Вирусы и микоплазменные тела. Вирусы, вироиды, микоплазмы

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

ГОУ СПО «Красноуфимский педагогический колледж»

Вирусы и природа их происхождения

Исполнитель:

Дмитриева И.Ю.,

студентка 23 группы

Руководитель:

Каптиева О.В.,

преподаватель

естественнонаучных

дисциплин

г. Красноуфимск

2009год

Паспорт

Название проекта: «Вирусы и природа их происхождения».

Руководитель проекта: Каптиева О.В.

Учебный предмет, в рамках которого проводится работа по проекту

Естествознание.

Учебная дисциплина близкая по теме предмета биология.

Тип проекта: творческий.

Возраст обучающихся, для которых предоставлен проект 16-18 лет.

Необходимое оборудование: учебная литература, фотографии,

компьютер, принтер, сканер.

Введение

Природа происхождения вирусов

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Как вирус проникает в клетку?

Способ размножения вирусов

Что такое СПИД?

Вред и польза вирусов

Америка впервые одобрила вирусы в качестве пищевой добавки

Заключение

Список литературы

Введение

Разнообразие жизни на земле с трудом поддается описанию. Полагают, что сейчас на нашей планете обитает свыше миллиона видов животных, 0,5 млн. видов растений, до 10 млн. микроорганизмов, причем эти цифры занижены. Нет, и не будет никогда человека, который знал бы все эти виды. Тем более возникает острая нужда в системе живой природы, руководствуясь которой мы могли бы найти в ней место для организма, который нас заинтересовал,- будь то бактерия, вызывающая новую болезнь, новый жук или клещ, птица или рыба. Эту необходимость люди осознали еще в запрошлом веке.

Именно тогда великий шведский натуралист Карл Линней создал научную систему живой природы, которой мы пользуемся и в настоящее время. Отчет возраста научной систематики ведется с 1758г., когда вышло в свет 10-е издание линнеевской «Системы природы». Основные принципы Линнея и названия видов, данные им, сохраняются до сих пор, хотя видов сейчас известно в тысячи раз больше.

В нашем мире существует большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения. Эти существа носят названия вирусов (лат. ”вирус”- яд) и не представляют неклеточные формы жизни. Вирусы нельзя отнести ни к животным, ни к растениям. Они исключительно малы, поэтому могут быть изучены только с помощью электронного микроскопа.

Вирусы способны жить и развиваться в клетках других организмов. Поселяясь внутри клеток животных и растений, вирусы вызывают много опасных заболеваний, таких как мозаичная болезнь табака, гороха и других культур (у растений). В изучении прокариот и вирусов линнеевская система в полной мере не применяется. В его времена о мире микроорганизмов почти ничего не знали.

Поэтому формы вирусов и бактерий в системе часто обозначают не звучными латинскими буквами, а сочетаниями букв и цифр. Вирусы имеют генетические связи с представителями флоры и фауны Земли. Согласно последним исследованиям, геном человека более чем на 30 % состоит из информации, кодируемой вирусоподобными элементами и транспозонами. С помощью вирусов может происходить так называемый горизонтальный перенос генов (ксенология), то есть передача генов между двумя неродственными (или даже относящимися к разным видам) особями.

Мы выбрали эту тему, так как считаем, что она очень актуальна в наше время. Многие ученые борются с опасными, смертельными вирусами с того времени, как только они были обнаружены.

С моей точки зрения, борьба с вирусами будет всегда, пока ученые не найдут средство, которое уничтожит эти опасные для жизни человека организмы имеющие неклеточную форму строения.

Бороться с этими организмами очень тяжело, так как, они имеют свойство изменять состав своего строения при попадании в благоприятные условия.

При написании проекта мы поставили перед собой следующую цель: изучить суть происхождения вирусов, их строение и роль в природе.

1)подобрать необходимые информационные источники;

2)проработать данную информацию и соотнести ее с изучаемой проблемой;

3)рассмотреть открытия ученых с целью исследования строения вирусов;

4)найти положительные и отрицательные качества вирусов;

5)подготовиться к защите проекта.

Природа и происхождение вирусов

Современные представления о вирусах складывались постепенно. В 1892г. Д.И. Ивановский обратил внимание на широко распространенную болезнь табака, при которой листья покрываются россыпью пятен (мозаичная болезнь). После открытия вирусов Ивановским их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающее растения, животных и бактерий. Однако в течение длительного времени эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы - бактериофаги - долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х - началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов.

В конце 30-х - начале 40-х годов изучение вирусов продвинулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах. Основанием для признания вирусов организмами явились полученные при их изучении факты, свидетельствовавшие, что вирусы, как и другие организмы (животные, растения, простейшие, грибы, бактерии), способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью, приспособляемостью к меняющимся условиям среды их обитания и, наконец, подверженностью биологической эволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором. Это является, прежде всего, взаимодействием двух геномов - вирусного и клеточного.

Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток. Третья гипотеза 20-30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов (заимствование генной функции). Новые генетические качества могут возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции последних (образование новых генов).

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Кусает больно и обидно,

Хоть самого подчас не видно…

Дж. Свифт

«Что же, пусть наша прекрасная незнакомка так и останется незнакомкой, лишь бы она полюбила нас», − сказал, по преданию, выдающийся микробиолог Л.Пастер, так и не сумев выделить возбудителя бешенства − страшной болезни, от которой в XIX веке не было никакого спасения. Получить вакцину и тем самым познать природу инфекционного агента и спасти многие тысячи человеческих жизней ему удалось. Сделать это в те времена не смог бы никто, поскольку возбудителем бешенства оказался не микроб, как того ожидал Л.Пастер, а вирус.

Наряду с одноклеточными и многоклеточными организмами в природе существуют и другие формы жизни. Это вирусы, не имеющие клеточного строения. Они представляют переходную форму между живой и неживой материей. Вирусы устроены очень просто. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом, полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом . У некоторых вирусов (герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Во внешней среде они не проявляют никаких признаков жизни, многие имеют форму кристаллов. Величина вирусов колеблется от 20 до 300 нм.

Вирус обладает достаточно сложной внутренней структурой. Его сердцевина (ядро) содержит одну (иногда больше) молекулу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Нуклеиновые кислоты самых мелких вирусов содержат 3-4 гена, а самые крупные вирусы имеют до 100 генов. Снаружи вирус покрыт белковым «чехлом», защищающим нуклеиновую кислоту от вредных воздействий окружающей среды. Форма вирусов очень разнообразна. По размерам вирусы подразделяют на крупные (300-400 нм в диаметре), средние (80-125 нм) и мелкие (20-30 нм). Крупные вирусы можно увидеть в обычный микроскоп, более мелкие изучают под электронным микроскопом.

Как вирус проникает в клетку?

