cart-icon Товаров: 0 Сумма: 0 руб.
г. Нижний Тагил
ул. Карла Маркса, 44
8 (902) 500-55-04

Сходство с живыми организмами вирусы: Attention Required! | Cloudflare

Содержание

урок на тему "Вирусы"

Вирусы

(урок в 9 классе).

Тема: Вирусы.

Цель урока: Сформировать знания о вирусах как неклеточной форме жизни, их строении, особенностях жизнедеятельности и размножения.

Оборудование: таблица «Вирусы».

Тип урока: урок изучения новых знаний (урок - лекция).

Ход урока:

  1. Организационный момент.

Объявление темы занятий, цели.

  1. Изучение нового материала.

План лекции:

  • История открытия вирусов.

  • Сходство вирусов с живыми организмами.

  • Отличие вирусов от живых организмов.

  • Специфические черты вирусов.

  • Строение вирусной частицы.

  • Формы вирусов

    .

  • Классификация вирусов.

  • Жизненный цикл вируса.

  • Способы передачи вирусов.

  • Эволюция вирусов.

  1. История открытия вирусов.

1892 год – Дмитрий Иосифович Ивановский изучал болезнь табака (мозаичная болезнь). Он выжал сок из пораженных листьев, пропустил этот сок через пористый фильтр из обожженной глины. Отверстия в фильтре были меньше бактерий , бактерии не проходили, однако этот сок не утратил заразных свойств.

Д.И. Ивановский назвал болезнетворное начало «фильтрующимся вирусом». Через 7 лет микробиолог Мартин Бейеринк ввёл этот термин в научный обиход.

От латинского «вирус» - яд. А вирус табачной мозаики сейчас один из самых изученных (ВТМ).

Вирусы входят в царство Vira.

  1. Сходство вирусов с живыми организмами.

  • Способность к размножению.

  • Наследственность.

  • Изменчивость.

  • Характерна приспособляемость к меняющимся условиям окружающей среды.

  • Экологическая ниша в природе.

  1. Отличие вирусов от живых организмов.

  • Во внешней среде имеют форму кристаллов, не проявляя никаких свойств живого.

  • Не потребляют пищу.

  • Не вырабатывают энергию.

  • Не растут.

  • Нет обмена веществ.

  • Имеют неклеточное строение.

  1. Специфические черты вирусов.

  • Очень маленькие размеры.

  • Простота организации (нуклеиновая кислота + белки).

  • Занимают пограничное положение между неживой и живой материей.

  • Высокая скорость размножения.

  • Носитель наследственной информации или ДНК, или РНК.

  • Отсутствие рибосом.

  1. Строение вирусной частицы.

В клетке хозяина находятся в виде молекул нуклеиновой кислоты. В свободном состоянии – в форме вириона.

Вирион – свободноживущая форма вируса, которая состоит из молекулы нуклеокислоты и окружающей её оболочки (капсида), образованного из большого числа белковых молекул.

Строение ВТМ – стр.38 рис.16.

  1. Формы вирусов.

  • Палочковидные (ВТМ).

  • Пулевидные (вирус бешенства).

  • Сферические (полиомиелит, ВИЧ).

  • Нитевидные (филовирусы).

  • В виде многогранников.

  1. Классификация вирусов.

- Вирусы с оболочкой:

1. ДНК – двунитевые.

2. РНК – однонитевые.

- Вирусы без оболочки:

1. ДНК – содержащие

А) двунитевые.

Б) однонитевые.

2. РНК – содержащие

А) двунитевые.

Б) однонитевые.

8. Жизненный цикл вируса.

  • Внеклеточная или покоящаяся фаза (вирусные частицы или вирионы).

  • Внутриклеточная фаза (размножающаяся).

9.Способы передачи вирусов.

А) в клетках животных мембрана способна к пиноцитозу и фагоцитозу. Поэтому вирусы заглатываются вместе с питательными веществами.

Б) вирус бешенства путешествует по контактам, так как нервные клетки соединены друг с другом путём отростков.

В) вирус гриппа разжижает защитную слизь в дыхательных путях – отсюда насморк.

10.Эволюция вирусов.

Вирусы появились вместе и рядом с клеточной жизнью.

Эволюция вирусов полна загадок и парадоксов, которые могут поставить в тупик даже самого смелого фантаста.

  1. Закрепление изученного материала.

Ответьте на вопросы 1 3 , стр. 29 учебника.

  1. Домашнее задание: § 1.9, подготовиться к контрольной работе по теме «Молекулярный уровень жизни».

на грани живой и неживой природы

Этиотропные препараты против вирусов — т.е. лекарства, убивающие сам вирус — сегодня фактически отсутствуют. Эффективность тех, которые существуют, подвергается сомнению. Зато существуют эффективные способы иммунопрофилактики (вакцинация) и иммунотерапии (введение уже инфицированному человеку готовых антител). Так что человек не беззащитен перед вирусными инфекциями.

КАК ДЕЙСТВУЕТ ВАКЦИНА ОТ ГРИППА:

1.
В организм вводится вакцина, содержащая безопасный вирусный материал — фрагменты умерщвлённых вирионов

2.
B-лимфоциты (клетки человека, ответственные за защиту организма
от болезней) реагируют на вакцину как
на вторжение настоящего вируса и начинают стремительно размножаться

3.
Потомство
B-лимфоцитов развивается в два типа клеток: клетки памяти
и плазматические клетки

3a.
Клетки памяти дремлют
в организме, сохраняя память
о полученном опыте борьбы
с вирусом

3b.
Плазматические клетки производят антитела, которые уже «обучены» прикрепляться
к данному штамму вируса и нейтра-
лизовать его

4.
Если происходит настоящее вторжение данного вируса, клетки памяти его распознают и начинают производство тех же плазменных клеток, которые некогда уже были выработаны при вакцинации. Плазменные клетки производят антитела, которые прикрепляются к вирусам
и нейтрализуют их

Также в лечении гриппа и других вирусных инфекций, объединяе-
мых в группу ОРВИ, большую роль играет симптоматическое лечение, то есть снятие или смягчение симптомов болезни.

Одно из лекарств этой группы – комплексное средство ТераФлю®. Обладает обезболивающим, жаропонижающим и противоаллергическим эффектом.*

*Инструкция по медицинскому применению препарата

П N012063/01 от 31.05.2011

ИМЕЮТСЯ ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ. НЕОБХОДИМО
ПРОКОНСУЛЬТИРОВАТЬСЯ СО СПЕЦИАЛИСТОМ

АО «ГлаксоСмитКляйн Хелскер» РФ, 123317, г. Москва, Пресненская наб., д. 10, +7 (495) 969-21-65

CHRUS/CHTHRFL/0006/16a

На правах рекламы

Характерные особенности вирусов — Студопедия

Сходство с живыми организмами Отличия от живых организмов Специфические черты, характерные только для вирусов
1.способность воспроизводить себе подобные формы (размножаться) 2.обладают наследственностью 3. изменчивость 4. приспосабливаются к изменяющимся условиям среды 1.не проявляют свойства живого 2.не потребляют пищи 3. не вырабатывают энергию 4. не растут 5. нет обмена веществ 6.имеют форму кристаллов, не имеют клеточного строения, т.е. нет цитоплазматической мембраны и цитоплазмы с органоидами 1.очень маленькие размеры 2.простое строение – нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) заключенная в белковую оболочку – капсид 3.занимают пограничное положение между живой и неживой материей 4.высокая скорость размножения 5.наследственная информация находится в ДНК или РНК 6.вирусы – обязательные паразиты, вне клетки хозяина существуют в виде вирусной частицы или вириона

Вирусы – это автономные генетические структуры, которым присущи основные признаки живых организмов: размножение, изменчивость и наследственность. С другой стороны вирусы не имеют важных свойств живого – они не питаются, не растут, нет обмена веществ и не способны к самостоятельному размножению вне клетки хозяина. Отличаются от всех организмов тем, что имеют белковую оболочку – капсид, а внутри саркофага заключена наследственная информация в виде нитей ДНК или РНК.

Классификация вирусов.

Все вирусы условно разделяют на две группы:


1. простые 2. сложные.

Простые состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и покрывающей их белковой оболочки (капсид), например вирус табачной мозаики. Сложные вирусы на поверхности капсида имеют еще внешнюю оболочку – мембрану, содержащую липиды, белки и углеводы, например вирус гриппа и герпеса.

По наличию той или иной нуклеиновой кислоты вирусы называют ДНК-содержащими или РНК-содержащими. ДНК-содержащие – в них присутствует молекула ДНК в виде цепочки или кольца, хранящая наследственную информацию – это вирусы оспы человека, овец, свиней и герпеса. РНК-содержащие – в них находится цепочка РНК хранительница генетической информации. Это вирусы бешенства, энцефалита, краснухи, кори, СПИДА, лейкоза и гриппа. Некоторые вирусы вообще могут не иметь оболочки.

Как же вирусы попадают в клетки и как ведут себя, проникая в клетки других организмов?


Вирусы попадают внутрь клетки вместе с капельками межклеточной жидкости. Каждый вирус способен проникнуть лишь к определенным клеткам, имеющим на своей поверхности специальные рецепторы. Затем начинается проникновение в клетку хозяина. Помогают проникнуть вирусам в клетку механические повреждения клеточной стенки или мембраны, а так же возможен способ пиноцитоза и фагоцитоза. В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система, синтезирующая белки. Вирусы попадая в клетку вносят свою генетическую информацию. Проникая в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из образованных молекул нуклеиновой кислоты и белков. Накопление вирусных частиц приводит к выходу их из клетки путем «взрыва», в результате чего целостность клетки нарушается и она гибнет, а вирусы начинают проникать в другие клетки.

Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне, как набор генов, бездействуют, пока не найдет себе пристанище в живой клетке.

Вирусы поражают все живые организмы – растения, животных и человека и вызывают заболевания.

В настоящее время описано более 1 000 различных видов вирусов. Вирусы как возбудители заболеваний человека, животных и растений известны с глубокой древности.

В 1916 году канадский бактериолог Феликс Д’Эрелем описал вирусы бактерий – бактериофаги. Они стали важнейшим объектом исследования в молекулярной биологии. Бактериофаги или фаги, способны проникать в клетки бактерий и разрушать их. Вирусы бактерий имеют головку, содержащую ДНК и хвостовую часть с хвостовыми нитями. Бактериофаги напоминают по своему строению шприц. Фаг частично растворяет клеточную стенку и мембрану бактерии, вводит полый стержень в клетку и за счет сократительной реакции впрыскивает свою ДНК в ее клетку. Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а оболочка остается снаружи. Молекула ДНК вирусов может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать так долгое время.

