущ эволюционный процесс .

Вирусы в 2 формах – вирион (вне клетки хозяина) и вегетативный вирион (в клетке хозяина).

По форме вирионы: округлые, палочковидные, в виде правильных многоугольников, нитевидные и др.

Свойства живой системы вирус обретает только в ассоциации с клеткой хозяина.

Гипотеза происхождения вирусов : вирусы возникли из компонентов нормальной клетки, вышедших из-под контроля регулирующих механизмов и превратившихся в самостоятельную единицу (вероятно, на участке ДНК произошла серия генетических изменений , которая привела к его самостоятельной репликации ).

В отличие от бактерий , вирусы нельзя выращивать на питательных средах , так как вне организма они не проявляют свойств живого .

Строение вирусов. Зрелые вирусные частицы называются вирионами - они представляют собой геном , покрытый сверху белковой оболочкой — капсид - построен из белковых молекул , защищающих генетический материал вируса от воздействия НУКЛЕАЗ — ферментов , разрушающих нуклеиновые кислоты.

У некоторых вирусов поверх капсида располагается суперкапсидная оболочка , также построенная из белка .

Генетический материал представлен нуклеиновой кислотой : ДНК (ДНК-овые вирусы), или РНК (РНК-овые вирусы).

ДНК может быть: 1) двухцепочечной ; 2) одноцепочечной; 3) кольцевой ; 4) двухцепочечной ;

РНК может быть: 1) однонитевой ; 2) линейной двухнитевой ; 3) линейной фрагментированной ; 4) кольцевой ; 5) содержащей две одинаковые однонитевые РНК.

Размножение вирусов

Ретровирус , обеспечивающий обратную транскрипцию : на матрице РНК строится одноцепочечная молекула ДНК . Из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь , которая и встраивается в геном клетки-хозяина . С полученной ДНК информация переписывается на молекулу и-РНК , на матрице которой затем синтезируются белки ретровируса .

Типы взаимодействия вируса с клеткой .

Продуктивный тип — завершается образованием нового поколения вирионов и гибелью зараженных клеток (цитолитическая форма вируса ). Другие вирусы выходят из клеток, не разрушая их (нецитолитическая форма ).

Абортивный тип — не завершается образованием новых вирионов , поскольку инфекционный процесс в клетке прерывается на одном из этапов.

Интегративный тип, или вирогения — характеризуется встраиванием (интеграцией) вирусной ДНК в виде провируса в хромосому клетки и их совместным сосуществованием (совместная репликация ).

Репродукция вирусов осуществляется в несколько стадий ; 1. адсорбция вируса на клетке; 2. проникновение вируса в клетку; 3 . «раздевание» вируса ; 4. биосинтез вирусных компонентов в клетке ; 5. формирование вирусов ; 6. выход вирусов из клетки . Взрывной тип — одновременным выходом большого количества вирусов, клетка быстро погибает. Второй тип — почкование , присущ вирусам , имеющим суперкапсидную оболочку , а внешняя оболочка этих вирусов формируется в процессе их выхода из клетки , клетка долго остается живой.

Время , необходимое для осуществления полного цикла репродукции вирусов , варьирует от 5—6 ч (вирусы гриппа, натуральной оспы и др. ) до нескольких суток (вирусы кори, аденовирусы и др. ). Образовавшиеся вирусы способны инфицировать новые клетки и проходить в них указанный выше цикл репродукции .

Культивирование вирусов. Основные методы культивирования вирусов:

1) биологический – заражение лабораторных животных. При заражении вирусом животное заболевает ;

2) культивирование вирусов в развивающихся куриных эмбрионах . Куриные эмбрионы выращивают в инкубаторе 7—10 дней, а затем используют для культивирования.

Классификация

Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК для репликации попадают в ядро клетки, так как им требуется клеточная ДНК-полимераза .

Класс II : вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК. Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК .

Класс III : вирусы, содержащие двуцепочечную РНК реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы .

Классы IV и V : вирусы, содержащие одноцепочечную РНК , включают вирусы двух типов, репликация которых не зависит от стадии клеточного цикла.

Класс VI : вирусы, содержащие одноцепочечную (+)РНК , реплицирующиеся через стадию ДНК. Наиболее хорошо изученным семейством данного класса вирусов, являются ретровирусы .(вирус иммунодефицита человека.)

Класс VII : вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК , реплицирующиеся через стадию одноцепочечной РНК Небольшая группа вирусов, в состав которой входит вирус гепатита.

Вирусы - неклеточные формы жизни. Они были открыты в 1892 году русским ученым Д. И. Ивановским. Вирусы очень мелких размеров, примерно в 50 раз меньше бактерий. Разглядеть их с помощью светового микроскопа практически невозможно. Размножаются вирусы только в клетках растений, животных и человека, вызывая различные заболевания.

Вирусы имеют очень простое строение и состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки и скорее напоминают частицу, нежели клетку. Вне клеток хозяина вирусная частица не проявляет никаких признаков жизни: не питается, не дышит, не растет, не размножается. Но, проникнув в клетку, вирус «подчиняет* ее себе, заставляет вырабатывать новые вирусные частицы, что приводит клетку к гибели, а освободившиеся вирусные частицы заражают новые клетки.

Вместе с тем есть вирусы, которые поражают некоторые бактерии. Их называют бактериофагами или просто фагами. Изучением вирусов занимается наука вирусология . Более детальное знакомство с живыми существами мы начнем с царства дробянки.

Рис. 5.21. Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920)

В состав некоторых вирусов входят липиды и углеводы. Форма вирусов: шаровидная, палочковидная, нитевидная, цилиндрическая и др.

Рис. 5.22. Сравнительные размеры вирусов.

Возбудитель СПИДа (синдром приобретенного иммунодефицита) - вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) имеет сферическую форму, диаметром 100–150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из мембраны, образованной из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные «грибовидные» образования. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса, образованная особыми белками. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, осуществляющий синтез вирусной ДНК на матрице вирусной РНК.

Рис. 5.23. Схема строения вируса иммунодефицита человека:

1 - капсомеры 2 - геном 3 - липопротеиновая оболочка 4 - рецепторы.

Вирус иммунодефицита человека поражает главным образом лимфоциты, на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ. Иммунная система организма человека утрачивает свои защитные свойства. Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7–10 лет. Источником заражения служит только человек - носитель вируса иммунодефицита. СПИД передается половым путем, через кровь и ткани, содержащие вирус иммунодефицита, от матери к плоду Меры профилактики включают борьбу с наркоманией и проституцией, тщательное обследование донорской крови и тщательную стерилизацию медицинских инструментов, и регулярное обследование на СПИД людей из «группы риска» (наркоманов, проституток и гомосексуалистов).

Вопросы и задания

1. Подготовьте ответы на вопросы:

1. Что может случиться с клеткой, если мембрана лизосом под действием каких-либо факторов разрушится?
2. Известно, что митохондрии в среднем живут 10 дней; как же тогда может поддерживаться долго жизнь клетки?
3. Почему наибольшее количество рибосом обнаруживается в клетках интенсивно размножающихся тканей?
4. Какая связь между эндоплазматической сетью, комплексом Гольджи, лизосомами?
5. Какое значение для функционирования хлоропласта имеют находящиеся в нем рибосомы и нуклеиновые кислоты?
6. Почему митохондрии клеток сердечной мышцы имеют наиболее сложное строение?
7. Какие органоиды клетки получили название «энергетические станции клеток»?