Вирусы растений, клетки которых кроме мембраны защищены прочной оболочкой из клетчатки, могут проникнуть в них лишь в местах механических повреждений. Разносчиками этих вирусов могут быть членистоногие – насекомые вроде тлей и клещи с сосущим аппаратом. Они переносят вирионы на своих хоботках. И у человека переносчиками вирусных болезней могут быть москиты (желтая лихорадка), комары (японский энцефалит) или клещи (таежный энцефалит). Раньше все вирусы, распространяющихся при помощи кровососов, объединяли в группу арбовирусов .

Безоболочечные клетки животных, защищенные одной мембраной, более уязвимы для вирусов в первую очередь из-за своей способности к фаго - и пиноцетозу . Захватывая питательные вещества, они часто «проглатывают» и вирионы. Если клетки соединены друг с другом, как клетки нервной системы, вирус может путешествовать по этим контактам, заражая одну клетку за другой. Обычно это медленный процесс (так происходит заражение, например, при укусе бешеного животного).

Наконец, у многих вирусов развиваются специальные приспособления для проникновения в клетку. Клетки, выстилающие дыхательные пути, покрыты защитным слоем слизи. Но вирус гриппа разжижает слизь и проникает к мембране (потому-то первый симптом гриппа – часто насморк).

Вирус СПИДа заражает белые кровяные тельца нашей крови – лейкоциты , используя белки, которые торчат из поверхности его оболочки, «украденной» у хозяйской клетки.

На этом рисунке вы может увидеть, как вирусы проникают в клетку. Слева и в центре бактериофаг кишечной палочки: при сокращении хвоста нить ДНК из головки впрыскивается в цитоплазму бактериальной клетки. Справа – заражение клетки человека вирусом СПИДа. Гликопротеид оболочки gP 120 прилипает с специфическому белку CD 4; gP 41 протыкает мембрану хозяйской клетки, в результате белковая капсула РНК проходит в цитоплазму, а пустая оболочка вириона отбрасывается.

Классификация организмов на основе клеточной теории. Общая характеристика вирусов и их биолого-экологической роли на Земле.

При изучении органического мира Земли было установлено, что организмы по их строению можно разделить на две большие группы: клеточные и неклеточные формы. Большинство организмов имеют клеточное строение, и только организмы, образующие царство Вирусы , имеют неклеточное строение.

Вирусы были открыты Д.И. Ивановским в 1892г., а в 1917г. Феликс Дэрель открыл бактериофаг – вирус, поражающий бактерии. Вирусы образуют царство Предклеточные или Вирусы . Это организмы, имеющие очень малые размеры (от 20 до 200 нм (нанометров)). Вирусы не способны к росту и их жизнедеятельность может осуществляться только внутри клетки организма хозяина.

Биолого-экологическая роль вирусов состоит в том, что они являются фактором эволюции, вызывая гибель ослабленных особей и способствуя выживанию более приспособленных к данной среде обитания организмов.

Способ размножения вирусов

Вирус (от лат. virus- яд) – микроскопическая частица, способная инфицировать клетки живых организмов.

Вирусология (от virus и logos – слово, учение), наука о вирусах. Общая вирусология изучает природу вирусов, их строение, размножение, биохимию, генетику.

Способ размножения вирусов также отличается от деления, почкования, спорообразования или полового процесса, которые имеют место у одноклеточных организмов, у клеток многоклеточных организмов и у последних в целом. Репродукция, или репликация, как обычно обозначают размножение вирусов. Формирование вирионов происходит либо путем само сборки (упаковка вирусной нуклеиновой кислоты в белковые капсиды и образование нуклеокапсида), либо с участием клетки, либо обоими способами (оболочечные вирусы). Конечно, противопоставление митотического деления клетки и репликации не абсолютно, так как способы репликации генетического материала у ДНК-содержащих вирусов принципиально не отличаются, а если учесть, что и синтез генетического материала у РНК-содержащих вирусов также осуществляются по матричному типу, то относительным является противопоставление митоза и репликации всех вирусов. И, тем не менее, различия в способах размножения клеток и вирусов настолько существенны, что имеет делить весь живой мир на вирусы и невирусы.

Что такое СПИД?

В мире существует множество вирусов, которые вызывают опасные для человека заболевания, такие как бешенство, энцефалит, полиэмиет, иммунодефицит, грипп, оспа…

Медицинская, ветеринарная и сельскохозяйственная вирусология исследуют патогенные вирусы, их инфекционные свойства, разрабатывает меры предупреждения, диагностики и лечения вызываемых ими заболеваний.

В наше время серьезной проблемой является СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Это эпидемическое заболевание человека, поражающее преимущественно иммунную систему, которая защищает организм от различных болезнетворных агентов. Заражение системы клеточного иммунитета человека проявляется развитием прогрессирующих инфекционных заболеваний и злокачественных новообразований, причем организм становится беззащитным к микробам, которые в обычных условиях не вызывают болезни.

Впервые СПИД был официально зарегистрирован на территории США в 1981г., а в 1983г. Удалось доказать, что он вызывается неизвестным ранее человеческим вирусом, из семейства ретровирусов. В состав этого

вируса входит только ему присущий фермент – ревертаза . Открытие его было настоящей революцией в биологии, так как показало возможность передачи генетической информации не только по классической схеме ДНК→ РНК→ белок, но и путем обратной транскрипции от РНК→ДНК.

Возбудитель болезни – вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Геном ВИЧ представлен двумя идентичными молекулами РНК, состоящими примерно из 10 тыс. пар оснований. При этом ВИЧ, выделенный от различных больных СПИДом, отличаются друг от друга по количеству оснований (от 80 до 1000). ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая в 5 раз превышает изменчивость вируса гриппа и в 100 раз больше, чем у вируса гепатита В. Беспрерывная генетическая и антигенная изменчивость вируса в человеческой популяции приводит к появлению новых вирионов ВИЧ, что резко усложняет проблему получения вакцины и затрудняет проведение специальной профилактики СПИДа. Более того, это свойство ВИЧ, по мнению ряда специалистов, ставит под сомнение саму возможность создания эффективной вакцины для защиты от СПИДа.

Одно из проявлений заражения человека вирусом СПИДа – поражение центральной нервной системы. Для СПИДа характерен очень длительный инкубационный период (исчисляется с момента заражения до появления первых признаков болезни). У взрослых он составляет в среднем 5 лет. Предполагается, что ВИЧ может сохраняться в организме пожизненно. Это значит, что до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать других, а при соответствующих условиях могут заразиться СПИДом.

Один из главных путей передачи ВИЧ и распространения СПИДа – половые контакты, поскольку возбудитель его наиболее часто находится в крови, сперме и влагалищных выделениях инфицированных людей.

Гарантией безопасности от СПИДа являются здоровый образ жизни, крепость брачных уз и семьи, негативное отношение к половым извращениям и распущенности, случайным половым связям.