Встречаются более 500 видов вирусов у животных, вызывающих такие болезни как ящур, чуму свиней и птиц, инфекционную анемию лошадей, птичий и свиной грипп и другие. Вирус ящура распространяется со скоростью цепной реакции, способен разрушить животноводство в масштабе целой страны. Подобная катастрофа наблюдалась в конце 2000 года в Великобритании, когда вирус ящура поразил крупный рогатый скот в этой стране. В настоящее время от вируса птичьего гриппа погибает огромное количество диких и домашних птиц во многих странах мира.

Известно более 300 видов вирусов, вызывающих болезни у растений, такие как мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость и другие.

Более 500 видов вирусов могут вызывать разнообразные инфекционные заболевания человека, такие как грипп, свинку, полиомиелит, бешенство, корь, СПИД и многие другие. В прошлые века вирусные инфекции носили характер опустошительных эпидемий и пандемий, охватывающих огромные территории. В Москве в XIII веке оспа уничтожила почти 80% населения. Вирусы герпеса поражают кожные покровы человека. Чаще всего он проявляется при простуде на губах. В состоянии покоя вирус герпеса может долго находиться в клетках и ждать своего часа. Заболевания вирусной природы распространены и в настоящее время.

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания. Многие успехи вирусологии достигнуты в борьбе с конкретными болезнями – оспой, клещевым энцефалитом, бешенством, желтой лихорадкой и другими болезнями. Перед человечеством стоит множество вирусологических проблем и для их решения требуется знания разнообразных свойств и «повадок» вирусов.

Вирусные заболевания передаются двумя путями: при непосредственном контакте (контагиозный) и воздушно – капельным путем. В результате непосредственного физического контакта с больными людьми или животными передаются немногие болезни. К таким вирусным болезням относят, например трахому – болезнь глаз, очень распространенную в тропических странах, обычные бородавки и обыкновенный герпес.

Капельная инфекция – самый обычный способ распространение респираторных заболеваний. При кашле или чихании в воздух выбрасываются миллионы маленьких капелек слюны и слизи. Эти капли вместе с находящимися в них живыми микроорганизмами могут вдохнуть другие люди и заболеть. Гигиенические требования для защиты от капельной инфекции – пользование носовым платком и повязкой, а так же соблюдение санитарной чистоты.

Некоторые микроорганизмы, такие как вирус оспы, очень устойчивы к высыханию и сохраняются в пыли, содержащей высохшие остатки капель.

Некоторые опасные вирусы получили свое распространение в последние годы, такие как СПИД, грипп и разные его разновидности.

СПИД

В 1981 году появилось новое, ранее не известное науке заболевание, получившее название - синдром приобретенного иммунодефицита человека - сокращенно СПИД. Возбудитель СПИДа является вирус иммунодефицита человека – ВИЧ. Он имеет сферическую форму, диаметром от 100 – 150 нм. Наружная оболочка вируса состоит из мембраны, образованной из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные образования, напоминающие по внешнему виду грибы. Под наружной оболочкой располагается капсид вируса, образованный особыми белками, внутри которого находятся две молекулы вирусной РНК. Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент, синтезирующий ДНК с молекулы вирусной РНК.

В первую очередь ВИЧ поражает Т – лимфоциты крови (хелперы), на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с белками ВИЧ. Т-лимфоциты крови обеспечивают человеку клеточный и гуморальный иммунитет. ВИЧ проникает в клетки центральной нервной системы, кишечника, клетки нейроны. В результате организм человека утрачивает свои защитные свойства и оказывается не в состоянии противостоять возбудителям разных инфекций. Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7 – 10 лет.

Источником заражения СПИДом является человек – носитель вируса иммунодефицита. Это может быть больной с различными проявлениями болезни или бессимптомный вирусоноситель. СПИД передается только от человека к человеку такими способами: 1. половым путем 2. через кровь и ткани, содержащие вирус 3. от матери к плоду. ВИЧ может попасть в организм при сексуальном контакте с больным человеком, при введении внутривенно наркотиков, при переливании крови от зараженного донора. Известны случаи заражения детей во время родов и через молоко больной матери.

Несмотря на то, что вирус СПИДа обнаруживается в секретах человеческого тела (в слюне, слезе, молоке), однако нет доказательств передачи его при бытовом контакте.

В последние годы наблюдается рост количества ВИЧ – инфицированных людей в России. Преобладающее их число составляет молодежь. Проблема борьбы со СПИДом остается одной из главных для общества, для здравоохранения.

Вирусы какие они? | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

Работу выполнила: ученица 10 класса «А» ГБОУ СОШ №629 Гридина Дарья Руководитель: учитель биологии Агапова Ульяна Вячеславовна Вирусы

Слайд 2

Что такое вирусы? Вирус (от лат. virus — яд) — микроскопическая частица, способная инфицировать клетки живых организмов. Вирусы являются облигатными паразитами — они не способны размножаться вне клетки. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий.

Слайд 3

Свойства вирусов Вирусы - мельчайшие живые организмы; Вирусы не имеют клеточного строения; Вирусы способны жить и воспроизводиться, паразитируя внутри других клеток; Большинство вирусов вызывают болезни; Вирусы устроены очень просто; Вирусы находятся на границе живого и неживого; Каждый тип вируса распознает и инфицирует лишь определенные типы клеток.

Слайд 4

Классификация вирусов

Слайд 6

Строение вируса Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих вокруг неё оболочку — капсид . Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую; иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы. Их наружная оболочка — это фрагмент ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

Слайд 7

Характерные особенности вирусов Сходство с живыми организмами Отличия от живых организмов Специфические черты, характерные только для вирусов 1. способность воспроизводить себе подобные формы (размножаться) 2. обладают наследственностью 3. изменчивость 4. приспосабливаются к изменяющимся условиям среды 1 . не проявляют свойства живого 2. не потребляют пищи 3. не вырабатывают энергию 4. не растут 5. нет обмена веществ 6. имеют форму кристаллов, не имеют клеточного строения, т.е. нет цитоплазматической мембраны и цитоплазмы с органоидами 1. очень маленькие размеры 2. простое строение нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) заключенная в белковую оболочку – капсид 3. занимают пограничное положение между живой и неживой материей 4. высокая скорость размножения 5. Наследственная информация находится в ДНК или РНК 6. вирусы – обязательные паразиты, вне клеткихозяина существуют в виде вирусной частицы или вириона

Слайд 8

История открытия вирусов Впервые существование вируса (как нового типа возбудителя болезней) доказал в 1892 году русский учёный Д. И. Ивановский и др. После многолетних исследований заболеваний табачных растений. При изучении заболеваний крупного рогатого скота, а именно — ящура, был выделен аналогичный фильтрующийся микроорганизм. А в 1898 году, при воспроизведении опытов Д. Ивановского голландским ботаником М. Бейеринком , он назвал такие микроорганизмы «фильтрующимися вирусами». В сокращённом виде, это название и стало обозначать данную группу микроорганизмов. В 1901 году было обнаружено первое вирусное заболевание человека — жёлтая лихорадка. Это открытие было сделано американским военным хирургом У. Ридом и его коллегами. В 1911 году Фрэнсис Раус доказал вирусную природу рака — саркомы Рауса . В 2002 году в Нью-Йоркском университете был создан первый синтетический вирус (вирус полиомиелита).

Слайд 9

Многообразие строения вирусов Герпес Грипп Табачная мозаика Бактериофаг Полиомиелит Аденовирус

Слайд 10

Заражение и размножение вируса Проникая в клетку, вирус нарушает её генетический аппарат таким образом, что клетка начинает производить вирусную нуклеиновую кислоту и вирусные белки.

Слайд 11

Вирусные заболевания человека Натуральная оспа - острое вирусное заболевание, которое в типичных случаях характеризуется общей интоксикацией, лихорадкой, своеобразными высыпаниями на коже и слизистых оболочках, последовательно проходящими стадии пятна, пузырька, пустулы, корочки и рубца. Признаки : жар головная боль общая слабость появление оспин Оспа Способы передачи : воздушно-капельный или пылевой путь.

Слайд 12

Вирус гриппа Признаки: Лихорадка; Боль в горле; Кашель; Конъюнктивит; Ринит; Слезотечение; Тяжелая дыхательная недостаточность . Способы передачи: воздушно-капельный путь.

Слайд 13

ВИЧ и СПИД СПИД (ВИЧ) - синдром приобретенного иммунодефицита. Состояние глубочайшего иммунодефицита, развивающееся в результате действия на иммунную систему вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). ВИЧ поражает именно те клетки человеческого организма, которые призваны бороться с инфекцией — клетки иммунной системы.

Слайд 14

Многие путают два совершенно различных понятия - ВИЧ- инфицированный и больной СПИДом. Разница заключается в том, что человек, инфицированный вирусом иммунодефицита, может в течение многих лет оставаться работоспособным, относительно здоровым человеком. Такой человек не представляет никакой опасности для окружающих. Вирус иммунодефицита человека Смертельно опасный вирус СПИДа Трехмерное изображение вируса СПИДа

Слайд 16

http://images.yandex.ru/yandsearch?text http://medstream.ru/ http://ru.wikipedia.org/ http://dic.academic.ru/ http://www.tiensmed.ru/ Использованные источники информации

Вирусы на самом деле не дают человечеству вымереть

Чем глубже мы погружаемся в пандемию и карантин, тем сильнее хочется осмыслить пришествие коронавируса, так сказать, глобально. Зачем нам природа его подбросила? Откуда берутся вирусы, и почему они время от времени «срываются с цепи» и принимаются все вокруг себя крушить? Что такое вообще вирусы, наказание свыше или полезная для мироздания штука? Поговорили об этом с одним из лучших в России специалистов по эволюции биосферы, профессором биофака МГУ Андреем Журавлёвым.

- Зачем природе вирусы?

- В природе нет ничего лишнего. Биосфера (её-то мы и называем «природой») более четырех миллиардов лет развивается как единое целое. Вирусы - важная часть механизма, управляющего этим развитием. Только один пример: наш, человеческий геном на 9% состоит из компонентов, которые достались нам от вирусов. При этом вклад в человеческий геном того, что произвели и сами Homo sapiens, и предки человека разумного, включая обезьян, всех млекопитающих и даже таких отдаленных «прабабушек» человека, как зверозубые ящеры – лишь 1,5%.