2. Выполните тест: 1. Плазматическая мембрана в клетках эукариот выполняет следующие функции: а) защитную, каталитическую, обмена веществ, структурную
б) защитную, запасающую, обмена веществ, сигнальную
в) энергетическую, сигнальную, обмена веществ, защитную
г) защитную, сигнальную, обмена веществ, структурную. 2. Внутренняя полужидкая среда клетки, обеспечивающая взаимосвязь органоидов, называется: а) ядерный сок б) цитоплазма в) вакуоль г) комплекс Гольджи. 3. Митохондрии выполняют следующую функцию:
б) преобразование энергии АТФ в другие виды энергии;
в) преобразование солнечной энергии в энергию АТФ;
г) преобразование энергии питательных веществ в энергию АТФ. 4. Хлоропласты выполняют следующие функции: а) запасание богатых энергией веществ;
б) преобразование солнечной энергии в энергию химических связей органических веществ;
в) извлечение энергии из богатых энергией веществ;
г) преобразование энергии АТФ в другие виды энергии. 5. Ядро в клетке выполняет следующие функции: а) осуществляет связь между органоидами цитоплазмы;
б) обеспечивает передачу наследственной информации;
в) участвует в синтезе АТФ;
г) хранение наследственной информации. 6. Рибосомы: а) осуществляют транспорт веществ в клетке б) выполняют защитную функцию в) определяют состав белков в клетке г) синтезируют белки, характерные для клетки. 7. Клетка бактерий отличается от клетки животных тем, что: а) лишена вакуолей б) не имеет митохондрий в) не имеет оформленного ядра г) не имеет клеточной мембраны. 8. В клетках животных и человека отсутствуют: а) хлоропласты б) хромосомы в) рибосомы г) митохондрии. 9. К прокариотам относятся организмы, которые: а) осуществляют фотосинтез
б) состоят из одинаковых клеток
в) имеют клетки без оформленного ядра
г) содержат в клетках ядро и органоиды. 10. Клетка – структурная и функциональная единица живого, т.к.: а) живые организмы, кроме вирусов, обладают сходством процесса обмена веществ и энергии
б) живые организмы, кроме вирусов, состоят из клеток, которые имеют единый принцип структурной организации, обмена веществ и энергии
в) клетки живых организмов обладают единым химическим составом, имеют единое мембранное строение
г) белки клеток состоят из набора 20 аминокислот, обладают единством структурной организации. 11. Вирусы в отличие от бактерий: а) состоят из молекул белка б) состоят из молекул нуклеиновых кислот в) не размножаются г) не имеют клеточного строения.

3. Выполните словарный диктант, в ответе запишите только первую букву: 1. Органоид клетки, содержащий хромосомы, имеющийся только у эукариот, называется … 2.Органоид, в котором происходит синтез АТФ, называется … 3.Защитную функцию в клетке выполняет … 4. Органоид, содержащий ферменты, которые разрушают органические вещества, называется …

5.Постоянные специализированные структуры в клетках – это … 6.Жгутики и реснички – это органоиды … 7. Система полостей в клетке, на поверхности которых происходит биосинтез, называется…

8. Обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром, называется …

4. Расшифруйте аббревиатуру ВИЧ, СПИД и дайте ответ на вопрос: почему наиболее опасным вирусом для людей является вирус иммунодефицита человека?

5. Нарисуйте схему «Группы вирусов» (по характеру генома).

6. Решите кроссворд «Строение клетки»

Многие вирусы являются возбудителями заболеваний, таких как СПИД, коревая краснуха, эпидемический паротит (свинка), ветряная и натуральная оспа.

Вирусы имеют микроскопические размеры, многие из них способны проходить через любые фильтры. В отличие от бактерий, вирусы нельзя выращивать на питательных средах, так как вне организма они не проявляют свойств живого. Вне живого организма (хозяина) вирусы представляют собой кристаллы веществ, не имеющих никаких свойств живых систем.

Строение вирусов

Зрелые вирусные частицы называются вирионами. Фактически они представляют собой геном, покрытый сверху белковой оболочкой. Эта оболочка – капсид. Она построена из белковых молекул, защищающих генетический материал вируса от воздействия нуклеаз – ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты.

У некоторых вирусов поверх капсида располагается супер-капсидная оболочка, также построенная из белка. Генетический материал представлен нуклеиновой кислотой. У одних вирусов это ДНК (так называемые ДНК-овые вирусы), у других – РНК (РНК-овые вирусы).