Ниже дано схематическое изображение вирусов: О - оболочка вируса оспы; Б – белковые включения. Слева – схема вириона вируса СПИДа; Р – специфические белки вируса; gP – гликопротеиды вируса; 1 – мембрана, «украденная» у клетки хозяина; 2 – молекулы РНК в белковой оболочке; 3 – молекулы белка, трансформирующегося РНК в ДНК.

Вред и польза вирусов

Многие вирусы – причина опасных болезней человека. Кроме СПИДа и онкогенных , вызывающих рак, к ним относятся вирусы оспы, кори, бешенства, полиомиелита, гриппа, острых респираторных заболеваний: ОРЗ, желтой лихорадки, герпеса (говорят: «на губах высыпала лихорадка») и даже вирусы вызывающие рост бородавок.

Однако далеко не все болезни, вызываемые вирусами, научились успешно предупреждать и лечить. Лечить и иммунодефицит мы еще не научились, и, как правило, это страшное заболевание через несколько лет приводит к смерти. И совсем нерешенная проблема – раковые заболевания. Научиться успешно, бороться с вирусами, вызывающими злокачественные опухоли, предстоит врачам будущего.

Какая польза может быть от вирусов? Ведь это враги всего живого. Польза может быть, если вирус – враг врага, а это значит, что не во всех случаях действие вируса негативно. Если он атакует одноклеточные организмы, к которым, в частности, относятся бактерии, те погибают. Поэтому с помощью таких вирусов, бактериофагов, можно уничтожать бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как дизентерия, холера, чума.

Способность вируса убивать клетку – хозяина можно использовать при борьбе с отдельными клетками многоклеточных организмов, и прежде всего – раковыми. При этом залог успеха является точная «наводка» вируса на клетку, которую предстоит убить, поскольку сам по себе он готов поразить все чувствительные к нему клетки организма. Для этого и вирус, и специальный белок, антитело, способный селективно связываться с участком поверхности клетки – мишени, прикрепляются к наночастице, выступающей в роли своеобразного транспортного средства. Такой «снаряд» атакует только определенные клетки, разрушая их. Разумеется, нужно позаботиться и о том, чтобы вирус мог покинуть организм, не повредив здоровые клетки. В нанотехнологиях вирусы используют также в качестве «темплата» для создания наноструктурированных систем.

Некоторые вирусы, вызывающие болезни насекомых, используют для борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. Однако следует признать, что вред, приносимый этими простейшими формами жизни. Во много раз превышает их пользу.

Америка впервые одобрила вирусы в качестве пищевой добавки

Необычный метод борьбы с опасными инфекционными заболеваниями, типа листериоза, предложили американские ученые. Вирусы – бактериофаги, безопасные для человека, будут распыляться на мясных продуктах, готовых к употреблению, чтобы убивать смертельные бактерии. Метод одобрен Американским управлением по контролю нал пищевыми продуктами и медикаментами.

Природа и происхождение вирусов

Современные представления о вирусах складывались постепенно. В 1892г. Д.И. Ивановский обратил внимание на широко распространенную болезнь табака, при которой листья покрываются россыпью пятен (мозаичная болезнь). После открытия вирусов Ивановским их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающее растения, животных и бактерий. Однако в течение длительного времени эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы -- бактериофаги -- долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х -- началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов.

В конце 30-х -- начале 40-х годов изучение вирусов продвинулось настолько, что сомнения в живой их природе отпали, и было сформулировано положение о вирусах как организмах. Основанием для признания вирусов организмами явились полученные при их изучении факты, свидетельствовавшие, что вирусы, как и другие организмы (животные, растения, простейшие, грибы, бактерии), способны размножаться, обладают наследственностью и изменчивостью, приспособляемостью к меняющимся условиям среды их обитания и, наконец, подверженностью биологической эволюции, обеспечиваемой естественным или искусственным отбором. Это является, прежде всего, взаимодействием двух геномов -- вирусного и клеточного.

Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток. Третья гипотеза 20--30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов (заимствование генной функции). Новые генетические качества могут возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции последних (образование новых генов).

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Кусает больно и обидно,

Хоть самого подчас не видно…

Дж. Свифт

«Что же, пусть наша прекрасная незнакомка так и останется незнакомкой, лишь бы она полюбила нас», ? сказал, по преданию, выдающийся микробиолог Л.Пастер, так и не сумев выделить возбудителя бешенства? страшной болезни, от которой в XIX веке не было никакого спасения. Получить вакцину и тем самым познать природу инфекционного агента и спасти многие тысячи человеческих жизней ему удалось. Сделать это в те времена не смог бы никто, поскольку возбудителем бешенства оказался не микроб, как того ожидал Л.Пастер, а вирус.

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

ГОУ СПО «Красноуфимский педагогический колледж»

Вирусы и природа их происхождения

Исполнитель:

Дмитриева И.Ю.,

студентка 23 группы

Руководитель:

Каптиева О.В.,

преподаватель

естественнонаучных

дисциплин

г. Красноуфимск

Паспорт

Название проекта: «Вирусы и природа их происхождения».

Руководитель проекта: Каптиева О.В.

Учебный предмет, в рамках которого проводится работа по проекту

Естествознание.

Учебная дисциплина близкая по теме предмета биология.

Тип проекта: творческий.

Возраст обучающихся, для которых предоставлен проект 16-18 лет.

Необходимое оборудование: учебная литература, фотографии,

компьютер, принтер, сканер.

Введение

Природа происхождения вирусов

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Как вирус проникает в клетку?

Способ размножения вирусов

Что такое СПИД?

Вред и польза вирусов

Америка впервые одобрила вирусы в качестве пищевой добавки

Заключение

Список литературы

Введение

1)подобрать необходимые информационные источники;

2)проработать данную информацию и соотнести ее с изучаемой проблемой;

3)рассмотреть открытия ученых с целью исследования строения вирусов;

4)найти положительные и отрицательные качества вирусов;

5)подготовиться к защите проекта.

Природа и происхождение вирусов

Современные представления о вирусах складывались постепенно. В 1892г. Д.И. Ивановский обратил внимание на широко распространенную болезнь табака, при которой листья покрываются россыпью пятен (мозаичная болезнь). После открытия вирусов Ивановским их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающее растения, животных и бактерий. Однако в течение длительного времени эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы -- бактериофаги -- долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х -- началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов.

Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток. Третья гипотеза 20--30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Наряду с этим накопилось значительное число фактов, свидетельствующих о существовании в природе в широких масштабах обмена готовыми блоками генетической информации, в том числе у представителей разных, эволюционно далеких вирусов. В результате такого обмена могут быстро и скачкообразно изменяться наследственные свойства путем встраивания чужеродных генов (заимствование генной функции). Новые генетические качества могут возникнуть также благодаря неожиданному сочетанию собственных и интегрированных генов (возникновение новой функции). Наконец, простое увеличение генома за счет неработающих генов открывает возможность эволюции последних (образование новых генов).

Что представляют собой неклеточные формы жизни?