Вы спросите, а что же на 90% сформировало наш геном? Совсем древние пласты жизни, разного рода бактерии и простейшие, населявшие Землю миллиарды лет назад.

Но вернемся к вирусам: получается, наш наследственный механизм на одну десятую сформирован именно ими! Причем это очень важная «одна десятая». Исследователи предполагают, что вирусы дали нам плаценту, без которой невозможно развитие плода человека. А другие, ретровирусы, которые встроились в геном млекопитающих, и в том числе человека, примерно 90 миллионов лет назад, подарили нам некоторые важные функции и свойства мозга. Кстати, российские специалисты с XIX века и до нашего времени играют важную роль в исследовании вирусов, и тех, которых мы «одомашнили» и встроили в наш геном, и тех, что лютуют и приносят болезни.

- Когда появились вирусы?

- Однозначного ответа на этот вопрос нет и, наверное, никогда не будет. Древнейшие вирусы нам увидеть не суждено – ведь они не сохранились в виде ископаемых. Однако вирусы всегда нуждаются в «хозяине», без которого они воспроизводиться не могут. Поэтому, надо полагать, они начали эволюционировать параллельно с самыми первыми белковыми структурами, освоившими самовоспроизводство. И, вероятно, ускорили этот процесс. Случилось это очень давно, миллиарды лет назад, когда жизнь была представлена комочками слизи в мелких теплых лужах или на дне океана.

- Если я правильно понял, вирусы научили все живое размножаться, или, во всяком случае, научили делать это хорошо?

- Помогли научиться размножатся быстрее и сохранять при этом некоторые новообретённые функции.

- Вирусы могли залететь из космоса?

- Подобные идеи до сих пор обсуждаются в научных журналах. Но, как правило, не биологами. Даже если придумать носитель, на котором вирусы доберутся до нашей планеты, комету или какой-нибудь астероид (кстати, откуда, и как они появились там?), то по прилету на Землю их ждет тоже самое, что человека на Марсе, если он решит высадиться без скафандра. Только незадачливый астронавт просто помрёт, а вирусов-путешественников съедят: белок как-никак! Питательный и совершенно безвредный. Почему безвредный? Потому что они не могли где-то там, во Вселенной, приспособится к сосуществованию с земными организмами. Это в фантастических фильмах инопланетный вирус только прилетел, и уже начал вредить. Так это не работает. Чтобы «вредить», то есть поселиться в земном организме и начать им питаться, вирусу надо «знать», как этот организм устроен. А откуда ему «знать», если он сформировался в совершенно другой биосфере?

- Но он же может приспособиться, освоиться?

- Повторю, пока приспособится, его съедят.

- А было такое, что вирусы выкашивали стада динозавров, мамонтов?

- Скорее всего да. Но доказать, что ты нашел следы «доисторической» пандемии, очень сложно. Для этого необходима исключительно большая выборка окаменелостей от особей одного вида, причём живших единовременно. Зато можно выявить отдельные вирусные заболевания. И выявляем! Например, у динозавров отмечаются уплотнения костной ткани, напоминающие остеопетроз – заболевание, вызываемое ретровирусами. Конкретные ретровирусы, но уже встроенные в собственный геном, нашли у шерстистого мамонта. Некоторые вирусы-бактериофаги, обитающие в нашем кишечнике, обнаружены в человеческом помете полутора тысячелетней давности. А изучение человеческих тканей из захоронений начала прошлого столетия позволило реконструировать древний штамм печально известной «испанки».

В Средние века, да и сейчас многие думают, что вирусы посланы нам «за грехи» Фото: REUTERS

В Средние века, да и сейчас многие думают, что вирусы посланы нам «за грехи»Фото: REUTERS

- Биосфера – хрупкая оболочка, и на Земле периодически случаются вымирания. А бывают ли вымирания вирусов?

- Биосфера – совсем не хрупкая. А вот человеческая цивилизация – очень даже. Что касается вымирания вирусов, то такое несомненно случалась: есть вирусы, накрепко связанные всего с одним видом существ. Вымирает такой вид, исчезает и вирус. Это катастрофа для биосферы? Вряд ли.

- Можно ли сказать, что природа с помощью вирусов пытается регулировать численность человечества?

- Поскольку мы, люди, эволюционируем как единое целое вместе с огромным числом бактерий, простейших, вирусов и других существ (всего одна из каждых десяти наших клеток – собственно человеческая, и это не считая неклеточных вирусов), вся эта живая армада в обиду нас просто так не даст. Так что вирусы, скорее, наоборот, не позволяют человечеству быстро исчезнуть. К чему он так стремится, убивая окружающую среду.

Поделиться видео </>

Почему сейчас важно сидеть дома.Почему во время коронавируса важно сидеть дома? Вот что говорят об этом врачи

- Есть ли у вируса естественные враги?

- Естественные враги патогенных вирусов – это иммунная система любого живого существа, причем с многочисленными степенями защиты. Но для её совершенствования всегда нужны новые вызовы, то есть новые вирусы: «испанка», ВИЧ, нынешний коронавирус. В начале прошлого столетия «испанка» выкосила от 40 до 100 миллионов человек. Точно никто не знает. Но даже, если взять минимальную цифру, это всё равно намного больше, чем бушевавшая в те же годы Первая мировая война. А что теперь, где эта «испанка»? Она превратилась в почти безобидные для нас штаммы «свиного» гриппа. Это результат эволюции нашей иммунной системы всего за каких-то сто лет.

- Почему вирусы живут себе в пределах одного вида, а потом вдруг перекидываются на другой?

- Вирусы – очень разные существа. Одни привязаны к одному виду, другие путешествуют между видами и даже между классами и типами. При этом они могут переносить целые гены от совершенно неродственных существ друг другу, корректируя их эволюцию. Предполагается, например, что африканские филовирусы Эбола и Марбург обрели свою смертоносность, развиваясь каждый в очень разных «естественных резервуарах»: и в млекопитающих, и в членистоногих (и, ещё раз подчеркну, именно в природе). Скажем, благодаря вирусному переносу один морской слизень обзавелся генами водорослей и теперь, весь из себя такой зелёный, живёт за счёт фотосинтеза.

- То есть вирусы и ускоряют эволюцию, и делают ее качественней? А раз так, может, и человек произошел от обезьяны из-за вируса?

- Даже этот вариант эволюции, нравится он нам или нет, нельзя исключить.

- В Средние века, да и сейчас многие думают, что вирусы посланы нам «за грехи». Может, правда, если считать грехом то, что мы творим с природой?

- Грешен может быть только человек, ведь у животных нет «морали». А от вирусных заболеваний страдают и сахарная свёкла, и тасманийский дьявол. Можно, конечно, сказать, что свёкла несет наказание за кариес, которым она опосредованно награждает сладкоежек, а тасманийский дьявол – потому, что он дьявол! Но безобидные мишки-коалы, которые от вирусной формы лейкемии почти вымерли, их-то за что? Нет, так это не работает.

- Может ли человек создать вирус, например, нынешний коронавирус?

- Вирусы - даже не простейшие, они «простее» простейших, и тем не менее, даже такое элементарное существо синтезировать целиком и полностью нам пока не под силу. Можно, конечно, поменять что-то в его геноме, и создать более опасный штамм. Но высока вероятность, что он своих создателей первыми и убьёт. Да и для военных лучшее оружие – то, что самое дешевое, а дешевле человека с автоматом пока ничего не придумали. Вот тебе две гранаты и останови те три танка – и зачем городить огород?

Вирусы - даже не простейшие, они «простее» простейших, и тем не менее, даже такое элементарное существо синтезировать целиком и полностью нам пока не под сил Фото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН

Вирусы - даже не простейшие, они «простее» простейших, и тем не менее, даже такое элементарное существо синтезировать целиком и полностью нам пока не под силФото: Владимир ВЕЛЕНГУРИН

- Как изменится общество, когда эпидемия пройдет?

- Люди у нас, в отличие от чиновников и многих медийных персон, вполне адекватные и послушно делают ровно то, что им говорят. Сказали им: у нас «выходная неделя» и «каникулы», они и повели себя соответственно. То есть принялись отдыхать, как привыкли. А объяви вовремя карантин, люди бы послушались и сели бы на этот самый карантин. Зато какую чушь о пандемии несли (и сейчас не прекратили) телеканалы, живущие за счёт господдержки! Когда COVID-19 распространялся ещё только в Китае, один такой эксперт заявил, что вирус взялся от перепончатокрылых. А другой сказал, что коронавирус – это биологическое оружие, которое американцы применили против китайцев. Даже в середине марта иные депутаты Госдумы уверяли, что нам-то, россиянам, бояться нечего, так давайте все чемпионаты мира и Европы срочно в Россию переносить. Все это, между прочим, те самые фейковые сообщения, против которых выпустили известный закон – но привлекают по нему почему-то исключительно беззащитных блогеров.

Так что, коли уж мы заговорили, что в мире надо поменять, улучшить, о чем пандемия заставила нас задуматься, то, увы, как и в XIX веке, в XXI-м надо взяться за элементарное просвещение. Объяснять, как устроена биосфера, как она эволюционирует, какую важную роль вирусы в этой эволюции играют. А от просвещения, глядишь, и власть имущие вместе с медийными персонами поумнеют. Но это я что-то размечтался.

Считать ли вирусы живыми? | Наука и жизнь

Судя по их белкам, вирусы возникли почти одновременно с древнейшими клетками и с тех пор развивались как самостоятельная группа.

Обычно, когда рассуждают о происхождении и развитии жизни на Земле, вирусы предпочитают держать в стороне: уж слишком их неклеточная организация расходится с представлением, что всякая жизнь – это, прежде всего, клетка. Существует вполне уважаемая гипотеза, согласно которой вирусы – всего лишь взбесившиеся молекулярные комплексы, которые по ходу развития жизни периодически формируются из обломков клеточных геномов. Однако есть и другая точка зрения, которая даёт вирусам звание четвёртого домена жизни, наряду с бактериями, археями и эукариотами.

Вирус оспы под электронным микроскопом. (Фото Dr. Fred Murphy / Visuals Unlimited / Corbis.)

Потрет одного из крупнейших современных вирусов – мимивируса (фото vanou / Flickr.com).