РНК-овые вирусы также называют ретровирусами, так как для синтеза вирусных белков в этом случае необходима обратная транскрипция, которая осуществляется ферментом – обратной транскриптазой (ревертазой) и представляет собой синтез ДНК на базе РНК.

Размножение вирусов

Если это ретровирус, внутрь клетки-хозяина попадает его РНК. Она содержит гены, обеспечивающие обратную транскрипцию: на матрице РНК строится одноцепочечная молекула ДНК. Из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь, которая и встраивается в геном клетки-хозяина. С полученной ДНК информация переписывается на молекулу и-РНК, на матрице которой затем синтезируются белки ретровируса.

Лекция на тему:«Вирусы как неклеточная форма жизни и их значение. Борьба с вирусными заболеваниями. (СПИД и др.)

1.Понятие о вирусах

Вирусы - это мельчайшие возбудители многочисленных болезней человека, животных, растений и даже своих родственников по микромиру - бактерий. В лексиконе врачей слово «вирусы» появилось лишь в XX веке (точнее, в 1898 г.), хотя вирусные инфекции были известны еще в глубокой древности. На «совести» вирусов такие болезни, как бешенство, оспа, полиомиелит, грипп и многочисленные острые респираторные заболевания (ОРЗ), свинка, корь, энцефалиты, острые гастроэнтериты, гепатиты, миокардиты, поражения глаз (кератиты, кератоконъюнктивиты) и кожи (опоясывающий лишай, бородавки) - словом, множество «больших» и «малых» инфекций. Даже этот неполный перечень «преступлений» вирусов показывает, что мы имеем дело с грозным противником, которого, как говорится, голыми руками не возьмешь.

Первые упоминания о самой грозной вирусной инфекции прошлого - оспе найдены в древнеегипетских папирусах. Эпидемия оспы в Египте за 12 веков до нашей эры описана древними арабскими учеными. На коже мумии фараона Рамзеса V (1085 г. до н.э.) обнаружены типичные оспенные поражения.

Другую вирусную болезнь описал основоположник научной медицины древнегреческий врач Гиппократ (460-370 г. до н.э.). Эта болезнь приводила к укорочению и деформации ног («сухая нога», «конская стопа») и пожизненной хромоте. В 1874 г. она получила современное название - полиомиелит. Гиппократ считал, что «каждая болезнь имеет свою естественную причину».

В трудах великого мыслителя древности Демокрита (V век до н. э.) найдены первые описания клинической картины бешенства - одной из опаснейших вирусных болезней. Демокрит был убежден, что «ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на какой-нибудь основе или в силу необходимости». Таким образом, и Гиппократ, и Демокрит, изучая следствие (симптомы и исходы вирусных болезней), предполагали наличие причины (заразное начало), но потребовалось еще около 25 веков (!), чтобы эту причину найти. Честь этого великого открытия по праву принадлежит нашему соотечественнику Дмитрию Иосифовичу Ивановскому (1864-1920). Благодаря ему наука о вирусах - вирусология имеет точную дату рождения - 12 февраля 1892 г.

2.История открытия вирусов.

В 1852 году русский ботаник Дмитрий Иосифович Ивановский получил инфекционный экстракт из растений табака, пораженных мозаичной болезнью

В 1898 году голландец Бейеринк ввел термин «вирус» (от латинского – «яд»), чтобы обозначить инфекционную природу определенных профильтрованных растительных жидкостей.

3.Строение вирусов.

Вирусы нельзя увидеть в оптический микроскоп, так как их размеры меньше длины световой волны. Увидеть вирусы можно только с помощью электронного микроскопа, появившегося в середине 20 века. В 1953 году насчитывалось 250 видов, к 1980 году- уже 600 видов, а сегодня науке известно около полутора тысяч вирусов. Но они настолько малы, что, по словам одного из ученых, коллекция, собранная из всех известных вирусов, "поместилась бы в коробочке размером с маковое зернышко”!

(3 слайд)

Вирусы состоят из следующих основных компонентов.(4 слайд)

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 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).

В 1915 году Ф.Тоуртом были открыты вирусы бактерий – бактериофаги. Бактериофаги, или фаги, способны проникать в клетку бактерий и разрушать ее. Каково же строение фага?

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

Размеры вирусов очень малы: самые крупные приближаются к самым мелким бактериям, а самые мелкие близки к крупным молекулам. Две основные химические составные части вирусов - нуклеиновые кислоты и белки. Наиболее просто организованные, они ничего другого не имеют. Но более сложно организованные вирусы имеют в своем составе углеводы, липиды (жиры) и другие химические соединения.

4. Классификация и морфология вирусов. (5 слайд)

По внешнему виду: имеют шарообразную форму (вирус гриппа), кубовидную (вирус оспы), вид палочки (вирус табачной мозаики – шестигранная палочка), многоугольными, сферическими, нитевидными.

Каждый вирус состоит из ДНК или РНК, заключенных в белковую оболочку, состоящую из субъединиц, расположенных в определенном порядке, которую называют капсидом. Эта оболочка защищает нуклеиновую кислоту от воздействия ферментов и ультрафиолетовых лучей. Каспид также обеспечивает прикрепление вируса к поверхности клеточной мембраны, так как содержит рецепторы, комплиментарные рецепторам клеточных мембран, поэтому вирусы поражают строго определенный круг хозяев. Вне клетки он не имеет признаков живого организма, находится в кристаллическом виде.

В составе вирусов присутствуют двухцепочные ДНК в кольцевой или линейной форме; и одноцепочные РНК, встречаются одноцепочные ДНК и двухцепочные РНКВирусы являются одной из самых распространенных форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат колоссальное количество бактериофагов (около 10 11 частиц на миллилитр воды).Вирусы имеют генетические связи с представителями флоры и фауны Земли. Согласно последним исследованиям, геном человека более чем на 30 % состоит из информации, кодируемой вирус-подобными элементами и транспозонами. С помощью вирусов может происходить так называемый горизонтальный перенос генов , то есть передача генетической информации не от отца к сыну и так далее, а между двумя неродственными (или даже относящимися к разным видам) особями. Самостоятельная работа. Таблица

организмами

Отличия от живых организмов

Специфические черты вирусов

1. Размножение

2. Наследственность

3. Изменчивость

4. Приспособленность к меняющимся условиям среды

1. Не имеют клеточного строения

2. Не питаются

3. Не растут

4. Нет обмена веществ

5. Имеют форму кристалла, нет свойств живого

1. Маленькие размеры

2. РНК (ДНК) + капсид

3. Быстро размножаются

4. Занимают пограничное положение между живой и неживой материей.

Учащиеся записывают опорный конспект.

Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки – этот процесс называется адсорбцией .

Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку (у бактериофагов) или проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты. Этот процесс называется инъекцией .

Редупликация вирусных молекул нуклеиновой кислоты осуществляется за счет нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина.

Синтез вирусных белков и ферментов -- осуществляется на рибосомах клетки.

Сборка вирусных частиц- осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков и нуклеиновых кислот.

Лизис – выход вирусных частиц из пораженной клетки; при этом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у эукариот выпячивается оболочка клетки, и вирусные частицы «выталкиваются» в окружающую среду. (7- 12 слайд)

Несколько иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий – бактериофагов.

Этап 1. Прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая "прописка” вирусов в тех или иных клетках. (Например, грипп – эпителиальные клетки верхних дыхательных путей, гепатит – печень, ВИЧ – лимфоциты).

Этап 2. Проникновение вируса в клетку. Обратите внимание на экран. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.

Этап 3. Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью – в ядро.

Этап 4. Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки – капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. "Происходит смерть ради жизни” - при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.

Этап 5. Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.(13 слайд)

Вот так протекает инфекционный процесс. Таким образом, мы рассмотрели основные этапы жизнедеятельности вирусов.

Вопрос. Почему же трудно бороться с вирусами, попавшими внутрь клетки?

(Ответы учащихся).