Кусает больно и обидно,

Хоть самого подчас не видно…

Дж. Свифт

Как вирус проникает в клетку?

Вирусы растений, клетки которых кроме мембраны защищены прочной оболочкой из клетчатки, могут проникнуть в них лишь в местах механических повреждений. Разносчиками этих вирусов могут быть членистоногие - насекомые вроде тлей и клещи с сосущим аппаратом. Они переносят вирионы на своих хоботках. И у человека переносчиками вирусных болезней могут быть москиты (желтая лихорадка), комары (японский энцефалит) или клещи (таежный энцефалит). Раньше все вирусы, распространяющихся при помощи кровососов, объединяли в группу арбовирусов .

Вирус СПИДа заражает белые кровяные тельца нашей крови - лейкоциты , используя белки, которые торчат из поверхности его оболочки, «украденной» у хозяйской клетки.

На этом рисунке вы может увидеть, как вирусы проникают в клетку. Слева и в центре бактериофаг кишечной палочки: при сокращении хвоста нить ДНК из головки впрыскивается в цитоплазму бактериальной клетки. Справа - заражение клетки человека вирусом СПИДа. Гликопротеид оболочки gP 120 прилипает с специфическому белку CD 4; gP 41 протыкает мембрану хозяйской клетки, в результате белковая капсула РНК проходит в цитоплазму, а пустая оболочка вириона отбрасывается.

Вирусы были открыты Д.И. Ивановским в 1892г., а в 1917г. Феликс Дэрель открыл бактериофаг - вирус, поражающий бактерии. Вирусы образуют царство Предклеточные или Вирусы . Это организмы, имеющие очень малые размеры (от 20 до 200 нм (нанометров)). Вирусы не способны к росту и их жизнедеятельность может осуществляться только внутри клетки организма хозяина.

Способ размножения вирусов

Вирус (от лат. virus- яд) - микроскопическая частица, способная инфицировать клетки живых организмов.

Вирусология (от virus и logos - слово, учение), наука о вирусах. Общая вирусология изучает природу вирусов, их строение, размножение, биохимию, генетику.

Что такое СПИД?

вируса входит только ему присущий фермент - ревертаза . Открытие его было настоящей революцией в биологии, так как показало возможность передачи генетической информации не только по классической схеме ДНК> РНК> белок, но и путем обратной транскрипции от РНК>ДНК.

Возбудитель болезни - вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Геном ВИЧ представлен двумя идентичными молекулами РНК, состоящими примерно из 10 тыс. пар оснований. При этом ВИЧ, выделенный от различных больных СПИДом, отличаются друг от друга по количеству оснований (от 80 до 1000). ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая в 5 раз превышает изменчивость вируса гриппа и в 100 раз больше, чем у вируса гепатита В. Беспрерывная генетическая и антигенная изменчивость вируса в человеческой популяции приводит к появлению новых вирионов ВИЧ, что резко усложняет проблему получения вакцины и затрудняет проведение специальной профилактики СПИДа. Более того, это свойство ВИЧ, по мнению ряда специалистов, ставит под сомнение саму возможность создания эффективной вакцины для защиты от СПИДа.

Одно из проявлений заражения человека вирусом СПИДа - поражение центральной нервной системы. Для СПИДа характерен очень длительный инкубационный период (исчисляется с момента заражения до появления первых признаков болезни). У взрослых он составляет в среднем 5 лет. Предполагается, что ВИЧ может сохраняться в организме пожизненно. Это значит, что до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать других, а при соответствующих условиях могут заразиться СПИДом.

Один из главных путей передачи ВИЧ и распространения СПИДа - половые контакты, поскольку возбудитель его наиболее часто находится в крови, сперме и влагалищных выделениях инфицированных людей.

Ниже дано схематическое изображение вирусов: О - оболочка вируса оспы; Б - белковые включения. Слева - схема вириона вируса СПИДа; Р - специфические белки вируса; gP - гликопротеиды вируса; 1 - мембрана, «украденная» у клетки хозяина; 2 - молекулы РНК в белковой оболочке; 3 - молекулы белка, трансформирующегося РНК в ДНК.

Вред и польза вирусов

Многие вирусы - причина опасных болезней человека. Кроме СПИДа и онкогенных , вызывающих рак, к ним относятся вирусы оспы, кори, бешенства, полиомиелита, гриппа, острых респираторных заболеваний: ОРЗ, желтой лихорадки, герпеса (говорят: «на губах высыпала лихорадка») и даже вирусы вызывающие рост бородавок.

Однако далеко не все болезни, вызываемые вирусами, научились успешно предупреждать и лечить. Лечить и иммунодефицит мы еще не научились, и, как правило, это страшное заболевание через несколько лет приводит к смерти. И совсем нерешенная проблема - раковые заболевания. Научиться успешно, бороться с вирусами, вызывающими злокачественные опухоли, предстоит врачам будущего.

Какая польза может быть от вирусов? Ведь это враги всего живого. Польза может быть, если вирус - враг врага, а это значит, что не во всех случаях действие вируса негативно. Если он атакует одноклеточные организмы, к которым, в частности, относятся бактерии, те погибают. Поэтому с помощью таких вирусов, бактериофагов, можно уничтожать бактерии, вызывающие такие опасные заболевания, как дизентерия, холера, чума.

Способность вируса убивать клетку - хозяина можно использовать при борьбе с отдельными клетками многоклеточных организмов, и прежде всего - раковыми. При этом залог успеха является точная «наводка» вируса на клетку, которую предстоит убить, поскольку сам по себе он готов поразить все чувствительные к нему клетки организма. Для этого и вирус, и специальный белок, антитело, способный селективно связываться с участком поверхности клетки - мишени, прикрепляются к наночастице, выступающей в роли своеобразного транспортного средства. Такой «снаряд» атакует только определенные клетки, разрушая их. Разумеется, нужно позаботиться и о том, чтобы вирус мог покинуть организм, не повредив здоровые клетки. В нанотехнологиях вирусы используют также в качестве «темплата» для создания наноструктурированных систем.

Америка впервые одобрила вирусы в качестве пищевой добавки

Необычный метод борьбы с опасными инфекционными заболеваниями, типа листериоза, предложили американские ученые. Вирусы - бактериофаги, безопасные для человека, будут распыляться на мясных продуктах, готовых к употреблению, чтобы убивать смертельные бактерии. Метод одобрен Американским управлением по контролю нал пищевыми продуктами и медикаментами.

Листериозом, в том числе - через зараженную пищу, в США ежегодно заболевают тысячи людей, и примерно 500 из них гибнет. Выход нашла биотехнологическая компания. Она придумала «коктейль» из шести вирусов, смертельных для бактерии Listeria monocytogenes. Вирусы предложено распылять в массовом порядке на мясных продуктах, готовых к употреблению: нарезанной ветчине, хот - догах, сосисках, колбасах, а также различных продуктах из домашней птицы.