Специфический вирусный структурный мотив белковых молекул, который можно найти в нескольких вирусных белках: например, в РНКазе H у ВИЧ, дезоксинуклеотидкиназе бактериофага Т4 и ДНК-полимеразе бактериофага Т7. (Иллюстрация: Arshan Nasir / University of Il

Активными сторонниками «живых» вирусов выступают Густаво Каэтано-Анольес (Gustavo Caetano-Anollés) и его коллеги из Университета Иллинойса. Выводы учёных основываются на эволюционной картине родства разных групп жизни относительно друг друга. Обычно развитие и происхождение того или иного вида оценивается по его ДНК: гены разных видов, отрядов, семейств и т. д. сравниваются друг с другом, и в итоге становится примерно ясно, кому сколько лет и кто чей родственник. Самые-самые древние гены есть обычно у всех организмов, от бактерий до человека, и чем моложе вид, тем больше у него попадается генетических «инноваций».

Однако на сей раз исследователи решили искать не в ДНК, а в белках, в пространственном строении белковых молекул. Давно известно, что каждый вид белков обладает уникальной 3D-структурой, которая в конечном счёте определяет его свойства и функции. Но трёхмерный портрет молекулы слагается из разных «кирпичей», или, лучше сказать, строительных блоков – структурных мотивов. Полипептидная цепь одним своим фрагментом может быть свёрнута так, другой фрагмент уложен как-то иначе и т. д., и такие структурные мотивы повторяются у разных белков. Однако в сумме они дают уникальную архитектуру, которая может быть похожа на другие, но всё-таки является индивидуальным портретом конкретного белка.

По словам авторов работы, такие структурные мотивы могут быть настоящими живыми ископаемыми, которые без изменений существуют миллионы и миллиарды лет, путешествуя от белка к белку. И в случае с вирусами они могут быть намного более надёжными свидетелями эволюции, нежели ДНК или РНК. Вирусные геномы мутируют чрезвычайно быстро, и в них очень трудно вычленить среди моря мутаций такие, которые бы указывали именно на эволюционное сходство или разницу между вирусными группами. Нуклеиновые кислоты допускают большую степень изменчивости, однако на уровне белковой молекулы эти изменения в ДНК нивелируются, чтобы самое важное – пространственная укладка белковой молекулы – осталось неизменным.

Исследователи проанализировали все известные структурные мотивы беловых молекул на примере более чем 5 000 видов организмов, среди которых было 3 460 вирусов. В результате удалось найти 442 белковые укладки, общие для вирусов и для клеточных форм; ещё 66 мотивов оказались уникально-вирусными. В статье в Science Advances авторы строят новое древо жизни, но уже с вирусами, которые, как они полагают, произошли от древнейших клеток. Видимо, вирусные клеточные предки обладали сегментированным РНК-геномом (то есть состоящим из нескольких фрагментов РНК), кусочки которого вирусы могли вынести наружу, обернув для защиты белками.

Двумя годами ранее Каэтано-Анольес с сотрудниками опубликовали в BMC Evolutionary Biology другую статью на ту же тему, с акцентом на гигантские вирусы, вроде мимивируса, чей геном превосходит по объёму информации некоторые геномы  клеточных организмов. Любопытно, что у мимивируса зачем-то есть гены, необходимые для синтеза белка (как известно, у вирусов нет своего белок-синтезирующего молекулярного аппарата, они пользуются мощностями заражённой клетки). В той работе была высказана гипотеза, что в далёком прошлом все вирусы были гигантскими и обладали гораздо более обширными геномами, чем мы видим у большинства из них сейчас. То есть неклеточность, которая так смущает биологов, вполне могла быть обычным движением от сложного к простому, как это можно видеть на примере эволюции паразитов. Что же до отсутствия у современных вирусов способности самостоятельно удваивать свой генетический материал и вообще размножаться, то здесь можно вспомнить про некоторые грибы и бактерии, которые не могут жить вне хозяйской клетки – вирусы похожи на них, хотя у бактерий и грибов есть собственные инструменты для манипуляций с ДНК, РНК и т. д.  

В общем, если судить по вирусным белкам, то окажется, что вирусы не только встроены в общий путь развития жизни, но и появились на свет где-то у его истоков. И, что самое главное, обладали собственной эволюцией, развиваясь, как единая группа. Необходимо подчеркнуть, что речь идёт не том, являются ли вирусы живыми – то есть соответствуют ли они некоему предначертанному идеалу живого.

Исследователи лишь выясняют, можно ли называть их так, то есть в каких связях с уже имеющейся жизнью они находятся, развивались ли в её русле или представляют какой-то странный вид существования материи. Пока что известно менее 4 900 вирусов, хотя по некоторым оценкам их насчитывается более миллиона видов (при всей сомнительности термина «вид» в применении к вирусам), так что дальнейшие открытия здесь могут добавить гипотез относительно того, что такое вирусы и как они появились на Земле.  

А. Основные отличия вирусов от других живых организмов — Студопедия

1. Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа - ДНК или РНК. Все другие организма содержат нуклеиновые кислоты обоих типов.

2. Воспроизведение вирусов осуществляется из одной их нуклеиновой кислоты, в то время как прочие организмы репродуцируются из совокупности своих составных частей.

3. Вирусы не способны к росту и бинарному делению.

4. У вирусов отсутствуют собственные знергообразующие системы.

5. У вирусов нет собственных белоксинтезирующих систем.

Отсутствие у вирусов собственных энергообразующих и белоксинтезирующих систем характеризует их как абсолютных внутриклеточных паразитов.

Б. Критерии современной классификации вирусов.

1. Нуклеиновая кислота: тип, число нитей, процентное содержа­ние, молекулярная масса, содержание гуанина и цитозина.

2. Морфология: тип симметрии или псевдосимметрия, число капсомеров для вирусов с кубической симметрией, наличие внешней липопротеидной оболочки, форма, размеры вирионов.

3. Биофизические свойства: константа седиментации, плавучая плотность.

4. Белки: количество структурных белков и их локализация, аминокислотный состав.

5. Липиды.

6. Размножение в тканевых культурах: особенности репликации.

7. Круг поражаемых хозяев: особенности патогенеза инфекционного процесса; онкогенные свойства.

8. Устойчивость к физическим и химическим факторам (гамма-лучи, термоинактивация при 37° С и 56° С , действие жирорастворителей и отдельных катионов).


9. Антигенные свойства.

В. Для культивирования и выделения вирусов используют следующие методы:

а) заражение лабораторных животных;

б) заражение куриных эмбрионов;

в) заражение культур тканей (клеток).

Характеристика культур тканей.

I. Однослойные культуры клеток

1. Первично-трипсинизированная культура ткани – взвесь клеток, полученная путём обработки тканей протеолитическими ферментами (трипсин, папаин и др.). Трипсинизацией достигается разделение кле­ток за счет переваривания межклеточного вещества. Такие клетки, помещенные в питательную среду, растут в виде монослоя и дают однослойную культуру ткани. Первично-трипсинизированная культура ткани
выдерживает несколько пересевов, а затем погибает.

2. Перевиваемые клетки - культура клеток, сохраняющая способность к размножению вне организма неопределенно длительное время.

II. Суспензии клеток.

Г. Типы вирусных геномов

сходств между вирусом и бактериями

Что означает вирус? Определение и характеристики

Вирус - это микроскопический патоген, который заражает клетки живых организмов.

Термин вирус обычно относится к тем патогенам, которые заражают эукариотические организмы, а термин бактериофаг или фаг - к тем, кто заражает прокариотические организмы.

Вирусы имеют микроскопический размер (15 - 350 нм) и видны только с помощью электронного микроскопа.Они могут иметь разные формы:

сферическая

стержневая

и многогранная призма и др.

Вирусы могут размножаться только путем подчинения и контроля живых клеток, поскольку они не имеют своего собственного клеточного самовоспроизводящегося аппарата. Вне живой клетки вирусы существуют как независимые вирусные частицы, называемые вирионами. Каждый вирион состоит из генетического материала и капсида - белковой оболочки, окружающей и защищающей генетический материал. В некоторых вирионах капсид окружает липидная оболочка.

Генетическим материалом вирусов является небольшое количество нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). В зависимости от нуклеиновой кислоты вирусы обычно группируются в РНК и ДНК-вирусы. Нуклеиновая кислота может быть одноцепочечной или двухцепочечной.

Капсид состоит из нескольких копий одного или нескольких разных белков. Каждый белок кодируется одним геном, и вирусы могут хранить всю информацию для капсида в ограниченном количестве генов.

Вирусы не могут размножаться в искусственных пищевых средах, но только в живых клетках.Это жесткие внутриклеточные паразиты, которые используют в синтезе системы синтеза и энергию клетки. Вирусная нуклеиновая кислота несет информацию для программирования клетки-хозяина для синтеза вирус-специфических макромолекул.

Вирусы используются в генной инженерии в качестве векторов для введения определенных генов в исследуемые клетки.

Similarities Between a Virus and Bacteria

Что означают бактерии? Определение и характеристики

Бактерии - это прокариотические одноклеточные организмы.Их размер микроскопический. Они имеют клеточную стенку, часто завернутую в слизистую оболочку, которая защищает клетку от неблагоприятных внешних условий. Под клеточной стенкой бактерии имеют клеточную мембрану, цитоплазму и ядерный материал, который не ограничен ядерной мембраной. У них может быть один или несколько кнутов, которыми они двигаются. В зависимости от структуры клеточной стенки, организации ее ядерного материала и некоторых других характеристик бактерии делятся на эубактерии и архебактерии.В последнее время ряд исследователей считают, что архебактерии должны быть разделены на отдельные королевства.

Бактерии размножаются делением, редко почкованием. Они бывают разных форм - округлые (кокки), палочковидные (бациллы, клостридий, спирохеты, псевдомонады), спиральные (спирохеты) и нитевидные. Их диаметр обычно составляет 0,1 - 10 мкм, длина - 1 - 20 мкм.

Бактерии могут быть гетеротрофами или автотрофами, аэробами или анаэробами. Это космополиты, встречающиеся в почве, воздухе, воде, растениях, животных и людях.Они участвуют в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении полезных минералов, в формировании структуры и плодородия почвы. Они используются в пищевой, микробиологической, химической и других отраслях промышленности.

Патогенные бактерии вызывают заболевания растений (бактериальные заболевания), животных и человека (сибирская язва, туберкулез, бруцеллез и т. Д.).

Сходства между вирусом и бактериями

Сходство в размерах вирусов и бактерий

Вирусы и бактерии имеют микроскопические размеры, и для их наблюдения необходимо специальное оборудование.

Сходства в ядре вируса и бактерии

Они оба содержат нуклеиновую кислоту, но не имеют ядра.

Сходства в «ферментах» вирусов и бактерий

Они оба содержат ферменты.

Сходства в «болезни» вируса и бактерий

Вирусы и некоторые бактерии вызывают заболевания.

Сходства в «профилактике» вирусов и бактерий

Можно создать иммунитет против некоторых вирусов и бактерий, и есть вакцины от болезней, вызванных ими обоими.

Некоторые представители вирусов и бактерий могут быть полезны - например, вирусы используются в генной инженерии, бактерии - в пищевой промышленности.

Основные моменты в сходствах вирусов и бактерий:

  • Вирус - это микроскопический патоген, который заражает клетки живых организмов. Вирусы могут размножаться только путем подчинения и контроля других клеток, поскольку сами они не имеют своего собственного клеточного самовоспроизводящегося аппарата.
  • Бактерии - это прокариотические одноклеточные организмы с микроскопическими размерами.Они размножаются через деление клеток и редко - путем почкования.
  • Вирусы и бактерии содержат нуклеиновую кислоту, но не имеют дискретного ядра. Они оба содержат ферменты.
  • Вирусы и некоторые бактерии вызывают заболевания. Можно создать иммунитет против некоторых вирусов и бактерий, и есть вакцины от болезней, вызванных ими обоими.
  • Некоторые представители вирусов и бактерий могут быть полезны - например, вирусы используются в генной инженерии, бактерии - в пищевой промышленности.
Автор: Доктор Мариам Божилова

Доктор Мариам Божилова имеет степень магистра по экологии и докторскую степень по ботанике. Ее основные профессиональные интересы - в области экологии, биологии и химии. Имеет более 10 лет профессионального опыта в области научных исследований и консалтинга в сфере охраны окружающей среды.

,

Живы ли вирусы? | Общество микробиологии

Что значит быть «живым»? На базовом уровне вирусы - это белки и генетический материал, которые выживают и размножаются в своей среде, в другой форме жизни. В отсутствие хозяина вирусы не могут реплицироваться, и многие не могут долго выживать во внеклеточной среде. Следовательно, если они не могут выжить независимо, могут ли они быть определены как «живые»?

Принимая противоположные взгляды, два микробиолога обсуждают, как вирусы соответствуют концепции «живого» и как их следует определять.

Нет, вирусы не живы
NIGEL BROWN

Во многих отношениях, являются ли вирусы живыми или неживыми существами, это спорный философский вопрос. Кроме людей может быть немного организмов, которые вызвали такое разрушение человеческой, животной и растительной жизни. Вирусы оспы, полиомиелита, чумы крупного рогатого скота и ящура хорошо известны своим губительным воздействием на людей и животных. Менее известным является огромное количество вирусов растений, которые могут привести к полному выходу из строя основных культур.

В учении о простых вирусах я использую легкомысленное определение вируса как «нуклеиновой кислоты в подарочной упаковке», будь то ДНК или РНК и является ли она двухцепочечной или одноцепочечной. Подарочная упаковка практически всегда представляет собой кодируемый вирусом белковый капсид и может также включать или не включать липидную оболочку хозяина. Вирусная нуклеиновая кислота реплицируется, и вирусные белки синтезируются с использованием процессов клетки-хозяина. Во многих случаях вирус также кодирует некоторые ферменты, необходимые для его репликации, хорошо известным примером является обратная транскриптаза в РНК-вирусах.

За последние 15 лет гигантские вирусы, обнаруженные у амеб, усложнили нашу картину вирусов как простых неживых структур. Мимивирусы и мегавирусы могут содержать больше генов, чем простая бактерия, и могут кодировать гены для хранения и обработки информации. Гены, общие для доменов Archaea, Bacteria и Eukarya, могут быть найдены в различных гигантских вирусах, и некоторые исследователи утверждают на этой основе, что они составляют четвертый домен жизни.

Однако критическим моментом является то, что вирусы не способны к независимой репликации.Они должны реплицироваться в клетке-хозяине, и они используют или узурпируют механизм клетки-хозяина для этого. Они не содержат полный спектр необходимых метаболических процессов и зависят от своего хозяина, чтобы обеспечить многие требования для их репликации. На мой взгляд, существует принципиальная разница между вирусами и другими обязательными внутриклеточными паразитами, такими как бактерии; а именно, вирусы должны использовать механизм метаболизма и репликации хозяина. Внутриклеточные бактерии могут просто использовать хозяина в качестве среды, в которой они могут дополнять свою ограниченную метаболическую способность, и они обычно имеют свой собственный механизм репликации.Такие организмы, как Chlamydia spp. еще не были выращены вне клеточной культуры, но они несут свои собственные механизмы транскрипции и трансляции и попадают в эволюционное царство бактерий. Как и многие другие «сложные» патогенные бактерии, мы можем в конечном итоге вырастить их в бесклеточных системах.

Caetano-Anollés и коллеги изучили филогеномные отношения вирусов к живым организмам посредством анализа вирусных протеомов и назначенных суперсемейств белковых складок.Авторы пришли к выводу, что вирусы происходили из «прото-вироэлементов», которые были клеточного характера, и они подразумевали, что вирусы и современные бактерии произошли от общих предков. Они также утверждают, что это означает, что вирусы действительно являются живыми организмами.

Это не тот аргумент, с которым мне удобно. Если вирус жив, не должны ли мы также считать молекулу ДНК живой? Плазмиды могут переноситься в виде конъюгативных молекул или пассивно переноситься между клетками, и они могут нести гены, полученные от хозяина.Они просто молекулы ДНК, хотя они могут быть необходимы для выживания хозяина в определенных условиях. Как насчет прионов? Аргумент reductio ad absurdum заключается в том, что любой биологически произведенный минерал, который может выступать в роли затравочного кристалла для дальнейшей минерализации (следовательно, соответствует критерию воспроизводимости), также может быть классифицирован как живой!

Явная дискриминация по половому признаку, содержащаяся в формулировке, я не могу сделать лучше, чем процитировать доктора Кеннета Смита в предисловии к его классической книге Вирусы (издательство Кембриджского университета, 1962): «Что касается вопроса, который задают чаще всего, «Являются ли вирусы живыми организмами?», Это должно быть оставлено на усмотрение самого спрашивающего ».Этот спрашивающий в настоящее время считает вирусы неживыми.

Да, вирусы живы
ДЭВИД БЕЛЛА

Вопрос о том, можно ли считать вирусы живыми, безусловно, зависит от определения жизни. То, где мы проводим грань между химией и жизнью, может показаться философским или даже теологическим аргументом. Большинство историй о творении связаны с божеством, которое наполняет неодушевленную материю «искрой жизни». С научной точки зрения, попытка найти рабочее определение «жизни», как мне кажется, имеет мало практической ценности, но думать об этом интересно.

Аргументы в пользу жизни / не жизненного статуса вирусов часто коренятся в эволюционной биологии и теориях происхождения жизни. Все клеточные организмы могут претендовать на прямое происхождение от первичной клетки или клеток, непрерывной цепочки клеточных делений, по которым прошла «искра». Могут ли вирусы претендовать на подобное происхождение?

Утверждение о том, что вирусам нет места на древе жизни, часто подтверждается утверждением, что вирусы не имеют сопоставимой истории - вирусы являются полифилетическими.Однако в этом сравнении вирусы находятся в невыгодном положении. Мы знаем только о небольшой части общего генетического разнообразия вирусов. Более того, их геномы развиваются гораздо быстрее, чем клеточные организмы. Таким образом, из небольших островков данных о последовательностях, которые мы имеем, трудно утверждать, что когерентная филогения существует или не существует. Интересно, что сохранение складок в вирусных белках начало выдвигать на первый план возможные общие предки, которые никогда не могли быть выведены из данных последовательности генома.Ярким примером является удвоение домена мотива бета-желе, которое приводит к псевдо-шестикратной симметрии тримерных гексоновых капсомеров в аденовирусе. Это также найдено в вирусах, которые заражают насекомых, грамположительных и грамотрицательных бактерий и экстремофильных архей. Вирусы собирают свои капсиды из неожиданно нескольких отдельных белковых складок, так что конвергентная эволюция кажется невероятной.

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ АДЕНОВИРУС ТИПА 5 (LEFT - EM DATABANK 1579) И SULFOLOBUS TURRETED ICOSAHEDRAL VIRUS 2 (ВПРАВО - EM DATABANK 1679) СОБИРАЙТЕ ИХ КАПСИДЫ ИЗ ТРИМЕРИЧЕСКИХ КАПСОМЕРОВ В КАЖДОЙ РОДИЛЬСКОЙ КОМПАНИИ.ЭТО ПОЗВОЛЯЕТ КАЖДОМУ ТРИМЕРУ УПАКОВАТЬСЯ С ПСЕВДО-ШЕСТОЙ СИММЕТРИЕЙ - ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ КАРТОЧКА УКАЗЫВАЕТ ПОЛОЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ШЕСТО-СИЛЬНОЙ СИММЕТРИИ В ИКОСАГЕДРАЛЬНОЙ КАПСИДНОЙ СТРУКТУРЕ ЭТА ОСОБЕННО СОХРАНЕННАЯ ПРИЗНАКА СВЕТОДИОДНО ПРЕДЛАГАЕТ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ОБЩЕГО ВИРУСНОГО ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ЭТИХ ВИРУСОВ, КОТОРЫЕ ИНФЕКЦИОННО ЗАРАЖАЮТ EUKARYOTES И ARCHAEA

В недавнем исследовании изучалось происхождение вирусов путем анализа эволюции и сохранения белковых складок в базе данных структурной классификации белков (SCOP).Эта работа определила подмножество белков, которые являются уникальными для вирусов. Авторы приходят к выводу, что вирусы, скорее всего, произошли из ранних РНК-содержащих клеток. Если вирусы совершили эволюционный скачок от клеточной формы, отбросив свои весомые метаболические кандалы, чтобы выбрать более обтекаемое существование, они перестали быть жизнью? Они вернулись к простой химии?