Этот специально подготовленный и очищенный коктейль прошел все необходимые испытания - никаких побочных эффектов и никакого видимого изменения в обработанной еде не происходило.

Заключение

В ходе работы над проектом я еще в большей мере убедилась, что необходима острейшая борьба с опасными для жизни человека вирусами. И это тоже весьма трудоемкая работа, так как вирусы могут мутировать, т.е. изменяться по своему составу. Вот поэтому очень трудно найти лекарство, например, против вируса иммунодефицита.

В наше время вирусы изучаются учеными всего мира. Человечество пытается извлекать из них пользу. Мы уже научились избавляться от бактерий вызывающие различные болезни с помощью бактериофагов.

Может быть, в будущем борьба с вирусами не будет такой серьезной проблемой как сейчас.

В природе нет ни одного организма, который бы приносил только вред и уничтожал другие организмы. Ведь для чего-то он был создан природой?

Считаю, что в полной мере раскрыла тему своего реферата и решила все поставленные перед собой задачи, максимально проработав всю литературу по данной теме.

Также я считаю, что эта тема очень актуальна, она действительно нужна при изучении естествознания. Ведь мы получаем новые знания о вирусах, осознаем всю опасность, которую они могут причинить каждому живому организму на нашей планете.

Список литературы

1. Богданова Т. Л. Биология: задания и упражнения. Пособие для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1991.

2. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия: Учебник для хим., биол. и мед. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 2000.

3. Лемеза Н. А., Камлюк Л. В. Биология в вопросах и ответах: Учебное пособие / Худ. обл. М. В. Дранко. - Мн.: ООО «Попурри», 1997.

4. Медников Б. М. Биология: формы и уровни жизни. - М.: Просвещение, 1994г.

5. Полянский Ю. И. Общая биология: Учеб. для 10-11 кл. сред. шк. - М.: Просвещение, 1993.

6. Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности: Учебное пособие для нач. проф. образования. - М.: Образовательно-издательский центр «Академия», 2002.

Вирусы являются возбудителями заболеваний человека, животных и растений.

Выделяют 2 группы вирусных инфекций: 1) очаговые, когда действие вируса проявляется у входных ворот инфекции в связи с его локальной репродукцией. (респираторные и кишечные вирусные инфекции)

2) генерализованные, при которых после ограниченного периода репродукции вируса в первичных очагах происходит генерализация инфекции, и вирус достигает чувствительных тканей, формируя вторичные очаги инфекции. (оспа, корь, полиомиелит)

По продолжительности инфекции различают 1) Острая инфекция длиться относительно непродолжительный период времени и протекает с выделением вирусов в окружающую среду. Может завершаться выздоровлением или гибелью организма. Соответствует продуктивной инфекции на уровне клетки.

2) персистентные инфекции возникают при продолжительном взаимодействии вируса с организмом. Персистентные инфекции могут быть латентными, хроническими или медленными в зависимости от выделения вируса в среду и проявления симптомов заболевания.

Латентная инфекция – скрытая инфекция, не сопровождающаяся выделением вирусов в окружающую среду. Может произойти активация вируса и инфекция перейдет в острую или хроническую формы. (аденовирусы, вирусы герпеса, онкогенные вирусы)

Хроническая инфекция – длительно текущий патологический процесс, характеризующийся периодами ремиссий, перемежающимися с периодами обострения, когда вирус выделяется в окружающую среду. (герпетическая, аденовирусная инфекции)

Медленная инфекция характеризуется длительным инкубационным периодом и медленным, но неуклонным развитием симптомов заболевания, ведущим к тяжелому нарушению функций органов и летальному исходу.

Основными путями передачи вирусной инфекции являются :

Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (энтеровирусы, реовирусы, многие аденовирусы, некоторые парвовирусы)

Трансмиссивный. При укусе кровососущего насекомого (арбовирусы, некоторые представители семейства рабдовирусов)

Через кожу, через повреждения, трещинки (вирус коровьей оспы, папилломы)

Половой (паповирусы, вирусы герпеса)

Вертикальный (от матери к плоду) – вирусы цитомегалии, простого герпеса, Коксаки.

Парентеральный, при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами.

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. 2 группы вирусов, попадающих воздушно-капельным путем: 1) респираторые вирусы, которые репродуцируются в эпителии слизистых оболочек дыхательных путей, вызывают местную инфекцию. 2) вирусы, для которых дыхательные пути являются только воротами инфекции. Вызывают генерализованную инфекцию, часто со вторичным поражением дыхательных путей (кори, свинки, ветряной и натуральной оспы).

Предполагают, что некоторые вирусы находятся в симбиотических отношениях с человеком на протяжении всей эволюции.

О полезных вирусах писала в 1983 году в своей статье "Вирус против вируса" и Марина Ворошилова, вирусолог, многие годы работавшая вместе с академиками М. П. Чумаковым и А. А. Смородинцевым и возглавлявшая лабораторию иммунологии и вакцинопрофилактики Института по изучению полиомиелита АМН СССР:

"Исследуя результаты вакцинации детей против полиомиелита, мы обнаружили, что у некоторых из них вакцинный вирус не приживлялся и антител в крови не образовывалось. Пытаясь разобраться в этом, мы убедились, что причиной этого были собственные энтеровирусы детей - вирусы, заселяющие их кишечник уже в первые дни, а иногда и часы после рождения и несущие вахту, защищая детей от своих болезнетворных сородичей и повышая общую сопротивляемость организма ко многим вредным для него воздействиям... Проведенные в 1947-49 годах исследования с полиовирусами показали, что они с удовольствием "поедают" злокачественные клетки. В 1967-68 годах проводились исследования в онкологических учреждениях Москвы, которые показали, что после введения вакцинного полиовируса через рот он размножается в пищеварительном тракте и опухолевой ткани, не затрагивая здоровых клеток, причем в отдаленные метастатические узлы он переносится лейкоцитами крови.....Можно думать, что полезные свойства будут выявлены и у многих вирусов-сирот (этот термин был применен американскими учеными, поскольку не удавалось установить болезни, которые они вызывают), и, следовательно, они окажутся не только не сиротами, но истинными благодетелями человечества... Установление нами факта существования полезных вирусов имеет и общебиологическое значение. По-видимому, эти вирусы находятся в симбиотических отношениях с человеком на протяжении всей его эволюции. Следует обратить внимание на поддержание оптимальных условий сосуществования человеческого организма с широко известными полезными бактериями и с установленными нами полезными энтеровирусами-сапрофитами, памятуя о том, что нарушение равновесия этой внутренней среды может привести к весьма нежелательным последствиям и, возможно, даже к возникновению и эволюции новых болезнетворных вирусов".

Вирусы могут быть фактором, с помощью которого осуществляется коррекция взаимоотношений организма с меняющимися условиями среды, то есть играют адаптационную роль.

Для многих вирусов установлено, что они могут персистировать, то есть длительно находиться в различной форме в организме, в том числе и интегрировать - включаться в генетический аппарат клетки. Причем в генетический аппарат клетки могут в разных комбинациях, частично или полностью, включаться одновременно геномы разных вирусов.

Таким образом, генетическая информация представляет для организма-хозяина определенный интерес, так как из этого огромного фонда можно отобрать любую недостающую ему в данный момент генетическую информацию. Интегрируя необходимый информационный блок, организм получает возможность функциональной перестройки, соответствующей изменившимся условиям окружающей среды.

Взаимоотношения вируса с организмом контролируются иммунной системой, поэтому вирусное заболевание можно считать болезнью адаптации, в которой определяющее значение имеет не сам вирус, а иммунный механизм "хозяина", или точнее, наследственная или благоприобретенная дефектность его иммунной системы. Иными словами, наличие вируса еще не предопределяет болезни, а вот наличие дефекта иммунной системы - при убиквитарности (т. е. повсеместной распространенности) вирусов - предопределяет.

Проявлением адаптационной роли вируса можно считать и респираторные заболевания. Всем респираторным вирусным заболеваниям свойственна такая черта, как их сезонная приуроченность, четко соответствующая основным изменениям условий среды обитания (осенне-зимний и весенний периоды). Следует особо подчеркнуть, что эти вспышки следуют не календарным датам, а экстремальным моментам меняющихся условий внешней среды, то есть тем моментам, когда возникает наиболее острая необходимость в адаптационной перестройке организма, и в первую очередь дыхательного аппарата.

В этих условиях именно респираторные вирусы могут оказаться фактором, участвующим в адаптационной перестройке организма. Этому нисколько не противоречит тот факт, что в части случаев, иногда не малой, перестройка сопровождается клиническими признаками заболеваний. Ведь и многие процессы, признаваемые вполне нормальными, выглядят как разного рода заболевания - например, адаптация к смене климатических зон.

Вирусы играют эволюционную роль.

Вирусы могут не только изменять генетический аппарат клетки, то есть влиять на эволюцию по вертикали (наследственно), но и осуществлять обмен генетической информацией в пределах вида и между разными группами организмов, определяя передачу генетических признаков и по горизонтали. Подобная генетическая трансформация в условиях меняющейся внешней среды - мощный эволюционный механизм.

Достоверно установлен факт участия вирусов в мутационном процессе бактерий – трансдукция.

Решение вопросов происхождения и эволюции вирусов является важным в понимании зарождения и развития жизни на Земле.

По вопросу о происхождении вирусов высказывались разные предположения. Одни авторы считали, что вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий или других одноклеточных организмов. Гипотеза регрессивной эволюции не может объяснить разнообразия генетического материала у вирусов, неклеточной их организации и отсутствия белок-синтезирующих систем. Поэтому в настоящее время эта гипотеза имеет скорее историческое значение и не разделяется большинством вирусологов.

Согласно второй гипотезе вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни - протобионтов, предшествовавших появлению клеточных форм жизни, с которых и началась биологическая эволюция. Эта гипотеза также не разделяется в настоящее время большинством вирусологов, так как она не объясняет тех же вопросов, разрешить которые оказалась бессильной первая гипотеза.

Третья гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, хотя не ясно, какие из этих элементов дали начало столь большому разнообразию генетического материала у вирусов. Эта гипотеза, которую иронически назвали гипотезой «взбесившихся генов», находит наибольшее число сторонников, однако не в том первоначальном виде, в каком она была высказана, так как и она не объясняет наличие у вирусов форм генетического материала (однонитчатая ДНК, двунитчатая РНК), отсутствующих в клетках, образование капсида, существование двух форм симметрии и т. п.

Вероятно, вирусы действительно являются дериватами, т.е. производными генетических элементов клеток, но они возникали и эволюционировали вместе с возникновением и эволюцией клеточных форм жизни. Природа как бы испробовала на вирусах все возможные формы генетического материала (разные виды РНК и ДНК), прежде чем окончательно остановила свой выбор на канонической его форме - двунитчатой ДНК, общей для всех клеточных форм организмов, начиная от бактерии и кончая человеком. Будучи, с одной стороны, автономными генетическими структурами, с другой стороны, неспособными развиваться вне клеток, вирусы на протяжении миллиардов лет биологической эволюции проделали настолько разнообразные пути развития, что отдельные их группы не имеют преемственной связи между собой. По-видимому, разные группы вирусов возникали в исторически разные времена из разных генетических элементов клеток и поэтому существующие в настоящее время разные группы вирусов имеют полифилетическое происхождение, т. е. не имеют единого общего предка.

Таким образом, вирус - это образец, вершина универсальности, унифицированности, экономности живой природы. В его бесконечно малом пространстве сосредоточена емкая программа к дальнейшему действию, мощная система стимуляторов трансформации, способная переиначить деятельность клетки.

Вирусы - не вредный, чужеродный для живой природы элемент, а необходимая составная часть, без которой, наверное, были бы невозможны существование и эволюция биосферы.

Литература:

Букринская А.Г. Вирусология. – М.: Просвещение, 1986. – 336 с.

Голубев Д., Солоухин В. Размышления и споры о вирусах. – М.: Молодая гвардия, 1989. – 221 с.

Уманский К. Г. «Убиквитарность вирусов и презумпция невиновности (факты, концепция)

Вирусы

Размножаются вирусы не делением, как одноклеточные организмы, а путем синтеза отдельных молекул и последующей сборки из них целых частиц. После проникновения в клетку растения-хозяина вирус разделяется на белок и нуклеиновую кислоту. Нуклеиновая кислота начинает управлять синтезом тех ферментов, которые нужны не клетке, а вирусу. Под воздействием ферментов из имеющегося в клетке материала синтезируются новые молекулы вирусного белка и нуклеиновой кислоты, из них собираются новые вирусные частицы. В процессе сборки (репликации) вирионов могут возникать генетически измененные формы - штаммы вирусов, способные поражать ранее устойчивые сорта. При переходе вирусной нуклеиновой кислоты через плазмо-десмы в соседние клетки в них также может начаться синтез вирусных частиц. По всему растению вирусные нуклеотиды разносятся с током питательных веществ по флоэме.

Концентрация вирусных частиц в клетке достигает нескольких миллионов, после чего размножение прекращается и начинается фаза покоя. Некоторые фитопатогенные вирусы в это время находятся в виде скопления вирусных включений, состоящих из аморфных тел (Х-тела) или различной формы кристаллов (кристаллы Ивановского).

По отношению к факторам внешней среды фитопатогенные вирусы подразделяются на две группы: стойкие и нестойкие. Большинство стойких вирусов относится к группе мозаик. Они сохраняют целостность частиц при нагревании, подкислении, некоторые не гибнут при 10-минутном прогревании до 80...900 и выдерживании в течение нескольких дней в выжатом соке зараженного растения. Другие вирусы инактивируются при 37...50°, поэтому против них применяют прогревание. Нестойкие вирусы быстро инактивируются в выжатом соке растений и разрушаются при различных химических воздействиях. По этой причине их трудно выделить в чистом виде.

Симптомы и типы вирусных болезней растений

Наиболее распространенный тип проявления вирусных болезней растений - мозаичная расцветка листьев в результате разрушения хлорофилла: посветление, чередование светло- и темно-зеленых участков, некротические пятна, штрихи, кольца и др. У некоторых растений появляются мелкие участки отмершей ткани. В ряде случаев нарушается форма растений (деформация) за счет морщинистости и курчавости листьев.

Часто встречается другая группа вирусных болезней - желтуха. Ее возбудитель поселяется во флоэме и более глубоко воздействует на обмен веществ растения. Это приводит к карликовости, чрезмерной кустистости, раковым наростам и др. Из-за нарушения нормальной транспортировки углеводов в листьях накапливается крахмал, они становятся толстыми, хрупкими, с характерным блеском, скручиваются вдоль центральной жилки (скручивание листьев).

Сохранение вирусов

Вирусы не могут размножаться вне живой клетки растения-хозяина или насекомого-переносчика. Многие вирусы неспособны и сохраняться вне живого организма. Это прежде всего циркулятивные вирусы, т.е. нуждающиеся в биологической (персистентной) передаче. Они
перезимовывают в живых частях растений - корнеплодах, клубнях, луковицах и т.д. (вирусы вегетативно размножающихся растений - картофеля, свеклы, лука и т.д.). Передача их из года в год потомству приводит к резкому снижению продуктивности растений и вырождению сорта. Некоторые вирусы: мозаики табака (TMV), зеленой мозаики огурца (CGMMV) и др., т.е. самые стойкие, способны сохраняться с растительными остатками и в почве. Вирус мозаики сои, мозаики фа-

Соли, кольцевые вирусы косточковых (CGMMV) и др. сохраняются и передаются с семенами. Специализация вирусов может быть узкой и широкой. Так, CGMMV поражает только огурец, a CMV - вирус мозаики огурца, кроме тыквенных, заражает растения из других ботанических семейств (гречиху посевную, томат, примулу и др.).
Распространение вирусов

Известно несколько способов передачи фитопатогенных вирусов от растения к растению: прививка, контактное заражение, с помощью переносчиков, через семена и пыльцу.

Прививка. Таким путем распространяются многие вирусы плодовых культур, размножаемых прививкой на подвои. Поэтому очень важно, чтобы маточные деревья, с которых нарезают черенки, и подвои были свободны от вирусов.

Контактное заражение. При контакте листьев больных и здоровых растений передаются только стойкие вирусы, длительное время не инактивирующиеся в выжатом соке (TMV, PVX картофеля и др.). Они могут распространяться также через сельскохозяйственные орудия, одежду работающих и др. Особенно опасны приемы ухода за растениями, связанные с поранением (пасынкование томатов, ломка листьев табака и др.).

Передача переносчиками

Большинство фитопатогенных вирусов распространяется насекомыми с колюще-сосущим ротовым аппаратом, главным образом тлями. Это также цикадки, трипсы, клопы, белокрылки, жуки и клещи. Механизм переноса насекомыми вирусов неодинаков. Мозаичные (не-персистентные) вирусы распространяются стилетным, или неперсистентным, способом. Насекомые, такие как тли, питаясь на больном растении, через 0,5-2 ч становятся вирофорными, т.е. способными передавать вирусную инфекцию. Это свойство теряется в течение нескольких часов. К неперсистентным вирусам относятся Potato virus Y (PVY), вирус мозаики свеклы, мозаики яблони, CMV и др.

Другие вирусы распространяются только персистентным способом. Насекомые становятся вирофорными через несколько часов или несколько дней, сохраняя инфекционность длительное время --100 ч и более, а иногда всю жизнь. Вирус распространяется вместе со слюнным секретом в процессе питания насекомого на здоровом растении. Переносчиками, как правило, являются специализированные виды насекомых, чаще всего цикадки, реже - тли, трипсы, клопы, клещи. Вирусы, нуждающиеся в такой передаче, называются персистентными, или циркулятивными. Болезни, вызываемые ими, относят к группе желтух. Это вирус бронзовости томата, мозаики тыквы, курчавости верхушки свеклы и др.

Влияние условий окружающей среды на развитие вирусных болезней

Неблагоприятные условия (температура, влажность и др.), ослабляя растения, усиливают репродукцию вируса в них, повышают вредоносность заболевания. Так, высокие температуры приводят к развитию большей части вирусных болезней картофеля, желтой карликовости картофеля. Заболевание малины мозаикой, напротив, активизируется при понижении температуры (осенью). Неблагоприятным фактором может быть также несбалансированное внесение удобрений, например, больших доз азотных удобрений.

Методы диагностики

Основными методами диагностики вирусов и вызываемых ими болезней, являются: 1) установление инфекционности заболевания; 2) серологический метод; 3) метод растений-индикаторов; 4) электронная
микроскопия, а также 5) люминесцентный анализ; 6) анатомический; 7) химический метод.

Установление инфекционности заболевания осуществляется путем передачи на здоровые растения вирусов, распространяющихся контактно-механическим способом. Из листьев больных растений приготавливают сок, втирают его в лист здорового растения пальцем, ватным тампоном или шпателем, обернутым тонким споем ваты. Зараженные растения помещают под изоляторы и наблюдают через определенное время за появлением симптомов заболевания.

Прививки - для передачи вирусной инфекции больной привой прививают на здоровый подвой или наоборот.

Насекомые-переносчики. Насекомых, чаще всего персиковую тлю (Myzodes persicae), выдерживают в течение определенного времени на больных растениях, а затем переносят на здоровые. Растения строго изолируют от заражений извне.

Пересадка растений. К этому приему прибегают для подтверждения или опровержения вирусной природы заболевания. Например, при определении причин хлороза растения пересаживают на заведомо благоприятную почву. Если хлороз был вызван плохими почвенными условиями, то через определенное время у растений восстанавливается типичная зеленая окраска. При вирусном хлорозе она не изменяется.

Серологический метод. Вирусы, как и бактерии, грибы, а также белки животных и растений, приводят к накоплению специфических видоизмененных белков-антител в крови теплокровных животных. Они реагируют только на те антигены, к которым получена антивирусная сыворотка. Реакция между антителом и специфическими антителами носит название серологической реакции (от латинского serum-сыворотка).

В практике широко применяют капельный серологический метод, разработанный М. С. Дуниным и Н. Н. Поповой (1937), и его модификации. Метод заключается в следующем. На предметное стекло наносят 2 капли испытуемого сока. В одну из них добавляют 1-2 капли сыворотки, специфичной к определенному вирусу, а в другую - такое же количество контрольной сыворотки, получаемой от неиммунизи-рованных животных. Капли сока и сыворотки перемешивают уголками чистого предметного стекла. Если в соке растения вирус, соответствующий антителам в сыворотке, присутствует, то в капле через 1- 3 мин образуется хлопьевидный осадок - преципитат (положительная реакция). Если в соке вируса нет, капля остается, как и контрольная, равномерно мутной. В научно-исследовательских институтах и лабораториях для выявления сферических вирусов применяют реакцию преципитации в агаровом геле. Более совершенной и высокочувствительной модификацией является иммуноферментный метод, основанный на цветной ферментативной реакции антител, связанных с моле-кулами фермента (пероксидазы или фосфатазы).

Растения-индикаторы. Для инокуляции используют молодые, интенсивно растущие растения в фазе 3-4 листьев, дающие очень четкую реакцию, строго специфичную к определенному виду вируса. Для этого листья растения-индикатора натирают соком больного (исследуемого) растения. Метод несколько громоздкий, но довольно точный. Для экономии места, материала можно брать не целое растение, а отделенные листья, помещаемые в чашки Петри.

Метод электронной микроскопии. Электронный микроскоп позволил определить не только форму и строение, но и размеры вирусных частиц.

Метод включений. В ряде случаев развитие некоторых вирусов в клетке сопровождается образованием в ней специфичных отложений (вирусных включений). Это могут быть скопления (кристаллы, паракристаллы и т.п.) самих вирусных частиц или образования, состоящие из элементарных частиц вируса и аморфного вещества клетки. Каждому виду вируса свойственна своя форма вирусных включений. Например, для вируса табачной мозаики - игловидные и гексагональные кристаллы, образующиеся в клетках для Х-вируса картофеля и вируса мозаики пшеницы - сферические аморфные тела. Внутриклеточные вирусные включения образуются в основном в клетках волосков или эпидермиса листьев, они обнаруживаются с помощью обычного биологического микроскопа.

Химический метод диагностики разработан для выявления зеленой и белой мозаики огурца, вируса скручивания листьев картофеля и др.

Защитные мероприятия от вирусных болезней

Защитные мероприятия против вирусных заболеваний должны строиться с учетом особенностей культуры и свойств вируса, вызывающего заболевание. Комплекс защитных мероприятий включает профилактические и предупредительные меры. Ведущее место принадлежит выведению и районированию устойчивых сортов, обладающих невосприимчивостью (иммунитетом) к определенным вирусным заболеваниям. Перспективным направлением является использование интерференции (несовместимости) родственных видов или штаммов вируса. Растения, искусственно зараженные слабо агрессивным штаммом, становятся невосприимчивыми к более агрессивным штаммам того же вируса. Для получения здорового семенного или посадочного материала проводят противовирусные прочистки семенных участков, при которых удаляют все растения с симптомами вирусных болезней, выявляемых при визуальной и серологической оценке.

Важное значение имеют агротехнические мероприятия, условия выращивания растений: сроки посева, густота стояния, удобрения, уничтожение сорных растений - резерваторов вирусной инфекции, борьба с насекомыми - переносчиками вирусов. Химические способы борьбы применяются ограниченно, так как вирусы находятся внутри живых клеток растений, и вещества, способные подавить (инактивировать) вирус, оказываются токсичными и для самой клетки. Установлено, что против вирусов мозаики табака и бронзовости листьев томатов эффективны некоторые виды антибиотиков (иманин, аренарин и др.).

Инактивирующее действие на вирусы оказывают также соли металлов и органические кислоты.

Вироиды

Вироиды, в отличие от вирусов, не образуют характерных нукле-опротеидных частиц, а состоят из одной низкомолекулярной одноцепочечной РНК, которая способна проникать в растение и размножаться там. Вироиды вызывают такие заболевания, как веретеновцдность («готика») клубней картофеля, экзокортис цитрусовых, карликовость и хлоротичносгь хризантем, бледноплодаость огурца, карликовость хмеля и др. Вироиды отличаются высокой инфекционностыо, они стойки к химическим и термическим воздействиям.

Вироидная инфекция распространяется как с зараженным посадочным материалом, так и механическим путем. Основные методы диагностики: метод растений-индикаторов, визуальной оценки по анато-мо-морфологическим изменениям больных растений, электронной микроскопии, выделение вироидной РНК. Многие вопросы, связанные с репликацией вироидов, их специализацией, взаимоотношениями с клеткой и организмом хозяина, еще недостаточно изучены.

Микоплазмы

Микоплазмы - специфическая группа патогенных организмов, по размерам (80-800 нм) и характеру воздействия на поражаемые растения близких к вирусам. Форма большинства из них овальная или округлая; встречаются также вытянутые, нитевидные, ветвистые и т.д. В отличие от вирусов они обладают полиморфизмом, т.е. один и тот же микоплазменный организм может быть различной формы и размера. Микоплазменные организмы имеют клеточное строение, но вместо настоящей клеточной стенки окружены трехслойной элементарной мембраной, содержат РНК, ДНК и рибосомы, сходные с рибосомами бактерий. Устойчивы к пенициллину, но подавляются антибиотиками группы тетрациклина. Размножение происходит путем почкования или бинарным делением, некоторые способны размножаться на искусственных питательных средах. Распространяются главным образом по проводящим сосудам флоэмы растения. Характерными симптомами этого вредоносного заболевания являются: угнетение роста, деформация вегетативных и генеративных органов и др. Часто отмечается позеленение цветков (столбур пасленовых), превращение отдельных частей цветка в листовидные образования (филлодия клевера, реверсия черной смородины и др.).

Основными переносчиками служат цикадки: Hyalesthes obsoletus, Macrosteles fascifrons и др., которые передают инфекцию по истечении определенного (латентного или инкубационного) периода.

Микоплазменные организмы перезимовывают только в живых органах растений - клубнях, корневищах многолетних сорняков, корнеплодах, луковицах и т.д. С семенами и растительными остатками не передаются.

Многие виды микоплазменных организмов обладают широкой филогенетической специализацией, т.е. способны поражать растения различных семейств. Так, столбур пасленовых поражает томат, картофель, перец, а также сорные растения: вьюнок, молочай, бодяк, цикорий и др. В то же время реверсия смородины опасна только для черной смородины.

Диагностика микоплазменных заболеваний.

1. По внешнему виду (по симптомам проявления).

2. Электронно-микроскопическое исследование.

3. Установление инфекционности патогена (прививкой, посредством насекомых).

4. Биологический метод (выделение возбудителя в чистую культуру, заражение им здорового растения и получение симптомов, идентичных первоначальным, повторное выделение возбудителя из искусственно зараженных растений).

5. Реакция возбудителей на антибиотики группы тетрациклина.

Защитные мероприятия от микоплазменных болезней

1. Уничтожение сорных растений-резерваторов инфекции и борьба с насекомыми-переносчшсами (главным образом цикадками).

2. Использование здорового посадочного материала.

3. Применение антибиотиков группы тетрациклина.