Вирусы - генетически простые организмы; самые маленькие вирусные геномы составляют всего 2–3 т.п.н., а самые большие - ~ 1.2 Mbp - сопоставимы по размеру с геномом риккетсий . Однако все они имеют удивительно сложные циклы репликации (жизни); они прекрасно приспособлены для доставки своих геномов в сайт репликации и имеют точно регулируемые каскады экспрессии генов. Вирусы также создают свое окружение, создавая органеллы, внутри которых они могут безопасно размножаться, - особенность, которую они разделяют с другими внутриклеточными паразитами.

Хотя вирион биологически инертен и может считаться «мертвым», точно так же, как бактериальная спора или семя после доставки в соответствующую среду, я считаю, что вирусы очень живы.

Основополагающим для аргумента, что вирусы не являются живыми, является предположение, что метаболизм и самоподдерживающаяся репликация являются ключевыми определениями жизни. Вирусы не способны реплицироваться без метаболического механизма клетки. Однако ни один организм не является полностью самодостаточным - жизнь абсолютно взаимозависима. Есть много примеров облигатных внутриклеточных организмов, прокариот и эукариот, которые критически зависят от метаболической активности их клеток-хозяев. Люди также зависят от метаболической активности азотфиксирующих бактерий и фотосинтезирующих растений, а также от нашей микробиоты.На Земле очень мало (если есть) форм жизни, которые могли бы выжить в мире, в котором присутствовали все химические требования, но не было другой жизни.

Итак, что определяет жизнь? Некоторые утверждают, что владение рибосомами является ключевым ингредиентом. Возможно, наиболее удовлетворительное определение, которое явно исключает вирусы, вытекает из модели «метаболизма в первую очередь» и касается наличия метаболической активности, связанной с мембраной - осязаемой «искрой» жизни. Это проводит четкое различие между вирусами и облигатными внутриклеточными паразитами, такими как Chlamydia и Rickettsia .Это определение также придает статус жизни митохондриям и пластидам. Считается, что эндосимбиоз, который привел к митохондриям, породил эукариотическую жизнь. Митохондрии обладают метаболической активностью, от которой мы зависим, у них есть механизмы для производства белков, и у них есть геномы. Большинство согласится с тем, что митохондрии являются частью жизненной формы, но они не являются самостоятельной жизнью.

Я бы сказал, что единственное удовлетворительное определение жизни, следовательно, заключается в наиболее важном свойстве генетической наследственности: независимой эволюции.Жизнь - это проявление последовательной совокупности генов, которые способны реплицироваться в нише, в которой они развиваются (d). Вирусы выполняют это определение.

Согласно оценкам, в океанах находится 10 31 вирусных частиц - они значительно превосходят по численности все другие организмы на планете. Живые или нет, вирусы идут неплохо!

NIGEL BROWN

Эдинбургский университет
[email protected]

ДЭВИД БЕЛЛА

MRC-Университет Глазго, Центр вирусных исследований, здание сэра Майкла Стокера, 464 Bearsden Road, Глазго, Великобритания
Дэвид[email protected]

ДАЛЬНЕЙШЕЕ ЧТЕНИЕ

Bamford, D.H. и др. (2002). Эволюция вирусной структуры. Теор Попул Биол 61, 461–470.

Бойер, М. и др. (2010). Филогенетические и филетические исследования информационных генов в геномах подчеркивают существование 4 тыс. областей жизни, включая гигантские вирусы. PLOS ONE 5, e15530. DOI: 10.1371 / journal.pone.0015530.

Морейра, Д. и Лопес-Гарсия, П. (2009). Десять причин исключить вирусы из дерева жизни. Nat Rev Microbiol 7, 306–311 и соответствующий комментарий.

Насир А. и Каэтано-Аноллес Г. (2015). Филогеномное исследование данных о происхождении и эволюции вирусов. Sci Adv , e1500527. DOI: 10.1126 / sciadv.1500527.

Rybicki, E.P. (2014). Первая десятка списка экономически важных растительных вирусов. Arch Virol . DOI: 10.1007 / s00705-014-2295-9.

Scheid, P. (2015). Вирусы в тесных ассоциациях со свободноживущими амебами. Parasitol Res 114, 3959–3967. DOI: 10.1007 / s00436-015-4731-5.

,

14 мифов о коронавирусах, разрушенных наукой

По мере того, как новый коронавирус продолжает заражать людей по всему миру, новостные статьи и сообщения в социальных сетях о вспышке продолжают распространяться в Интернете. К сожалению, этот постоянный поток информации может затруднить отделение фактов от вымысла, а во время вирусной эпидемии слухи и дезинформация могут быть опасными.

Здесь, в Live Science, мы собрали список самых распространенных мифов о новых коронавирусах SARS-CoV-2 и COVID-19, вызываемой им болезни и объяснили, почему эти слухи вводят в заблуждение или просто ошибочны.

Миф: вирус - это просто мутированная форма простуды

Нет, это не так. Коронавирус - это большое семейство вирусов, которое включает в себя множество различных заболеваний. SARS-CoV-2 имеет сходств с другими коронавирусами , четыре из которых могут вызывать простуду. Все пять вирусов имеют остроконечные выступы на своей поверхности и используют так называемые остроконечных белков для заражения клеток-хозяев. Однако четыре холодных коронавируса - 229E, NL63, OC43 и HKU1 - все используют людей в качестве своих основных хозяев.SARS-CoV-2 разделяет около 90% своего генетического материала с коронавирусами, которые заражают летучих мышей, что говорит о том, что вирус возник у летучих мышей, а затем перескочил на человека .

Доказательства свидетельствуют о том, что вирус проходил через промежуточное животное до заражения людей. Точно так же вирус SARS прыгнул от летучих мышей к циветтам (маленьким ночным млекопитающим) и попал на людей, тогда как MERS заразил верблюдов перед распространением среди людей.

Миф: вирус, вероятно, был сделан в лаборатории.

Нет свидетельств того, что вирус создан человеком.SARS-CoV-2 очень похож на два других коронавируса, вызвавших вспышки в последние десятилетия, SARS-CoV и MERS-CoV, и все три вируса, по-видимому, произошли от летучих мышей. Короче говоря, характеристики SARS-CoV-2 совпадают с тем, что мы знаем о других природных коронавирусах, которые совершили переход от животных к людям.

Исследование, опубликованное 17 марта в журнале Nature Medicine, также предоставило убедительные доказательства против идеи «спроектировано в лаборатории». Исследование показало, что ключевая часть SARS-CoV-2, известная как белок спайк, почти наверняка возникла бы в природе, а не как лабораторное создание, Live Science ранее сообщала о .Более того, если бы ученые пытались использовать компьютерные модели для создания смертельного вируса, основанного на оригинальном вирусе SARS, они, вероятно, не выбрали бы мутации, которые фактически появляются в SARS-CoV-2. Это потому, что компьютерное моделирование показывает, что мутации в SARS-CoV-2, по-видимому, не очень хорошо помогают вирусу связываться с клетками человека, Live Science ранее сообщали о . Но оказывается, что природа умнее ученых, и новый коронавирус нашел способ мутировать, который был лучше и совершенно отличен от всего, что ученые могли бы предсказать или создать, обнаружило исследование.

Миф: домашние животные могут распространять новый коронавирус

Хотя домашние животные могут заразиться COVID-19 в редких случаях, нет никаких доказательств того, что они могут распространить его среди людей.

Было несколько сообщений о кошках и собаках, которые заразились COVID-19 после контакта с их больным владельцем. Например, в апреле две домашние кошки в Нью-Йорке дали положительный результат на COVID-19, и у владельца одной из этих кошек было подтверждено наличие COVID-19 до появления у кошки симптомов, Live Science ранее сообщали о .

Даже если домашние животные иногда заражаются, Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) говорят, что нет никаких доказательств того, что они играют важную роль в распространении вируса. И до сих пор не было подтвержденных сообщений о людях, заражающихся этой болезнью от домашних животных.

На всякий случай, CDC рекомендует, чтобы люди с COVID-19 заставляли кого-то ходить и заботиться о своих домашних животных, пока они больны. И люди всегда должны мыть руки после того, как прижались к животным, так как домашние животные могут распространять другие заболевания среди людей, согласно CDC.

Миф: дети не могут заразиться коронавирусом

Дети определенно могут заразиться COVID-19, хотя сообщения о серьезных заболеваниях у детей редки.

Исследование CDC из более чем 1,3 миллиона случаев COVID-19 в США с января по май показало, что уровень подтвержденных инфекций у детей в возрасте до 9 лет составлял 52 случая на 100 000 человек в этой группе детей; это по сравнению со средним числом 400 случаев (любого возраста) на 100 000 человек в США.С. Население в целом.

Другое исследование CDC показало, что среди 52 000 зарегистрированных случаев смерти от COVID-19 с февраля по май было зарегистрировано всего 16 смертей среди людей в возрасте до 18 лет.

Тем не менее, не все дети защищены от COVID-19. В редких случаях у детей с текущей или предшествующей инфекцией COVID-19 развился так называемый мультисистемный воспалительный синдром (MIS-C). Симптомы этого синдрома могут различаться, но у пациентов, по-видимому, наблюдаются симптомы, сходные с симптомами, обнаруженными при двух редких состояниях: синдроме токсического шока и болезни Кавасаки, Live Science ранее сообщалось .Синдром токсического шока представляет собой опасное для жизни состояние, вызываемое токсинами, продуцируемыми определенными типами бактерий; Болезнь Кавасаки - это детская болезнь, которая вызывает воспаление стенок кровеносных сосудов, а в серьезных случаях может привести к повреждению сердца.

В исследовании, опубликованном 29 июня в Медицинском журнале Новой Англии , исследователи описали 186 случаев MIS-C в 26 штатах. Авторы сообщили, что из них почти 90% нуждались в госпитализации, 80% были госпитализированы в отделение интенсивной терапии и 2% умерли.

Миф: если у вас есть коронавирус, «вы будете знать»

Нет, не будете. COVID-19 вызывает широкий спектр симптомов, многие из которых появляются при других респираторных заболеваниях, таких как грипп и простуда. В частности, общие симптомы COVID-19 включают жар, кашель, головную боль, боль в горле, боли в мышцах или теле, затрудненное дыхание, тошноту и рвоту. В тяжелых случаях заболевание может перерасти в серьезное заболевание, подобное пневмонии, но на раннем этапе у зараженных людей симптомы могут вообще не проявляться.

И у некоторых людей симптомы никогда не развиваются. Точно, насколько распространенные бессимптомные случаи все еще определяются, хотя CDC оценивает , это может быть приблизительно в 40% случаев.

Если у вас есть сопутствующие заболевания и более легкие симптомы заболевания, вам следует обратиться за медицинской помощью в ближайшую больницу, сообщили экспертов Live Science .

Миф: коронавирус менее смертоносен, чем грипп

Хотя уровень смертности от COVID-19 неясен, почти все заслуживающие доверия исследования предполагают, что он намного выше, чем у сезонного гриппа, смертность которого составляет около 0.1% в США, Live Science ранее сообщалось.

Среди зарегистрированных случаев COVID-19 в США, согласно данным Университета Джонса Хопкинса, умерло около 4%. Это то, что известно как коэффициент летальности, который определяется путем деления числа смертей на общее количество подтвержденных случаев. Но смертность от случаев ограничена по нескольким причинам. Во-первых, не у всех с COVID-19 диагностируется заболевание - это отчасти связано с ограничениями тестирования в США и тем фактом, что люди, которые испытывают легкие или умеренные симптомы, могут не искать тестирование.По мере увеличения количества подтвержденных случаев смертность может уменьшиться.

Многие исследования показывают, что от 0,5 до 1% людей, инфицированных COVID-19, умрут от этой болезни, согласно Nature News . Даже смертность около 1% все еще в 10 раз выше, чем от гриппа.

Также важно отметить, что оценки заболеваемости гриппом и смертности от CDC - это просто оценки (которые делают определенные предположения), а не необработанные цифры. (CDC не знает точное число людей, которые заболевают или умирают от гриппа каждый год в США.S. Скорее, это число оценивается на основе данных, собранных о госпитализации по поводу гриппа посредством эпиднадзора в 13 штатах.) Исследователи подчеркнули этот момент в недавней статье, опубликованной в журнале JAMA Internal Medicine, описывающей, как они обнаружили, что в США были Живая наука ранее сообщала, что в 20 раз больше смертей в неделю от COVID-19, чем от гриппа в самую смертельную неделю среднего сезона гриппа.

Миф: добавки с витамином С не позволят вам заразиться COVID-19

Исследователям еще не удалось найти доказательств того, что добавки с витамином С могут сделать людей невосприимчивыми к инфекции COVID-19.Фактически, для большинства людей дополнительный прием витамина С даже не предотвращает простуду , хотя может сократить продолжительность простуды, если вы ее подхватили.

Тем не менее, витамин С выполняет важные функции в человеческом теле и поддерживает нормальную иммунную функцию. Как антиоксидант, витамин нейтрализует заряженные частицы, называемые свободными радикалами, которые могут повредить ткани в организме. Это также помогает организму синтезировать гормоны, вырабатывать коллаген и изолировать уязвимые соединительные ткани от патогенов.

Так что да, витамин С обязательно должен быть включен в ваш ежедневный рацион, если вы хотите поддерживать здоровую иммунную систему . Но мегадозирование на добавках вряд ли снизит ваш риск заражения COVID-19 и может в лучшем случае дать вам «скромное» преимущество против вируса, если вы заразитесь. Нет данных, свидетельствующих о том, что другие так называемые иммуностимулирующие добавки, такие как цинк, зеленый чай или эхинацея, также помогают предотвратить COVID-19.

Остерегайтесь рекламирования продуктов в качестве лечения или лечения нового коронавируса.С момента начала вспышки COVID-19 в Соединенных Штатах, Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) и Федеральная торговая комиссия (FTC) уже выпустили писем с предупреждениями семи компаниям о продаже мошеннических продуктов, которые обещают вылечить, лечить или предотвратить вирусную инфекцию.

Миф: получать посылки из Китая небезопасно

Получать письма или посылки из Китая безопасно согласно Всемирной организации здравоохранения . Предыдущие исследования показали, что коронавирусы не выживают долго на таких объектах, как буквы и пакеты.Основываясь на том, что мы знаем о подобных коронавирусах, таких как MERS-CoV и SARS-CoV, эксперты считают, что этот новый коронавирус, вероятно, плохо выживает на поверхности.

Предыдущее исследование показало, что эти родственные коронавирусы могут оставаться на таких поверхностях, как металл, стекло или пластик, в течение девяти дней, согласно исследованию, опубликованному 6 февраля в The Journal of Hospital Infection . Но поверхности, присутствующие в упаковке, не идеальны для выживания вируса.

Чтобы вирус оставался жизнеспособным, ему необходимо сочетание определенных условий окружающей среды, таких как температура, отсутствие ультрафиолетового излучения и влажность - комбинация, которую вы не получите в упаковках, по словам доктора.Amesh A. Adalja, старший научный сотрудник Центра безопасности здравоохранения имени Джона Хопкинса, который говорил с дочерним сайтом Live Science Tom's Hardware .

И, таким образом, «вероятно, очень низкий риск распространения из продуктов или упаковки, которые отправляются в течение дней или недель при температуре окружающей среды», согласно CDC . «В настоящее время нет никаких доказательств в поддержку передачи COVID-19, связанного с импортными товарами, и в США не было случаев COVID-19, связанных с импортируемыми товарами.«Скорее всего, считается, что коронавирус чаще всего распространяется через дыхательные капли.

Миф: коронавирус можно получить, если вы едите в китайских ресторанах в США.

Нет, вы не можете. также следует избегать итальянских, корейских, японских и иранских ресторанов, учитывая, что эти страны также столкнулись со вспышкой. Новый коронавирус не только поражает людей китайского происхождения.

Миф: питье отбеливателя или других дезинфицирующих средств может защитить вас от COVID-19

Вы абсолютно не должны пить отбеливатель или другие бытовые дезинфицирующие средства, а также не должны распылять их на свое тело.По данным Всемирной организации здравоохранения, эти вещества являются ядовитыми при попадании в организм, а также могут нанести вред коже и глазам.

При попадании внутрь гипохлорит натрия (бытовой отбеливатель) может вызвать так называемый «разжижающий некроз» или процесс, который приводит к превращению тканей в жидкую вязкую массу, Live Science ранее сообщал . Отбеливатель может также повредить клетки, так как натрий реагирует с белками и жирами в тканях человека в процессе, называемом омылением (мыло), сообщили врачи в 2018 году в публикации Ассоциации резидентов неотложной медицинской помощи .

Удивительно, что почти 4 из 10 взрослых американцев в недавнем опросе сообщили о том, что они применяют опасные методы очистки для предотвращения COVID-19, такие как мытье продуктов с помощью отбеливателя, использование дезинфицирующих средств на их коже или намеренное вдыхание паров из чистящих средств, Live Наука ранее сообщала .

Миф: употребление алкоголя и употребление чеснока может защитить вас от COVID-19

Потребление определенных продуктов, таких как алкоголь или чеснок, не защитит вас от нового коронавируса.Хотя дезинфицирующие средства для рук на спиртовой основе работают для дезинфекции вашей кожи, алкоголь не оказывает такого воздействия на ваш организм при попадании в организм, в соответствии с ВОЗ . Действительно, интенсивное употребление алкоголя может ослабить вашу иммунную систему и снизить способность организма справляться с инфекционными заболеваниями. И хотя чеснок может обладать некоторыми антимикробными свойствами, нет доказательств того, что он может защитить от COVID-19, говорит ВОЗ.

Миф: сети 5G могут распространять новый коронавирус. ВОЗ.Новый коронавирус распространяется главным образом через дыхательные капельки, которые выделяются при кашле, чихании или разговоре зараженного человека, а также через загрязненные поверхности. ВОЗ также отмечает, что COVID-19 распространяется в странах, где нет мобильных сетей 5G.

Миф: воздействие высоких температур предотвращает COVID-19

Воздействие солнца или высоких температур не защитит вас от COVID-19, согласно ВОЗ. Вы все еще можете заразиться этой болезнью, какой бы горячей она ни была - действительно, вирус распространяется даже в районах с очень жаркой погодой, таких как Аризона.По словам ВОЗ, принятие горячей ванны также не предотвратит появление COVID-19.

Миф: ношение масок может вызвать отравление CO2

В новой визуализации исследователи симулировали кашель, который выглядит как светящийся зеленый пар, вытекающий изо рта манекена. Визуализация показывает, что маски для лица резко уменьшают распространение частиц капли от кашля, с 12 футов без маски до нескольких дюймов с маской. (Фото предоставлено: Университет Флориды Атлантик, Колледж инженерии и компьютерных наук)

Некоторым носить медицинские маски в течение длительного времени может быть неудобно, но это не вызывает дефицит кислорода или углекислый газ (СО2) (когда в организме образуется слишком много СО2). кровоток), по данным ВОЗ.То же самое относится к маскам N95 и тканевым лицевым покрытиям, согласно Healthline .

«Вдыхание крошечных количеств СО2 от ношения либо правильно надетых респираторов N95, либо более свободно надетой ткани или хирургических масок не беспокоит подавляющее большинство людей», - говорит Даррелл Сперлок-младший, директор Центра лидерства по уходу за больными. Исследования в области образования в Университете Widener в Пенсильвании, сообщил Healthline. «Доза» CO2, которую мы можем вдохнуть, маскируя, быстро и легко устраняется как дыхательной, так и метаболической системами организма.«

Когда вы носите маску, вы должны убедиться, что она плотно прилегает, но позволяет дышать нормально, - говорит ВОЗ.

Примечание редактора: эта история была обновлена, чтобы отразить обновленные знания о передаче SARS-CoV-2

Тиа Гхосе, Ясемин Саплакоглу, Николетта Ланез, Рэйчел Реттнер и Джинна Брайнер внесли свой вклад в эту статью.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ: сэкономьте не менее 53% с нашей последней скидкой!

С впечатляющими иллюстрациями в разрезе, которые показывают, как все работает, и потрясающими фотографиями самых вдохновляющих очков в мире, How It Works представляет собой вершину увлекательного, фактического веселья для основной аудитории, стремящейся не отставать от новейших технологий и самых впечатляющих явлений на планета и за ее пределами.Написанный и представленный в стиле, который делает даже самые сложные предметы интересными и легкими для понимания, как это работает, нравится читателям всех возрастов.
Посмотреть предложение

,

Что такое вирусы? | Живая наука

Вирусы - это микроскопические паразиты, обычно намного меньше бактерий. Им не хватает способности процветать и размножаться вне организма хозяина.

Преимущественно, вирусы имеют репутацию причины заражения. Широко распространенные события болезни и смерти, несомненно, укрепили такую ​​репутацию. Вспышка Эболы в Западной Африке в 2014 году и пандемия гриппа h2N1 / свиного гриппа 2009 года (широко распространенная глобальная вспышка), вероятно, приходят на ум.В то время как такие вирусы, безусловно, являются коварными противниками для ученых и медицинских работников, другие подобные им полезны в качестве инструментов исследования; углубление понимания основных клеточных процессов, таких как механика синтеза белка и самих вирусов.

Discovery

Насколько меньше вирусов по сравнению с бактериями? Немного. Вирус кори диаметром 220 нм примерно в 8 раз меньше, чем бактерий E.coli .При 45 нм вирус гепатита примерно в 40 раз меньше, чем E.coli . Чтобы понять, насколько это мало, Дэвид Р. Весснер, профессор биологии в Колледже Дэвидсона, приводит аналогию в статье 2010 года, опубликованной в журнале Nature Education: вирус полиомиелита, 30 нм в поперечнике, примерно в 10 000 раз меньше, чем крупица соли. Такие различия в размерах между вирусами и бактериями предоставили первый ключ к существованию первого.

К концу 19-го века представление о том, что микроорганизмы, особенно бактерии, могут вызывать болезни, было хорошо известно.Тем не менее, исследователи, изучающие вызывающую тревогу болезнь в табаке - болезнь табачной мозаики - были несколько озадачены ее причиной.

В 1886 году в исследовательской работе «О мозаичной болезни табака» немецкий химик и исследователь сельского хозяйства Адольф Майер опубликовал результаты своих обширных экспериментов. В частности, Майер обнаружил, что когда он раздавливал зараженные листья и вводил ядовитый сок в вены здоровых табачных листьев, это приводило к желтоватым крапинкам и обесцвечиванию, характерным для болезни.Майер правильно предположил, что все, что вызывало табачную мозаику, было в листовом соке. Однако более конкретные результаты ускользнули от него. Майер был уверен, что причиной болезни было бактериальное происхождение, но он не смог выделить возбудителя болезни или идентифицировать его под микроскопом. Он также не мог воссоздать болезнь, вводя здоровым растениям целый ряд известных бактерий.

В 1892 году русский студент по имени Дмитрий Ивановский, по сути, повторил эксперименты Майера по приготовлению сока, но с небольшим поворотом.Согласно статье 1972 года, опубликованной в журнале «Бактериологические обзоры», Ивановский пропускал сок из зараженных листьев через фильтр Чемберленда, достаточно тонкий для захвата бактерий и других известных микроорганизмов. Несмотря на просеивание, жидкий фильтрат оставался заразным, предлагая новую часть головоломки; все, что вызывало болезнь, было достаточно маленьким, чтобы пройти через фильтр. Тем не менее, Ивановский также пришел к выводу, что причина табачной мозаики была бактериальной, предполагая, что фильтрат «содержит либо бактерии, либо растворимый токсин.Лишь в 1898 году было признано наличие вирусов. Голландский ученый Мартинус Бейринк, подтверждая результаты Ивановского, предположил, что причиной болезни табачной мозаики является не бактериальный, а «живой жидкий вирус», ссылаясь на это ныне устаревшим термином «фильтрующийся вирус».

Эксперименты Ивановского, Бейеринка и других, которые последовали за этим, только указывали на существование вирусов. Пройдет еще несколько десятилетий, прежде чем кто-нибудь увидит вирус. Согласно статье за ​​2009 год, опубликованной в журнале Clinical Microbiology Reviews, когда в 1931 году немецкими учеными Эрнстом Руска и Максом Ноллом был разработан электронный микроскоп, первый вирус можно было визуализировать с помощью новой технологии высокого разрешения.Эти первые снимки, сделанные Ruska и его коллегами в 1939 году, были сделаны из вируса табачной мозаики. Таким образом, открытие вирусов прошло полный круг.

На этом цифровом изображении показан вирус гриппа h2N1 под трансмиссионным электронным микроскопом. В 2009 году этот вирус (тогда называвшийся свиным гриппом) вызвал пандемию и, как полагают, убил 200,00 человек по всему миру. (Изображение предоставлено Национальным институтом аллергий и инфекционных заболеваний (NIAID))

Структура

Вирусы колеблются на границах того, что считается жизнью.С одной стороны, они содержат ключевые элементы, которые составляют все живые организмы: нуклеиновые кислоты, ДНК или РНК (любой данный вирус может иметь только один или другой). С другой стороны, вирусы не способны независимо читать и воздействовать на информацию, содержащуюся в этих нуклеиновых кислотах.

«Минимальный вирус - это паразит, который требует репликации (создания большего количества своих копий) в клетке-хозяине», - сказал Жаклин Дадли, профессор молекулярных биологических наук в Техасском университете в Остине.«Вирус не может размножаться вне организма-хозяина, потому что ему не хватает сложного механизма, которым обладает клетка-хозяин». Клеточный механизм хозяина позволяет вирусам производить РНК из своей ДНК (процесс, называемый транскрипцией) и создавать белки на основе инструкций, закодированных в их РНК (процесс, называемый трансляцией).

Когда вирус полностью собран и способен к заражению, он называется вирионом. По мнению авторов «Медицинской микробиологии 4-е изд.» (Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне, 1996), структура простого вириона состоит из внутреннего ядра нуклеиновой кислоты, окруженного внешней оболочкой из белков, известной как капсид.Капсиды защищают вирусные нуклеиновые кислоты от разжевывания и разрушения специальными ферментами клеток-хозяев, называемыми нуклеазами. У некоторых вирусов есть второй защитный слой, известный как оболочка. Этот слой обычно происходит из клеточной мембраны хозяина; маленькие украденные кусочки, которые модифицируются и перераспределяются для использования вирусом.

ДНК или РНК, обнаруженные в ядре вируса, могут быть одноцепочечными или двухцепочечными. Он представляет собой геном или общую сумму генетической информации вируса.Вирусные геномы, как правило, имеют небольшой размер и кодируют только необходимые белки, такие как капсидные белки, ферменты и белки, необходимые для репликации в клетке-хозяине.

Функция

Основная роль вируса или вириона заключается в том, чтобы «доставлять свой геном ДНК или РНК в клетку-хозяина, чтобы геном мог экспрессироваться (транскрибироваться и транслироваться) клеткой-хозяином», согласно «Медицинской микробиологии». "

Во-первых, вирусы должны получить доступ к внутренней части тела хоста. Дыхательные пути и открытые раны могут служить воротами для вирусов.Иногда насекомые обеспечивают способ проникновения. Некоторые вирусы могут попасть в слюну насекомого и проникнуть в организм хозяина после укуса насекомого. По мнению авторов «Молекулярной биологии клетки, 4-е издание» (Garland Science, 2002), такие вирусы могут размножаться как в клетках насекомых, так и в клетках-хозяевах, обеспечивая плавный переход от одной к другой. Примеры включают вирусы, которые вызывают желтую лихорадку и лихорадку денге.

Вирусы затем прикрепятся к поверхностям клеток хозяина.Они делают это, распознавая и связываясь с рецепторами клеточной поверхности, как две взаимосвязанные части головоломки. Многие разные вирусы могут связываться с одним и тем же рецептором, и один вирус может связывать разные рецепторы на клеточной поверхности. В то время как вирусы используют их в своих интересах, рецепторы клеточной поверхности фактически предназначены для обслуживания клетки.

После того, как вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина, он может начать перемещаться через внешнее покрытие или мембрану клетки-хозяина. Есть много разных режимов входа.ВИЧ, вирус с оболочкой, сливается с мембраной и проталкивается. Еще один вирус в оболочке, вирус гриппа, поглощается клеткой. Некоторые вирусы без оболочки, такие как вирус полиомиелита, создают пористый канал проникновения и проникают через мембрану.

Попав внутрь, вирусы высвобождают свои геномы, а также разрушают или захватывают различные части клеточного оборудования. Вирусные геномы направляют клетки-хозяева, в конечном итоге, к продуцированию вирусных белков (часто останавливая синтез любой РНК и белков, которые клетка-хозяин может использовать).В конечном счете, вирусы складывают колоду в свою пользу, как внутри клетки-хозяина, так и внутри самого хоста, создавая условия, которые позволяют им распространяться. Например, когда страдает от простуды, одно чихание испускает 20000 капель, содержащих частицы риновируса или коронавируса, согласно «Молекулярной биологии клетки». Прикосновение или вдыхание этих капелек - это все, что требуется для распространения простуды.

Микроскопическое исследование вируса Эбола. (Изображение предоставлено: CDC / Cynthia Goldsmith / Public Image Image Library)

Новые открытия

Понимание взаимосвязи между вирусами началось с того, что были отмечены сходства по размеру и форме, независимо от того, содержали ли вирусы ДНК или РНК и в какой форме.Благодаря более совершенным методам секвенирования и сравнения вирусных геномов и постоянному притоку новых научных данных все, что мы знаем о вирусах и их истории, постоянно совершенствуется.

До 1992 года само собой разумеющимся считалось, что вирусы были намного меньше бактерий с крошечными геномами. В том же году, по словам Весснера, ученые обнаружили в некоторых амебах похожую на бактерии структуру в водяной градирне. Оказывается, они обнаружили не бактериальный вид, а очень большой вирус, который они назвали мимивирусом.Вирус имеет размер около 750 нм и может иметь те же окрашивающие свойства, что и грамположительные бактерии. За этим последовало открытие других крупных вирусов, таких как Mamavirus и Megavirus.

«Неизвестно, как развивались эти крупные вирусы», - сказал Дадли, называя их «слонами» вирусного мира. «Они могут быть дегенеративными клетками, которые стали паразитами других клеток (Mimiviruses заражают амебу), или они могут быть более типичными вирусами, которые продолжают приобретать дополнительные гены хозяина», добавила она.Мимивирусы требуют клеточного аппарата хозяина для производства белков, как и другие более мелкие вирусы. Однако их геном все еще содержит много остатков генов, связанных с процессом трансляции. Возможно, что Мимивирусы когда-то были независимыми клетками. Или они могли просто приобрести и накопить некоторые гены-хозяева, писал Весснер.

Такие открытия поднимают новые вопросы и открывают новые возможности для исследований. В будущем эти исследования могут дать ответы на фундаментальные вопросы о происхождении вирусов, о том, как они достигли своего нынешнего паразитического состояния, и следует ли включать вирусы в древо жизни.

Дополнительные ресурсы

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *