§ 14. Μη κυψελοειδής μορφή ζωής: ιοί

Share Tweet Pin it

Ποιους ιούς διαφέρουν από όλα τα άλλα έμβια όντα;

Οι ιοί είναι μια μη κυτταρική μορφή ζωής. Θεωρώντας ένα σημάδι ενός ζωντανού όντος παρουσία μιας κυτταρικής δομής, οι περισσότεροι επιστήμονες, ωστόσο, κατατάσσουν τους ιούς ως ζωντανούς οργανισμούς, επειδή η ύπαρξή τους είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με το κύτταρο. Όντας ενδοκυτταρικά παράσιτα, έξω από το κύτταρο, οι ιοί δεν είναι ικανοί να αυτο-αναπαραχθούν και να πραγματοποιήσουν μεταβολικές διεργασίες.

Γιατί η ύπαρξη των ιών δεν έρχεται σε αντίθεση με τις βασικές αρχές της κυτταρικής θεωρίας;

Αποτελούνται από οργανικές ουσίες, καθώς κύτταρα (πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα)

Παραγωγή από τα κελιά

Τι γνωρίζετε για τις ιογενείς ασθένειες;

Γρίπη, HIV, λύσσα, ερυθρά, ευλογιά, έρπης, ηπατίτιδα, ιλαρά, θηλώωμα, πολιομυελίτιδα.

Ερωτήσεις για επανάληψη και αντιστοίχιση

1. Πώς οργανώνονται οι ιοί;

Οι ιοί έχουν μια πολύ απλή δομή. Κάθε ιός αποτελείται από ένα νουκλεϊνικό οξύ (ή DNA, ή RNA) και πρωτεΐνη. Το νουκλεϊκό οξύ είναι το γενετικό υλικό του ιού. Περιβάλλεται από προστατευτικό κάλυμμα πρωτεΐνης - ένα καψίδιο. Μέσα στο καψίδιο μπορούν επίσης να είναι τα δικά τους ιικά ένζυμα. Μερικοί ιοί, όπως ο ιός της γρίπης και ο ιός HIV, έχουν ένα επιπλέον περίβλημα που σχηματίζεται από την κυτταρική μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή. Ο ιός Capsid, που αποτελείται από πολλά μόρια πρωτεΐνης, έχει υψηλό βαθμό συμμετρίας, που έχει, κατά κανόνα, σπειροειδή ή πολυεδρική μορφή. Αυτό το δομικό χαρακτηριστικό επιτρέπει να συνδυάζονται μεμονωμένες πρωτεΐνες ιού σε ένα πλήρες ιικό σωματίδιο με αυτό-συναρμολόγηση.

2. Ποια είναι η αρχή της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ιού και του κυττάρου;

Τυπικά, ο ιός πρώτα συνδέεται προς την επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή, και στη συνέχεια, είτε εξ ολοκλήρου διεισδύει (με ενδοκυττάρωση), ή με τη χρήση ειδικών εργαλείων εισάγει νουκλεϊκού οξέος αυτού εντός του κυττάρου. Μόλις στο κύτταρο, το γενετικό υλικό του ιού αλληλεπιδρά με το DNA του ξενιστή έτσι ώστε η ίδια ένα κύτταρο αρχίζει να συνθέτει τις απαιτούμενες πρωτεΐνες του ιού. Ταυτόχρονα αντίγραφο του κληρονομικού υλικού του παρασίτου, και στο κυτόπλασμα των μολυσμένων κυττάρων αρχίζει αυτο-συναρμολόγηση των νέων ιικών σωματιδίων. Τα τερματισμένα ιικά σωματίδια εγκαταλείπουν το κύτταρο ή σταδιακά, χωρίς να το κάνουν να πεθάνει, αλλά αλλάζοντας την απόδοση ή ταυτόχρονα σε μεγάλους αριθμούς, πράγμα που οδηγεί στην καταστροφή του κυττάρου.

3. Περιγράψτε τη διαδικασία διείσδυσης του ιού στο κύτταρο.

Οι "γυμνοί" ιοί διεισδύουν στο κύτταρο με ενδοκύτωση - βυθίζοντας την κυτταρική μεμβράνη στο σημείο της προσρόφησης τους. Διαφορετικά, αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως viropexis [virus + Greek. pexis, συνημμένο]. Οι "κροκοί" ιοί διεισδύουν στο κύτταρο μέσω της σύντηξης υπερκασψιδίου με την κυτταρική μεμβράνη με τη συμμετοχή συγκεκριμένων πρωτεϊνών F (πρωτεΐνες σύντηξης). Το όξινο ρΗ συμβάλλει στη σύντηξη του ιικού περιβλήματος και της κυτταρικής μεμβράνης. Με τη διείσδυση "γυμνών" ιών στο κύτταρο, σχηματίζονται κενοτόπια (ενδοσώματα). Μετά τη διείσδυση των "ντυμένων" ιών στο κυτταρόπλασμα, εμφανίζεται μερική αποπρωτεϊνίωση των ιοσωμάτων και τροποποίηση της νουκλεοπρωτεΐνης τους (απογύμνωση). Τα τροποποιημένα σωματίδια χάνουν τις λοιμώδεις ιδιότητές τους, σε ορισμένες περιπτώσεις η ευαισθησία στην ΚΝάση, η εξουδετέρωση της δράσης των αντισωμάτων (AT) και άλλων σημείων που αφορούν συγκεκριμένες ομάδες ιών αλλάζουν.

4. Ποια είναι η επίδραση των ιών στο κύτταρο;

Μόλις στο κύτταρο, το γενετικό υλικό του ιού αλληλεπιδρά με το DNA του ξενιστή έτσι ώστε η ίδια ένα κύτταρο αρχίζει να συνθέτει τις απαιτούμενες πρωτεΐνες του ιού. Ταυτόχρονα, αντιγράφεται το κληρονομικό υλικό του παρασίτου

5. Χρησιμοποιώντας τη γνώση σχετικά με τους τρόπους διάδοσης των ιογενών και βακτηριακών λοιμώξεων, προτείνετε τρόπους πρόληψης λοιμωδών νοσημάτων.

6. Προσφέρετε αρκετές διαφορετικές ταξινομήσεις ιών. Ποια κριτήρια βασίζατε σε αυτές τις ταξινομήσεις; Συγκρίνετε τις ταξινομήσεις και τις ταξινομήσεις που δημιούργησαν οι συμμαθητές σας.

Σκεφτείτε! Θυμηθείτε!

1. Εξηγήστε γιατί ένας ιός μπορεί να εκδηλώσει τις ιδιότητες ενός ζωντανού οργανισμού, μόνο με την τοποθέτησή του σε ένα ζωντανό κύτταρο.

Ο ιός-μη κυτταρική μορφή ζωής, που δεν έχει οργανίδια που εκτελούν συγκεκριμένες λειτουργίες στα κύτταρα, δεν το μεταβολισμό, οι ιοί δεν τρώνε, δεν αναπαράγονται από μόνα τους, δεν συνθέτουν οποιεσδήποτε ουσίες. Έχουν μόνο κληρονομικότητα με τη μορφή ενός μοναδικού DNA ή RNA νουκλεϊνικού οξέος, καθώς και ενός καψιδίου πρωτεϊνών. Ως εκ τούτου, μόνο στο κύτταρο-ξενιστή, ο ιός ενσωματώνει DNA (αν retro-ιού, ανάστροφη μεταγραφή λαμβάνει χώρα πρώτα και βασίζεται στην RNA-DNA) του σε DNA του κυττάρου, μπορούν να σχηματίσουν νέους ιούς. Replication και περαιτέρω σύνθεση των νουκλεϊνικών οξέων των κυττάρων και πρωτεϊνών ταυτόχρονα παιχνιδιού και όλες τις πληροφορίες του ιού, τα ενεπίγραφα, και να συγκεντρώσει νέα σωματίδια ιού.

2. Γιατί οι ιογενείς ασθένειες έχουν τη φύση των επιδημιών; Περιγράψτε μέτρα για την καταπολέμηση των ιογενών λοιμώξεων.

Διαδώστε γρήγορα, με αερομεταφερόμενα σταγονίδια.

3. Εκφράστε την άποψή σας για το χρόνο εμφάνισης των ιών στη Γη στο ιστορικό παρελθόν, δεδομένου ότι οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν μόνο σε ζωντανά κύτταρα.

Οι ιοί είναι οι πρώτοι κάτοικοι της Γης που έχουν επιλέξει ένα παρασιτικό κράτος για τον εαυτό τους. Οι ιοί είναι τα απλούστερα πλάσματα στη Γη. Αν θεωρήσουμε ότι η ζωή στη Γη ξεκίνησε πριν από 3 δισεκατομμύρια χρόνια και η ηλικία της ίδιας της Γης είναι περίπου 4,76 δισεκατομμύρια, τότε στο διάστημα αυτό εμφανίστηκαν ιούς στη Γη. Υποστηρίζω την άποψη ότι οι ιοί έχουν εμφανιστεί (και εξακολουθούν να εμφανίζονται) ως αποτέλεσμα επιρροών (κυρίως δυσμενών) στο βιολογικό κύτταρο. Και συμπεριλαμβάνοντας ως αντίδραση σε ανεπιθύμητες ενέργειες από άλλα κύτταρα, κύτταρα διαφορετικού είδους. "Υποτίθεται ότι οι ιοί, που δεν είναι ανεξάρτητα ζωντανά όντα, αντιπροσωπεύουν ένα πληροφοριακό εργαλείο στο σύστημα του ολο-βιολογικού αγώνα για ύπαρξη".

4. Εξηγήστε γιατί στα μέσα του 20ου αιώνα. οι ιοί έχουν γίνει ένας από τους κύριους στόχους της πειραματικής γενετικής έρευνας.

Οι ιοί πολλαπλασιάζονται γρήγορα, είναι εύκολα μολυσμένοι, προκαλούν επιδημίες και πανδημίες, μπορούν να χρησιμεύσουν ως μεταλλαξιογόνες ουσίες για ανθρώπους, ζώα και φυτά.

5. Ποιες δυσκολίες προκύπτουν όταν προσπαθείτε να δημιουργήσετε ένα εμβόλιο κατά της λοίμωξης από HIV;

Από HIV καταστρέφει το ανοσοποιητικό σύστημα, και ένα εμβόλιο παράγεται από εξασθενημένους ή νεκρούς μικροοργανισμούς, μεταβολικά προϊόντα τους, ή τα αντιγόνα τους που προέρχονται από γενετική μηχανική ή με χημικά μέσα. Το ανοσοποιητικό σύστημα δεν θα επιζήσει αυτής της δράσης.

6. Εξηγήστε γιατί η μεταφορά ιών γενετικού υλικού από έναν οργανισμό σε άλλο ονομάζεται οριζόντια μεταφορά. Πώς λοιπόν, κατά τη γνώμη σας, είναι η μεταφορά γονιδίων από γονείς σε παιδιά;

Η οριζόντια γονιδιακή μεταφορά (GPG) είναι μια διαδικασία στην οποία ένας οργανισμός μεταφέρει γενετικό υλικό σε έναν άλλο οργανισμό που δεν είναι ο απόγονος του. Η μεταφορά κάθετων γονιδίων είναι η μεταφορά γενετικών πληροφοριών από κύτταρο ή οργανισμό στους απογόνους τους με τη βοήθεια συμβατικών γενετικών μηχανισμών.

7. Σε διαφορετικά χρόνια απονεμήθηκαν τουλάχιστον επτά βραβεία Νόμπελ στη Φυσιολογία ή Ιατρική και τρία Βραβεία Νόμπελ Χημείας για μελέτες που σχετίζονται άμεσα με τη μελέτη των ιών. Χρησιμοποιώντας πρόσθετη βιβλιογραφία και πόρους του Διαδικτύου, ετοιμάστε μια έκθεση ή μια παρουσίαση σχετικά με τις τρέχουσες εξελίξεις στον τομέα της έρευνας για ιούς.

Ο αγώνας της ανθρωπότητας με την επιδημία του AIDS συνεχίζεται. Και παρόλο που είναι πολύ νωρίς για να συνοψίσουμε τα αποτελέσματα, ορισμένες, αναμφίβολα, αισιόδοξες τάσεις μπορούν ακόμα να εντοπιστούν. Έτσι, βιολόγοι από την Αμερική, κατόρθωσαν να αναπτύξουν ανοσιακά κύτταρα στα οποία ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας δεν μπορεί να αναπαραχθεί. Αυτό επιτεύχθηκε με τη βοήθεια της νέας τεχνικής, επιτρέποντας να επηρεαστεί το έργο της κληρονομικής συσκευής του κυττάρου. Ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Akkina Ramesh και οι συνεργάτες του σχεδίασαν ένα ειδικό μόρια που εμποδίζουν το έργο ενός από τα βασικά γονίδια του ιού ανοσοανεπάρκειας. Οι ερευνητές στη συνέχεια παράγεται ένα τεχνητό γονίδιο, ικανό να πραγματοποιήσει την σύνθεση τέτοιων μορίων, και με τη χρήση του ιού-nositelyavveli αυτό στον πυρήνα των βλαστικών κυττάρων, τα οποία είναι συνέπεια και να προκαλέσει ήδη προστατεύεται από μόλυνση από HIV κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Ωστόσο, ο βαθμός στον οποίο αυτή η τεχνική θα αποδειχθεί αποτελεσματική στην καταπολέμηση του AIDS θα αποδειχθεί μόνο με κλινικές δοκιμές.

Ακόμη και πριν από 20 χρόνια η ασθένεια θεωρήθηκε ανίατη. Στα 90 χρόνια χρησιμοποιήθηκαν μόνο παρασκευάσματα βραχείας διάρκειας ιντερφερόνης-άλφα. Η αποτελεσματικότητα μιας τέτοιας θεραπείας ήταν πολύ χαμηλή. Κατά την τελευταία δεκαετία, η «χρυσό πρότυπο» για τη θεραπεία της χρόνιας ηπατίτιδας C είναι η θεραπεία κατά ιών συνδυασμό με πεγκυλιωμένη ιντερφερόνη άλφα και ριμπαβιρίνη, είναι αποτελεσματική ενάντια εξάλειψη του ιού, δηλαδή θεραπεία για την ηπατίτιδα C, μέχρι 60-70% του συνόλου. Ταυτόχρονα, μεταξύ των ασθενών που έχουν μολυνθεί με τους γονότυπους των ιών 2 και 3, είναι περίπου 90%. Ταυτόχρονα, η συχνότητα θεραπείας σε ασθενείς που έχουν μολυνθεί με τον γονότυπο του ιού C, μέχρι πρόσφατα ήταν μόνο 40-50%.

8. Δημιουργήστε ένα χαρτοφυλάκιο με θέμα "Ο ρόλος των ιών στη ζωή των οργανισμών και η εξέλιξη του οργανικού κόσμου στη Γη".

1. Χαρακτηριστικά της ζωής (μέγεθος)

2. Σχέδιο της δομής του ιού

3. Σχέδιο διείσδυσης στο κύτταρο, αναπαραγωγή

4. Στίχοι και αινίγματα σχετικά με τους ιούς

1. Οι ιοί (λαϊκός ιός - δηλητήριο) δεν έχουν κυτταρική δομή, επομένως αναφέρονται στις απλούστερες μη κυτταρικές μορφές ζωής. Οι ιοί είναι ενδοκυτταρικά παράσιτα, και εκτός του κυττάρου δεν εμφανίζουν καμία ζωντανή ιδιότητα. Δεν καταναλώνουν τροφή και δεν παράγουν ενέργεια, δεν μεγαλώνουν, δεν έχουν μεταβολισμό. Πολλοί από αυτούς στο εξωτερικό περιβάλλον έχουν τη μορφή κρυστάλλων. Οι ιοί είναι τόσο μικροί που μπορούν να παρατηρηθούν μόνο με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Από την άψυχη ύλη, οι ιοί έχουν δύο ιδιότητες: την ικανότητα αναπαραγωγής παρόμοιων μορφών (πολλαπλασιάζονται) και με κληρονομικότητα και μεταβλητότητα. Οι ιοί διευθετούνται πολύ απλά. Κάθε ιικό σωματίδιο αποτελείται από RNA ή DNA ενθυλακωμένο σε πρωτεϊνικό περίβλημα, το οποίο καλείται καψίδιο. Διαπερνώντας το κύτταρο, ο ιός μεταβάλλει τον μεταβολισμό σε αυτό, κατευθύνοντας όλη τη δράση του στην παραγωγή ιικού νουκλεϊκού οξέος και ιικών πρωτεϊνών. Μέσα στο κύτταρο, γίνεται αυτοσυναρμολόγηση σωματιδίων ιού από συνθετικά μόρια νουκλεϊκού οξέος και πρωτεϊνών.

Ιοί

Ιοί - μη κυψελοειδής μορφή ζωής

1892 - Ο DI Ivanovskii ανακάλυψε τον ιό της μωσαϊκής του καπνού.

1897 - Η MV Beyerink εισήγαγε τον όρο "ιός" - "μολυσματική αρχή ζωντανών υγρών".

1917 Ο F. D'Erell ανακάλυψε έναν βακτηριοφάγο (βακτηριακό ιό).

Οι ιοί είναι θραύσματα κυττάρων που έχουν διατηρήσει μόνο την κληρονομική συσκευή και την προστατευτική κάψουλα πρωτεΐνης και έχουν προσαρμοστεί στον παρασιτικό τρόπο ζωής.

  1. Πολύ μικρό (από 15 έως 400 nm) και μπορεί να διακρίνεται μόνο σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.
  2. Δεν έχουν κυτταρική δομή.
  3. Οι ιοί αποτελούνται από ένα μόνο τύπο νουκλεϊνικών οξέων (είτε ϋΝΑ είτε RNA), επικαλυμμένα σε προστατευτική πρωτεΐνη ή φάση πρωτεΐνης-λιπιδίου.
  4. Δεν υπάρχει δικό του μεταβολισμό, χρήση ενέργειας που λαμβάνεται από το μεταβολισμό του κυττάρου ξενιστή.
  5. Υποχρεωτικά (υποχρεωτικά) ενδοκυτταρικά παράσιτα.
  6. Εκτός του κυττάρου ξενιστή, είναι αδρανείς, ικανές για κρυστάλλωση, διατηρώντας τις ιδιότητές τους.
  7. Δυνατότητα πολλαπλασιασμού μόνο εντός των κυττάρων ενός άλλου οργανισμού.
  8. Η βιωσιμότητα των ιών οδηγεί στο θάνατο του κυττάρου ξενιστή. Όταν εισάγεται σε ένα ζωντανό κύτταρο, ο ιός αρχίζει να πολλαπλασιάζεται, καταστέλλοντας και καταστρέφοντας όλες τις κυτταρικές δομές = τον ξενιστή.

Ο ιός περιέχει ένα θραύσμα ενός μορίου ϋΝΑ ή RNA (πυρήνα) που δεν δεσμεύεται με πρωτεΐνες, σπειροειδώς στριμμένα ή περιτυλιγμένα, που περικλείονται σε πρωτεϊνικό φάκελο - καψίδιο. Το Capsid αποτελείται από επαναλαμβανόμενες υπομονάδες - καψομερή. Μερικοί ιοί (γρίπη, έρπης) έχουν μια επικάλυψη λιποπρωτεΐνης που σχηματίζεται από τη μεμβράνη πλάσματος του κυττάρου ξενιστή.

Βακτηριοφάγος (βακτηριακός ιός)

Ο βακτηριοφάγος αποτελείται από μια πρωτεϊνική κεφαλή που περιέχει μια γενετική συσκευή (ιογενές ϋΝΑ), έναν αυχένα, μια ουρά, μια βασική πλάκα και τα νήματα ουράς (βλαστοί). Τα ουρικά νήματα έρχονται σε επαφή με τις θέσεις του υποδοχέα στην επιφάνεια του βακτηριακού κυττάρου και σταθεροποιούν τον βακτηριοφάγο. Η βασική πλάκα της ουράς περιέχει ένα ένζυμο που διασπά το βακτηριακό κυτταρικό τοίχωμα, γεγονός που εξασφαλίζει τη διείσδυση του DNA του ιού μέσα. Το DNA του ιού εγχέεται στο βακτηριακό κύτταρο κατά μήκος του ουραίου καναλιού και εισάγεται στο ϋΝΑ του βακτηρίου, ενώ καταστέλλει τη σύνθεση των βακτηριακών πρωτεϊνών.

Η πολύπλευρη ως εικοσάεδρο (ιός πολιομυελίτιδας), το δωδεκάεδρο (ένας ιός έρπη), ραβδόμορφο ή νηματοειδή (ιός μωσαϊκού του καπνού), ροπαλοειδής (βακτηριοφάγους), στρογγυλό (ιός της γρίπης).

Σε ιούς, οι διαδικασίες ζωής εκδηλώνονται μόνο όταν εισέρχονται στο κύτταρο ξενιστή. Διαπερνώντας το κύτταρο, ο ιός αρχίζει να συνθέτει τις πρωτεΐνες του και αναδιπλασιάζει το ιικό DNA, ενώ χρησιμοποιεί τα ριβοσώματα, το tRNA και τα ένζυμα του κυττάρου ξενιστή. Τα ιικά σωματίδια πολλαπλασιάζονται και προκαλούν θάνατο του κυττάρου ξενιστή (κύκλος λυτικών). Εάν η γενετική συσκευή του ιού αντιπροσωπεύεται από το RNA, τότε συνεχίζεται η διαδικασία της ανάστροφης μεταγραφής (σύνθεση DNA στο πρότυπο RNA), και στη συνέχεια όπως στους ιούς που περιέχουν ϋΝΑ.

  1. Περιέχον DNA - περιέχουν ένα ή δύο κλώσματα DNA γραμμικής ή δακτυλιοειδούς μορφής (ηπατίτιδα, έρπη, ευλογιά, αδενοϊοί).
  2. RNA που περιέχει - περιλαμβάνουν ένα ή δύο RNA κλώνους του γραμμική μορφή (εντεροϊοί, ιός μωσαϊκού του καπνού, ρετροϊούς (ογκοϊούς), HIV ιούς τραύματος όγκους φυτά, πολιομυελίτιδα, γρίπη, λύσσα).
  3. Το Virion είναι ένα στάδιο ηρεμίας του ιού.
  4. Ιοειδή - σύντομη μονόκλωνα μόρια RNA λείπει ένα καψίδιο (ο αιτιολογικός παράγοντας της πρώιμης άνοιας).
  5. Τα βακτηριοφάγοι είναι ιοί που μολύνουν τα βακτηρίδια.

Η επίδραση του ιού στο κύτταρο

  1. Η προσρόφηση είναι η προσκόλληση των βιριόνων στην κυτταρική επιφάνεια.
  2. Έγχυση - η διείσδυση του βιριονίου στο κύτταρο και η απελευθέρωση του ιικού νουκλεϊκού οξέος από το καψίδιο (σε βακτηριοφάγους εισέρχεται μόνο το νουκλεϊνικό οξύ στο κύτταρο).
  3. Αντιγραφή του ιικού νουκλεϊκού οξέος (ΝΚ): μόρια ιικής ΝΚ συντίθενται επί του μορίου της ιικής ΝΚ με βάση τη συμπληρωματικότητα από τα νουκλεοτίδια που υπάρχουν στο κύτταρο.
  4. Σύνθεση ιικών πρωτεϊνών: Ιϊκές πρωτεΐνες-πρωτεΐνες καψιδίου και ένζυμα συντίθενται επί μορίων των ιικών ΝΚ (μήτρων) επί των ριβοσωμάτων του προσβεβλημένου κυττάρου.
  5. Συναρμολόγηση βιριόνων: τα ιοσωμάτια συλλέγονται από συνθεμένα ΝΚ και πρωτεΐνες.
  6. Η απόδοση των βιριόντων από το κύτταρο ξενιστή: τα ευκαρυωτικά "αποβάλλουν" τα ιικά σωματίδια. σε βακτήρια - καταστρέφοντας το κύτταρο ξενιστή (λύση). νέα ιικά σωματίδια μολύνουν νέα κύτταρα.
  1. Παθογόνα φυτικών ασθενειών (μωσαϊκό καπνού), ζώων (λύσσας) και ανθρώπων (HIV, γρίπη, ηπατίτιδα, ιλαρά, ευλογιά κ.λπ.).
  2. Τα βακτηριοφάγα χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία βακτηριακών λοιμώξεων (δυσεντερία).
  3. Οι βακτηριοφάγοι μπορούν να παρεμποδίσουν την ανάπτυξη ευεργετικών μικροοργανισμών στην παραγωγή αντιβιοτικών στη μικροβιολογική βιομηχανία.
  4. Χρησιμοποιείται ευρέως στη γενετική μηχανική.
  5. Τα μεμονωμένα ιικά σωματίδια μπορούν να παραμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο σώμα χωρίς να προκαλούν ασθένειες (φορείς ιού).
  6. Μερικά ιικά σωματίδια εντός του κυττάρου δεν επηρεάζουν τη συσκευή σύνθεσης πρωτεϊνών. ενώ διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη μεταφορά γενετικής πληροφορίας μεταξύ κυττάρων και ιστών του σώματος και ακόμη και μεταξύ ατόμων.

Τύποι ιογενών λοιμώξεων

  1. Λοϊκή μόλυνση: τα νέα ιικά σωματίδια αφήνουν το κύτταρο ταυτόχρονα, ενώ το κύτταρο-ξενιστής είναι σχισμένο και πεθαίνει.
  2. Επίμονη μόλυνση (επίμονη): νέα ιικά σωματίδια εγκαταλείπουν βαθμιαία το κύτταρο ξενιστή, ενώ το κύτταρο συνεχίζει να ζει και να παράγει νέους ιούς.
  3. Λανθάνουσα λοίμωξη (λανθάνουσα): οι ιοί αναπαράγονται στο κύτταρο, αλλά δεν το αφήνουν, αλλά περνούν σε νέα κύτταρα όταν διαιρούνται τα προσβεβλημένα.

HIV (ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας)

Ο HIV προκαλεί AIDS (σύνδρομο επίκτητης ανοσοανεπάρκειας). Ο Ηΐν είναι ένας ρετροϊός στρογγυλής μορφής με διάμετρο 100-120 nm. Η γενετική συσκευή αντιπροσωπεύεται από δύο κλώνους ενός μορίου RNA. Η εξωτερική μεμβράνη είναι πρωτεϊνικό-λιπίδιο, διαποτισμένο με τις δικές του πρωτεΐνες του ιού. Τα κύτταρα-στόχοι είναι τα ερυθρά αιμοσφαίρια και ανθρώπινου εγκεφάλου :. Τ λεμφοκύτταρα, Β λεμφοκύτταρα, μονοκύτταρα, νευρώνες, κύτταρα νευρογλοίας και τα κύτταρα του εντερικού βλεννογόνου, πλακούντα, κτλ Σε HIV μολύνει κυρίως λεμφοκύτταρα Τ που παρέχουν ανοσία. Ο HIV μεταβάλλεται πολύ γρήγορα. Τα προσβεβλημένα λεμφοκύτταρα παύουν να αναγνωρίζουν ξένα βακτήρια, ανώμαλα κύτταρα και παράγουν αντισώματα. Το σώμα χτύπησε δευτερογενείς λοιμώξεις (πνευμονία, ηπατίτιδα, διάρροια et αϊ.), Μπορεί να συμβεί στον όγκο. HIV απομονώνονται από σχεδόν όλα τα σωματικά υγρά (πλάσμα αίματος, σπέρμα, σάλιο, μητρικό γάλα, εγκεφαλονωτιαίο υγρό, δακρυϊκό υγρό).

Τρόποι μετάδοσης του HIV:

  1. Δόση όργανα, ιστούς, πλάσμα αίματος, μυελό των οστών.
  2. Ιατρικά όργανα (βελόνες, σύριγγες, χειρουργικά και οδοντιατρικά όργανα).
  3. Σεξουαλική επαφή εάν ένας σύντροφος είναι HIV-θετικός.
  4. Από τη μητέρα στο παιδί (στη μήτρα, κατά τη γέννηση, με θηλασμό).

Kirilenko ΑΑ Biology. EGE. Τμήμα "Μοριακή Βιολογία". Θεωρία, εκπαιδευτικά καθήκοντα. 2017.

Ιοί

Ο ιός (ευρ. ιό - δηλητήριο) - ένας υποκυτταρικός μολυσματικός παράγοντας που μπορεί να αναπαραχθεί μόνο μέσα στα ζωντανά κύτταρα του σώματος.

Οι ιοί είναι υποχρεωτικοί παράσιτα, επειδή δεν μπορούν να αναπαραχθούν έξω από το κελί. Εκτός του κυττάρου, τα ιικά σωματίδια δεν παρουσιάζουν ενδείξεις ότι είναι ζωντανοί και συμπεριφέρονται σαν σωματίδια οργανικών πολυμερών. Από ζωντανούς οργανισμούς ενδοκυτταρικά παράσιτα διαφέρουν πλήρη έλλειψη πρωτογενούς και της ενέργειας του μεταβολισμού, και η έλλειψη πολύπλοκα συστήματα ζωντανό κύτταρο - μηχανική μετάφραση (πρωτεϊνική σύνθεση), η πολυπλοκότητα των οποίων υπερβαίνει εκείνη των ιών οι ίδιοι.

Επί του παρόντος γνωστούς ιούς αντιγραφόμενα στα κύτταρα των φυτών, των ζώων, μύκητες και βακτήρια (τα τελευταία συνήθως ονομάζεται βακτηριοφάγους ή φάγων). Παρά τις κάποιες γενικούς νόμους των στρατηγικών δομή και την ανάπτυξη (που σχετίζονται με τις λειτουργικές κοινότητα), οι ιοί δεν έχουν κοινή προέλευση, αλλά υπάρχουν και άλλες απόψεις. [3] Αυτό επιβεβαιώνεται από το γεγονός ότι τα γονιδιώματα ιών που μολύνουν μακρινό μεταξύ μιας ομάδας οργανισμών, έχουν δομική σχέση με, αλλά επιπλέον έχουν την γενική δομή των γονιδίων και ρυθμιστικών στοιχείων κωδικοποιούν δομικά όμοιες πρωτεΐνες μοιράζονται κοινούς μηχανισμούς ρύθμισης της γονιδιακής έκφρασης. Παρουσιάζονται επίσης ιοί που μολύνουν άλλους ιούς (ιούς-δορυφόρους).

Περιεχόμενα

Ιστορία της έρευνας

Για πρώτη φορά η ύπαρξη του ιού (όπως ένα νέο είδος παθογόνου ασθένειας) αποδείχθηκε το 1892 από τον Ρώσο επιστήμονα DI Ιβανόβσκι, και άλλοι. Μετά από πολλά χρόνια έρευνας του φυτού του καπνού ασθενειών στην εργασία, με ημερομηνία 1892 έτος DI Ιβανόβσκι, καταλήγει στο συμπέρασμα ότι το μωσαϊκό του καπνού προκαλείται από "βακτήρια που διέρχονται από το φίλτρο Schamberlan, τα οποία όμως δεν είναι σε θέση να αναπτυχθούν σε τεχνητά υποστρώματα".

Πέντε χρόνια αργότερα, στη μελέτη νόσων των βοοειδών, δηλαδή της ασθένειας του αφθώδους πυρετού, απομονώθηκε ένας παρόμοιος μικροοργανισμός φιλτραρίσματος. Και το 1898, όταν αναπαράγει τα πειράματα του Δαβινόφσκι, ο ολλανδός βοτανολόγος Μ. Beyerinck, ονόμασε τέτοιους μικροοργανισμούς "φίλτρα ιούς". Σε συντομευμένη μορφή, το όνομα αυτό άρχισε να δηλώνει αυτήν την ομάδα μικροοργανισμών.

Το 1901 ανακαλύφθηκε η πρώτη ασθένεια του ανθρώπινου κίτρινου πυρετού. Η ανακάλυψη έγινε από τον Αμερικανό στρατιωτικό χειρούργο W. Reed και τους συναδέλφους του.

Το 1911, ο Francis Rouse αποδείχθηκε η ιογενής φύση του καρκίνου - Rous σαρκώματος (μόνο το 1966, μετά από 55 χρόνια, απονεμήθηκε για αυτήν την ανακάλυψη το βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής).

Τα επόμενα χρόνια, η μελέτη των ιών διαδραμάτισε σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιδημιολογίας, της ανοσολογίας, της μοριακής γενετικής και άλλων τμημάτων της βιολογίας. Έτσι, το πείραμα του Hershey-Chase κατέστη αποφασιστική απόδειξη του ρόλου του DNA στη μεταφορά κληρονομικών ιδιοτήτων. Σε διαφορετικά έτη, απονεμήθηκαν τουλάχιστον έξι βραβεία Νόμπελ στη φυσιολογία και την ιατρική και τρία βραβεία Νόμπελ Χημείας για μελέτες που σχετίζονται άμεσα με τη μελέτη των ιών.

Δομή

Οι απλά οργανωμένοι ιοί αποτελούνται από νουκλεϊκό οξύ και αρκετές πρωτεΐνες που σχηματίζουν γύρω του ένα κέλυφος - capsid. Ένα παράδειγμα τέτοιων ιών είναι ο ιός της μωσαϊκής του καπνού. Το καψίδιο του περιέχει ένα είδος πρωτεΐνης με μικρό μοριακό βάρος. Οι σύνθετα οργανωμένοι ιοί έχουν ένα πρόσθετο φάκελο - πρωτεΐνη ή λιποπρωτεΐνη. μερικές φορές στα εξωτερικά κελύφη των σύνθετων ιών εκτός από τις πρωτεΐνες περιέχουν υδατάνθρακες. Ένα παράδειγμα σύνθετα οργανωμένων ιών είναι παθογόνα της γρίπης και του έρπητα. εξωτερικό κέλυφος τους - ένα κομμάτι των πυρηνικών ή κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου-ξενιστή από τον οποίο ο ιός εισέρχεται στο εξωκυτταρικό μέσο.

Ο ρόλος των ιών στη βιόσφαιρα

Οι ιοί είναι μία από τις πιο κοινές μορφές της ύπαρξης της οργανικής ύλης στον κόσμο σε αριθμό: ωκεανούς του κόσμου νερό περιέχουν έναν τεράστιο αριθμό των βακτηριοφάγων (περίπου 250 εκατομμύρια [5] του νερού ανά χιλιοστόλιτρο των σωματιδίων), ο συνολικός αριθμός τους στον ωκεανό - περίπου 4 · 30 Οκτώβρη [6] και ο αριθμός των ιών (βακτηριοφάγους) στα ιζήματα των ωκεανών είναι πρακτικά ανεξάρτητη από το βάθος παντού πολύ υψηλό [6]. Στον ωκεανό, εκατοντάδες χιλιάδες είδη (στελέχη) των ιών βρίσκονται, τα περισσότερα από τα οποία δεν περιγράφονται, πολύ λιγότερο μελετημένες [7] [8]. Οι ιοί παίζουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση του αριθμού των πληθυσμών κάποιων ειδών ζωντανών οργανισμών (π.χ., περίοδος dikovaniya ιό μειώνει τον αριθμό των αλεπούδων στις λίγες φορές μέσα σε λίγα χρόνια).

Η θέση των ιών στο ζωντανό σύστημα

Οι ιοί έχουν γενετικές συνδέσεις με εκπροσώπους της χλωρίδας και της πανίδας της Γης. Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες, το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι περισσότερο από το 32% που αποτελείται από πληροφορίες που κωδικοποιούνται από στοιχεία που μοιάζουν με ιούς και τρανσποζόνες. Με τη βοήθεια των ιών μπορεί να προκύψει λεγόμενη οριζόντια μεταφορά γονιδίων (xenology), δηλαδή η μεταφορά των γενετικών πληροφοριών δεν είναι άμεσης γονείς στους απογόνους τους, και μεταξύ των δύο άσχετα (ή ακόμα που ανήκουν σε διαφορετικά είδη) άτομα. Έτσι, στο γονιδίωμα των ανώτερων πρωτευόντων υπάρχει ένα γονίδιο που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη sintsitin, ο οποίος πιστεύεται ότι ήταν adscititious ρετροϊό. Μερικές φορές οι ιοί συνθέτουν συμβίωση με τα ζώα [9] [10]. Για παράδειγμα, το δηλητήριο ορισμένων παρασιτικών σφηκών περιέχει δομές που ονομάζονται πολυ-DNA ιοί (Πολυϋναϊός, PDV) που έχουν ιική προέλευση.

Προέλευση των ιών

Ιοί - μια ομάδα που δεν έχει κοινό πρόγονο. Επί του παρόντος, υπάρχουν αρκετές υποθέσεις που εξηγούν την προέλευση των ιών.

βακτηριοφάγοι που περιέχουν-DNA και ορισμένοι ιοί ευκαρυωτικών που περιέχει DNA μπορεί να προέρχονται από μεταθετά στοιχεία και τα πλασμίδια - απλούστερη αυτόνομη γενετικά στοιχεία του DNA ικανό να αυτο-αντιγραφή σε ένα κύτταρο.

Η προέλευση ορισμένων ιών που περιέχουν RNA σχετίζεται με ιοειδή. Τα ιοειδή έχουν υψηλά δομημένα θραύσματα RNA δακτυλίου που αναδιπλασιάζονται με κυτταρική πολυμεράση RNA. Πιστεύεται ότι τα ιοειδή είναι "διασωθέντα ιντρόνια" - τα ματισμένα τμήματα του mRNA αποκόπτονται κατά τη διάρκεια του ματίσματος που απέκτησαν κατά λάθος την ικανότητα αναπαραγωγής. Οι πρωτεΐνες δεν κωδικοποιούν τα ιοειδή. Πιστεύεται ότι η απόκτηση των περιοχών κωδικοποίησης (ανοικτά πλαίσια ανάγνωσης) από τα ιοειδή οδήγησε στην εμφάνιση των πρώτων ιών που περιέχουν RNA. Πράγματι, υπάρχουν παραδείγματα ιών που περιέχουν έντονες ιοειδείς περιοχές (ιός ηπατίτιδας του Delta).

Ιστορικά, υπάρχει μια υπόθεση ότι οι μεγάλες ιοί περιέχουν DNA-κατέβηκε από πιο σύνθετη (και ενδεχομένως του κυττάρου, όπως η σύγχρονη μυκόπλασμα και ρικέτσιες), ενδοκυτταρικά παράσιτα που έχουν χάσει ένα σημαντικό τμήμα του γονιδιώματός του. Πράγματι, ορισμένες μεγάλες ιοί DNA (Mimivirus, ιός ευλογιάς) κωδικοποιούν λειτουργικά περιττή με την πρώτη ματιά, ένζυμα, σύμφωνα με τους υποστηρικτές της υπόθεσης, άφησαν μια κληρονομιά των πιο πολύπλοκες μορφές της ύπαρξης. Ωστόσο, αυτή η υπόθεση δεν υποστηρίζεται από τα δεδομένα της μοριακής βιολογίας: ενάντια σε αυτό υπόθεσις υποδεικνύει γενετική εγγύτητα αυτών των ιών να γίνει μολυσμένο οργανισμό και την απουσία τουλάχιστον κάποια δομική ομοιότητα με την ενδοκυτταρική οργανισμούς - βακτήρια ή πρωτόζωα. Αυτό εξουδετερώνει εντελώς αυτήν την υπόθεση ως κανόνα, αλλά δεν αποκλείει τυχόν άγνωστες ή ελάχιστα μελετημένες εξαιρέσεις. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι ορισμένες ιικές πρωτεΐνες δεν παρουσιάζουν ομολογία με βακτήρια, αρχαιές και ευκαρυώτες, υποδεικνύοντας μια σχετικά μακρόχρονη απομόνωση αυτής της ομάδας.

Δομή

Τα ιικά σωματίδια (βιριόνια) είναι ένα καψίδιο πρωτεΐνης κάψουλας που περιέχει ένα γονιδίωμα ιού που αντιπροσωπεύεται από ένα ή περισσότερα μόρια ϋΝΑ ή RNA. Το καψίδιο είναι κατασκευασμένο από καψομερή - σύμπλοκα πρωτεϊνών, που αποτελούνται, με τη σειρά τους, από protomers. Το νουκλεϊνικό οξύ σε συνδυασμό με τις πρωτεΐνες χαρακτηρίζεται από τον όρο νουκλεοκαψίδιο. Ορισμένοι ιοί έχουν επίσης μια εξωτερική λιπιδική μεμβράνη. Τα μεγέθη διαφόρων ιών κυμαίνονται από 20 (παρβοϊούς) έως 500 (μιμητοϊούς) και περισσότερα νανομέτρων. Τα βιριόνια έχουν συχνά το σωστό γεωμετρικό σχήμα (εικοσαεφάντ, κύλινδρος). Αυτή η δομή καψιδίου παρέχει την ταυτότητα των δεσμών μεταξύ των συστατικών πρωτεϊνών της και επομένως μπορεί να κατασκευαστεί από πρότυπες πρωτεΐνες ενός ή περισσότερων ειδών, πράγμα που επιτρέπει στον ιό να εξοικονομεί χώρο στο γονιδίωμα.

Ο μηχανισμός μόλυνσης

Συμβατικά, η διαδικασία της ιογενούς μόλυνσης σε μια κλίμακα ενός κυττάρου μπορεί να αναλυθεί σε αρκετά αλληλεπικαλυπτόμενα στάδια:

  • Προσάρτηση στην κυτταρική μεμβράνη Η αποκαλούμενη προσρόφηση. Συνήθως, για να προσροφηθεί το ιοσωμάτιο στην κυτταρική επιφάνεια, πρέπει να έχει μια πρωτεΐνη (συχνά μια γλυκοπρωτεΐνη), έναν υποδοχέα ειδικά για τον ιό, στη μεμβράνη πλάσματος του. Η παρουσία του υποδοχέα συχνά καθορίζει την περιοχή ξενιστή του ιού, καθώς και την ειδικότητα του ιστού του.
  • Διείσδυση στο κελί. Στο επόμενο στάδιο, ο ιός πρέπει να παραδώσει τις γενετικές του πληροφορίες μέσα στο κύτταρο. Μερικοί ιοί φέρουν επίσης δικών του πρωτεϊνών που απαιτούνται για την εφαρμογή της (αυτό είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό για ιούς που περιέχουν RNA αρνητικό). Διάφοροι ιοί να διεισδύσει στο κύτταρο χρησιμοποιώντας διαφορετικές στρατηγικές, για παράδειγμα, πικορναϊών ενέσιμη RNA του κατά μήκος της μεμβράνης του πλάσματος, και οι ιοσωμάτια ορθομυξοϊού συλλαμβάνονται από το κύτταρο κατά τη διάρκεια της ενδοκυτώσεως, πέφτουν στην όξινο περιβάλλον των λυσοσωμάτων όπου υπάρχει τελική ωρίμανση τους (αποπρωτεϊνωμένο ιικών σωματιδίων) μετά την οποία το RNA σύμπλοκο με ιικές πρωτεΐνες υπερνικά τη λυσοσωμική μεμβράνη και εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα. Οι ιοί διαφέρουν επίσης στην αντιγραφή εντοπισμό τους, ορισμένοι ιοί (π.χ., οι ίδιες πικορναϊών) αντιγράφεται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, και μερικά (π.χ., ορθομυξοϊών) στον πυρήνα του.
  • Επαναπρογραμματισμός κυττάρων. Όταν ένας ιός έχει μολυνθεί σε ένα κύτταρο, ενεργοποιούνται ειδικοί μηχανισμοί αντιιικής προστασίας. Τα μολυσμένα κύτταρα αρχίζουν να συνθέτουν μόρια σηματοδότησης - ιντερφερόνες που μεταφέρουν τα υγιή κύτταρα γύρω τους σε μια αντιική κατάσταση και ενεργοποιούν τα συστήματα ανοσίας. Ζημιές που προκλήθηκαν από τον πολλαπλασιασμό του ιού σε ένα κύτταρο μπορεί να ανιχνευθεί από τα συστήματα εσωτερικού ελέγχου του κυττάρου, και αυτό το κύτταρο θα πρέπει να «αυτοκτονήσει» σε μια διαδικασία που ονομάζεται απόπτωση ή προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο. Η ικανότητα του ιού να ξεπεράσει το σύστημα προστασίας κατά του ιού εξαρτάται άμεσα από την επιβίωσή του. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι πολλοί ιοί (για παράδειγμα, picornaviruses, flaviviruses) απέκτησαν την ικανότητα να καταστέλλουν τη σύνθεση ιντερφερόνης, το αποπτωτικό πρόγραμμα και ούτω καθεξής κατά τη διάρκεια της εξέλιξης. Εκτός από την καταστολή της προστασίας από ιούς, οι ιοί τείνουν να δημιουργούν τις πιο ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη των απογόνων τους στο κύτταρο. Ένα παράδειγμα βιβλίου για επαναπρογραμματισμό συστημάτων κυττάρων-ξενιστών είναι η μετάφραση του RNA εντεροϊού (οικογενείς ιούς πικορνεών). Η ιική πρωτεάση διασπά την κυτταρική πρωτεΐνη eIF4G, που είναι απαραίτητες για την έναρξη της μετάφρασης της συντριπτικής πλειοψηφίας των κυτταρικών mRNAs (που μεταφράζονται από τον λεγόμενο μηχανισμό που εξαρτάται από το καπάκι). Ταυτοχρόνως, η έναρξη της RNA μετάφρασης του ίδιου του ιού λαμβάνει χώρα με διαφορετικό τρόπο (μηχανισμός εξαρτώμενος από IRES), για τον οποίο το κομμάτι αποκοπής eIF4G είναι αρκετά επαρκές. Έτσι, τα ιικά RNA αποκτούν αποκλειστικά "δικαιώματα" και δεν ανταγωνίζονται για ριβοσώματα με κυτταρικά.
  • Ανθεκτικότητα. Ορισμένοι ιοί μπορούν να κινηθούν σε μια λανθάνουσα κατάσταση (το λεγόμενο επιμονή για ευκαρυωτικούς ιούς ή βακτηριοφάγων για lysogenicity - βακτηριακοί ιοί), ασθενώς παρεμβαίνει με τις διεργασίες που συμβαίνουν στο κύτταρο, και να ενεργοποιηθούν μόνο υπό ορισμένες συνθήκες. Έτσι κατασκευάστηκε, για παράδειγμα, η στρατηγική αναπαραγωγής μερικών βακτηριοφάγων - εφ 'όσον το μολυσμένο κύτταρο είναι σε ένα ευνοϊκό περιβάλλον, ο φάγος δεν την σκοτώσει, που κληρονόμησε από τα θυγατρικά κύτταρα και συχνά ενσωματώνονται στο κυτταρικό γονιδίωμα. Ωστόσο, σε επαφή με το μολυσμένο βακτήρια λυσογόνο φάγου σε ένα εχθρικό περιβάλλον, ο παράγοντας αναλαμβάνει τον έλεγχο των κυτταρικών διεργασιών, έτσι ώστε το κύτταρο αρχίζει να παράγει τα υλικά από τα οποία οι νέες φάγοι βρίσκονται υπό κατασκευή (το λεγόμενο λυτικό στάδιο). Το κύτταρο μετατρέπεται σε εργοστάσιο ικανό να παράγει πολλές χιλιάδες φάγους. Τα ώριμα σωματίδια, αφήνοντας το κύτταρο, διαρρηγνύουν την κυτταρική μεμβράνη, και έτσι σκοτώνουν το κύτταρο. Με την επιμονή των ιών (για παράδειγμα, των παπαοϊών) συσχετίζονται μερικές ογκολογικές παθήσεις.
  • Δημιουργία νέων συστατικών του ιού. αναπαραγωγή του ιού στην πιο γενική περίπτωση εμπλέκει τρεις διεργασίες - 1) μεταγραφή του ιικού γονιδιώματος - ότι είναι η σύνθεση του ιικού mRNA, 2) τη μετάφρασή της, ότι είναι, η σύνθεση των ιικών πρωτεϊνών και 3) αντιγραφή του ιικού γονιδιώματος (σε ορισμένες περιπτώσεις, όταν η γενετική πληροφορία του ιού κωδικοποιείται με τη μορφή RNA γονιδιωματικό RNA παίζει ταυτόχρονα το ρόλο του mRNA και, ως εκ τούτου η διαδικασία της μεταγραφής σε παράσιτα κύτταρα δεν λαμβάνει χώρα ως περιττή). Πολλοί ιοί έχουν συστήματα ελέγχου που εξασφαλίζουν τη βέλτιστη κατανάλωση βιοϋλικών του κυττάρου ξενιστή. Για παράδειγμα, όταν ένας ιικού mRNA συσσωρεύσει αρκετή καταστέλλεται ιϊκής μεταγραφής γονιδιώματος και αντιγραφή αντίθετα - ενεργοποιείται.
  • Ρύθμιση των βιριόντων και έξοδος από το κελί. Τελικά, το πρόσφατα συντεθέν γονιδιωματικό RNA ή ϋΝΑ είναι ντυμένο με τις κατάλληλες πρωτεΐνες και εξέρχεται από το κύτταρο. Πρέπει να πούμε ότι ένας ενεργός πολλαπλασιαστικός ιός δεν σκοτώνει πάντα το κύτταρο ξενιστή. Σε ορισμένες περιπτώσεις (για παράδειγμα, ορθομικιοϊοί), οι θυγατρικοί ιοί αποσύρονται από τη μεμβράνη πλάσματος χωρίς να προκαλούν ρήξη. Έτσι, το κύτταρο μπορεί να συνεχίσει να ζει και να παράγει τον ιό.

Ταξινόμηση

Στην ταξονομία της ζωντανής φύσης, οι ιοί κατανέμονται σε ξεχωριστή ταξινομική κατηγορία Vira, που σχηματίζονται στην ταξινόμηση του συστήματος Naturae 2000 μαζί με τομείς Βακτήρια, Αρχαία και Eukaryota ταξινόμηση ρίζας Biota. Κατά τη διάρκεια του ΧΧ αιώνα, η συστηματική πρότεινε προτάσεις για τη δημιουργία μιας ειδικής ταξινομικής κατηγορίας για τις μη κυτταρικές μορφές ζωής (Aphanobionta Novak, 1930; η βασιλεία του Acytota Jeffrey, 1971. Acellularia), αλλά οι προτάσεις αυτές δεν κωδικοποιήθηκαν.

Συστηματική και ταξινόμηση των ιών κωδικοποιεί και υποστηρίζει η Διεθνής Επιτροπή για την Ταξινόμηση των ιών (Διεθνής Επιτροπή για την Ταξινόμηση των ιών, ICTV), υποστηρίζει επίσης την ταξινομική βάση δεδομένων Η Οικουμενική Virus Database ICTVdB.

Ταξινόμηση ICTV

Διεθνής Επιτροπή για Ταξινομία των Ιών το 1966 εκδόθηκε σύστημα κατάταξης του ιού με βάση τη διαφορά στον τύπο (RNA και DNA), αριθμός nukleoticheskih οξύ μορίων (ενός και δύο-αλυσίδα) και σχετικά με την παρουσία ή απουσία ενός πυρηνικού φακέλου. Το σύστημα ταξινόμησης είναι μια σειρά από ιεραρχικά taxa:

Ταξινόμηση της Βαλτιμόρης

Ο βραβευμένος με Νόμπελ, βιολόγος Ντέιβιντ Βαλτιμόρη, πρότεινε το πρόγραμμά του για ταξινόμηση των ιών, με βάση τις διαφορές στον μηχανισμό παραγωγής mRNA. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει επτά μεγάλες ομάδες [11] [12]:

  • (Ι) Οι ιοί που περιέχουν διπλόκλωνο DNA και δεν έχουν στάδια RNA (π.χ. ιούς έρπητα, ιούς ροχ, παοϊούς, μιμιβίρη).
  • (II) Ιοί που περιέχουν διπλόκλωνο RNA (π.χ. ροταϊούς).
  • (Iii) Ιοί που περιέχουν μονοστοιχείο μορίου ϋΝΑ (π.χ., παρβοϊούς).
  • (IV) Ιοί που περιέχουν μοριακό μόριο RNA θετικής πολικότητας (π.χ., picornaviruses, flaviviruses).
  • (V) Ιοί που περιέχουν μοριακό μόριο RNA αρνητικής ή διπλής πολικότητας (π.χ., ορθομικιοϊούς, φιλοϊούς).
  • (Vi) Οι ιοί που περιέχουν μοριακό μόριο RNA και έχουν στον κύκλο ζωής τους ένα στάδιο σύνθεσης ϋΝΑ στο πρότυπο RNA, ρετροϊούς (π.χ. HIV).
  • (VII) Οι ιοί που περιέχουν διπλόκλωνο ϋΝΑ και έχουν στον κύκλο ζωής τους ένα στάδιο σύνθεσης ϋΝΑ στη μήτρα RNA, ρετροειδείς ιούς (π.χ. ιός ηπατίτιδας Β).

Επί του παρόντος, για την ταξινόμηση των ιών, αμφότερα τα συστήματα χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα, ως συμπληρωματικά μεταξύ τους [13] [14] [15].

Μία περαιτέρω διαίρεση γίνεται με βάση χαρακτηριστικά όπως η δομή του γονιδιώματος (τμήματα παρουσία κυκλικό ή γραμμικό μόριο) γενετική ομοιότητα με άλλους ιούς, η παρουσία της μεμβράνης λιπιδίου, ταξινομική υπαγωγή του οργανισμού ξενιστή και ούτω καθεξής.

Ιοί στη μαζική κουλτούρα

Στη βιβλιογραφία

  • Κλήση (μυθιστόρημα)
  • Μωβ μπάλα (μυθιστόρημα)
  • S.T.A.L.K.E.R. (φανταστικό μυθιστόρημα)

Στον κινηματογράφο

  • Σε μια φανταστική ταινία τρόμου "Resident Evil" και τις συνέπειές της.
  • Σε μια φανταστική ταινία τρόμου "28 μέρες αργότερα" και οι συνέπειές της.
  • Στην πλοκή της καταστροφής "Επιδημία" υπάρχει ένας πλασματικός ιός "Motaba", η περιγραφή του οποίου μοιάζει με τον πραγματικό ιό Ebola.
  • Στην ταινία "Καλώς ήλθατε στο Zombiland."
  • Στην ταινία "Lilac Ball".
  • Στην ταινία "Carriers".
  • Στην ταινία «Είμαι θρύλος».
  • Στην ταινία "Infestation."
  • Στην ταινία "Αναφορά".
  • Στην ταινία "Καραντίνα".
  • Στην ταινία "Καραντίνα 2: Τερματικό".
  • Στη σειρά "Regener".
  • Στην τηλεοπτική σειρά Walking Dead.
  • Στην τηλεοπτική σειρά "Closed School".
  • Στην ταινία "Carriers".

Σε κινούμενα σχέδια

Τα τελευταία χρόνια, οι ιοί είναι συχνά οι «ήρωες» των κινουμένων σχεδίων και σειρά κινουμένων σχεδίων, μεταξύ των οποίων μπορούν να αναφερθούν, για παράδειγμα, «Jones όσμωση» (ΗΠΑ), 2001), «Ozzy και Driksa» (Ηνωμένες Πολιτείες, την περίοδο 2002-2004.) Και «επίθεση ιών» (Ιταλία, 2011).

Ιοί. Γενικά χαρακτηριστικά.

Οι ιοί είναι Μια ειδική ομάδα οργανισμών, η οποία είναι α μη κυτταρική μορφή ζωής. Οι ιοί είναι ενδοκυτταρικά παράσιτα και μπορούν να λειτουργούν μόνο σε κύτταρο. Έξω από το κελί, οι ιοί δεν εμφανίζουν σημάδια ζωής και έχουν κρυσταλλική μορφή.

Η δομή των ιών.

Ιούς πρωτοζώων νουκλεοπρωτεΐνη, η οποία αποτελείται από νουκλεϊκό οξύ (RNA ή DNA) και capsid - μια πρωτεϊνική επικάλυψη. Περισσότερο από σύνθετους ιούς έχουν επιπλέον λιπιδικό παλτό. Υπάρχει ένας τύπος ιού - βακτηριοφάγους, Έχουν μια ειδική δομή που τους επιτρέπει να εισάγουν το γονιδίωμα τους σε βακτηριακά κύτταρα. Τα βακτηριοφάγα έχουν ένα σώμα που αποτελείται από ένα κεφάλι με ένα γονιδίωμα, μια ουρά (έναν σωλήνα που μεταφέρει το γονιδίωμα σε ένα κλουβί) και τις διαδικασίες.

Οι ιοί μπορούν να εισέλθουν στο κύτταρο διαλύοντας την κυτταρική μεμβράνη ή βυθίζοντας τα θραύσματα του φακέλου μαζί με τον ιό στο κυτταρόπλασμα ή μαζί με τα κυστίδια πονόκωσης.

Μόλις εισέλθει στο κύτταρο, ο ιός αρχίζει να πολλαπλασιάζεται με ένα κύτταρο που συνθέτει το DNA ή το RNA του ιού. Το κύτταρο είναι κατεστραμμένο, και μετά το θάνατο, και οι ιοί είναι σε θέση να χτυπήσει άλλα κύτταρα. Έτσι, ο ιός μπορεί να υπάρχει και να πολλαπλασιάζεται σχεδόν απεριόριστα. Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών ιών που προκαλούν επικίνδυνες ασθένειες: γρίπη, ηπατίτιδα, AIDS και άλλα.

Το πιο επικίνδυνο και ανεξερεύνητο μέχρι το τέλος είναι ο ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), που προκαλεί το σύνδρομο της επίκτητης ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (AIDS), που εισέρχεται στο σώμα κατά τη σεξουαλική επαφή ή μέσω του αίματος. Αυτός ο ιός επιτίθεται στα κύτταρα της ανθρώπινης ανοσίας, καθιστώντας την ευάλωτη σε οποιαδήποτε ασθένεια, λόγω της οποίας ένα άτομο μπορεί να πεθάνει ακόμη και από το κρύο.

Οι ιοί που βλάπτουν το σώμα του ανθρώπου και των ζώων έχουν τη δυνατότητα να μεταλλάσσονται πολύ γρήγορα. Το γεγονός αυτό καθιστά τις ιογενείς ασθένειες εξαιρετικά ανθεκτικές στη θεραπεία.

Βιολογικοί ιοί

Η συντριπτική πλειονότητα των ζωντανών οργανισμών στη Γη αποτελείται από κύτταρα και μόνο οι ιοί δεν έχουν κυτταρική δομή. Σε αυτό το σημαντικότερο σημάδι, όλα τα ζωντανά πράγματα χωρίζονται τώρα σε δύο σφαίρες από τους επιστήμονες:

- κυτταρικοί (ιοί και φάγοι),

- κυτταρικοί (όλοι οι άλλοι οργανισμοί: βακτήρια και ομάδες κοντά τους, μύκητες, πράσινα φυτά, ζώα και άνθρωποι).

Οι ιοί είναι οι μικρότεροι οργανισμοί, τα μεγέθη τους κυμαίνονται από 12 έως 500 νανόμετρα. Οι ιοί δεν μπορούν να παρατηρηθούν σε ένα οπτικό μικροσκόπιο, επειδή οι διαστάσεις τους είναι μικρότερες από το μήκος κύματος του φωτός κύματος. Μπορείτε να τα δείτε μόνο με τη βοήθεια ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Οι μικροί ιοί είναι ίσοι με τα μεγάλα πρωτεϊνικά μόρια. Τα πιο σημαντικά διακριτικά χαρακτηριστικά των ιών είναι τα εξής:

1. Περιέχουν στη σύνθεσή τους είναι μόνο ένας τύπος νουκλεϊκού οξέος, είτε ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) ή δεοξυριβονουκλεϊνικό οξύ (ϋΝΑ) - και όλες οι κυτταρικές οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των πιο πρωτόγονα βακτήρια περιέχουν τόσο DNA και RNA ταυτόχρονα.

2. Δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό, έχουν πολύ περιορισμένο αριθμό ενζύμων. Για την αναπαραγωγή, χρησιμοποιείται ο μεταβολισμός του κυττάρου ξενιστή, τα ένζυμα και η ενέργεια του. Οι ιοί, σύμφωνα με τον Satprem, "χρησιμοποιούν το μυαλό των κυττάρων".

3. Μπορούν να υπάρχουν μόνο ως ενδοκυτταρικά παράσιτα και να μην αναπαράγονται έξω από τα κύτταρα εκείνων των οργανισμών στους οποίους παρασιτοποιούνται.

Οι πιο πρωτόγονοι ιοί αποτελούνται από ένα μόριο RNA (ή DNA), που περιβάλλεται από έξω από πρωτεϊνικά μόρια που δημιουργούν το περίβλημα του ιού. Ορισμένοι ιοί έχουν ένα ακόμα - εξωτερικό ή δευτερεύον, κέλυφος. οι πιο πολύπλοκοι ιοί περιέχουν έναν αριθμό ενζύμων.

Το νουκλεϊκό οξύ είναι ο φορέας των κληρονομικών ιδιοτήτων του ιού. Οι πρωτεΐνες των εσωτερικών και εξωτερικών μεμβρανών χρησιμεύουν για την προστασία του.

Δεδομένου ότι οι ιοί δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό, εκτός του κυττάρου υπάρχουν υπό τη μορφή "μη ζώντων" σωματιδίων. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να ειπωθεί ότι οι ιοί είναι αδρανείς κρύσταλλοι. Κατά την είσοδό τους στο κλουβί, ξαναζωντανεύουν.

Όταν πολλαπλασιάζονται για να δημιουργήσουν συστατικά των σωματιδίων τους, οι ιοί χρησιμοποιούν θρεπτικά συστατικά, περιβάλλον πληροφόρησης και συστήματα μεταβολισμού ενέργειας των μολυσμένων κυττάρων. Μετά την είσοδό του στο κύτταρο, ο ιός διασπάται στα συστατικά του μέρη - πρωτεΐνες νουκλεϊκού οξέος και φακέλου. Από τη στιγμή αυτή, η γενετική πληροφορία που κωδικοποιείται στο νουκλεϊκό οξύ του ιού αρχίζει να ελέγχει τις βιοσυνθετικές διεργασίες του κυττάρου ξενιστή.

Στο κύτταρο ξενιστή, πραγματοποιείται ξεχωριστή σύνθεση του περιβλήματος και του νουκλεϊκού οξέος του ιού. Αργότερα ενώνονται και σχηματίζουν ένα νέο virion (πλήρως σχηματισμένο ώριμο ιό).

Οι ιοί δεν πολλαπλασιάζονται σε τεχνητά θρεπτικά μέσα - είναι πολύ επιλεκτικοί στα τρόφιμα. Χρειάζονται ζωντανά κύτταρα, και όχι καθόλου, αλλά αυστηρά καθορισμένα.

Η επιστήμη γνωρίζει τους ιούς των βακτηρίων, των φυτών, των εντόμων, των ζώων και των ανθρώπων. Περισσότερα από χίλια έχουν ανακαλυφθεί. Οι διαδικασίες που σχετίζονται με τον ιό συχνά, αλλά όχι πάντα, καταστρέφουν και καταστρέφουν το κύτταρο ξενιστή. Η αναπαραγωγή των ιών, σε συνδυασμό με την καταστροφή των κυττάρων, οδηγεί στην εμφάνιση καταστάσεων ασθένειας στο σώμα.

Οι ιοί προκαλούν πολλές ανθρώπινες ασθένειες: ιλαράς, της παρωτίτιδας, της γρίπης, της πολιομυελίτιδας, λύσσα, ευλογιά, κίτρινος πυρετός, το τράχωμα, εγκεφαλίτιδα, ορισμένες ογκολογικές ασθένειες, το AIDS, ο έρπης.

Σήμερα, οι επιστήμονες όλο και περισσότερο υποθέτουν ότι οι ιοί είναι η αιτία των νευρικών διαταραχών και των ψυχικών ασθενειών. Για παράδειγμα, ο καθηγητής Norbert Nowotny του Πανεπιστημίου της Βιέννης διαθέτει στοιχεία που αποδεικνύουν ότι ο ιός Bourne που προκαλεί θανατηφόρα ασθένεια του εγκεφάλου σε ζώα, αλλά δεν αποτελούν, όπως αναμενόταν μέχρι αυτή τη στιγμή, ο κίνδυνος για τον άνθρωπο, ικανό όλοι το ίδιο για να χτυπήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο, προκαλώντας σχιζοφρένεια, κατάθλιψη και χρόνιο κόπωση.

Είναι γνωστό ότι τα άλογα και ο ιός Bourne προβαίνουν σε σοβαρές περιπτώσεις φλεγμονής του εγκεφάλου. Ως αποτέλεσμα της ασθένειας, τα ζώα σταματούν να τρώνε, χάνουν το ενδιαφέρον για το περιβάλλον και στις περισσότερες περιπτώσεις πεθαίνουν από την παράλυση μέσα σε 3 εβδομάδες. Επί του παρόντος, δεν υπάρχει αποτελεσματική μέθοδος για τη θεραπεία ασθενών ζώων. Τα τελευταία δεδομένα υποδεικνύουν ότι στο ανθρώπινο σώμα ο ιός μπορεί ακόμα να προκαλέσει ορισμένες αλλαγές, ειδικότερα, αλλαγές στη μετάδοση των νευρικών σημάτων, οι οποίες αναπόφευκτα οδηγούν σε ψυχικές διαταραχές. Δείχνεται ότι σε άτομα που πάσχουν από νευρικές διαταραχές, ανιχνεύεται ένα υψηλό επίπεδο αντισωμάτων στον ιό. Επιπλέον, ο ιός εμφανίζεται επίσης σε πολλά άτομα με χρόνιο σύνδρομο κόπωσης.

Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι πολλοί ανθρώπινοι ιοί ζουν στο ανθρώπινο σώμα, αλλά δεν εκδηλώνονται πάντα. Μόνο ένας ασθενής οργανισμός επηρεάζεται από τον παθογόνο ιό.

Οι τρόποι μόλυνσης με ιούς είναι πολύ διαφορετικοί: μέσω του δέρματος με δαγκώματα εντόμων και ακάρεων. μέσω του σάλιου, της βλέννας και άλλων εκκρίσεων του ασθενούς. μέσω του αέρα? με φαγητό. σεξουαλικά και άλλα.

Γνωστή ένας αριθμός ιών που δεν είναι φορείς της νόσου. Πολλοί από αυτούς διεισδύουν στο ανθρώπινο σώμα, αλλά δεν προκαλούν κλινικά ανιχνεύσιμες ασθένειες. Μπορούν να υπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα και χωρίς εξωτερικές εκδηλώσεις στα κελιά του ξενιστή τους.

Αν και οι ιοί δεν είναι πλήρεις ζώντες οργανισμοί, η εξέλιξή τους έχει πολλά κοινά με την εξέλιξη άλλων παθογόνων. Για να επιβιώσει ως είδος, κανένα παράσιτο δεν μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνο για τον κύριο οικοδεσπότη του, στον οποίο πολλαπλασιάζεται. Διαφορετικά, αυτό θα οδηγούσε στην πλήρη εξαφάνιση του ξενιστή ως βιολογικού είδους, και μαζί του το ίδιο το παθογόνο. Ταυτόχρονα, οποιοσδήποτε παθογόνος οργανισμός δεν μπορεί να υπάρχει ως βιολογικό είδος εάν ο κύριος ξενιστής του αναπτύσσει ανοσία πολύ γρήγορα και αποτελεσματικά, πράγμα που επιτρέπει την καταστολή της αναπαραγωγής του παθογόνου παράγοντα. Ως εκ τούτου, ένας ιός που προκαλεί οξεία και σοβαρή ασθένεια σε ορισμένα είδη υποστηρίζει την κυκλοφορία του ιού στη φύση. Έτσι, για παράδειγμα, ο ιός της λύσσας στη φύση παραμένει ανάμεσα στα τρωκτικά, για τα οποία η μόλυνση με αυτόν τον ιό δεν είναι θανατηφόρα.

Για πολλούς ιούς, όπως η ιλαρά, ο έρπης και, εν μέρει, η γρίπη, η κύρια φυσική δεξαμενή είναι ένα άτομο. Η μετάδοση αυτών των ιών εμφανίζεται με αερομεταφερόμενο ή με επαφή.

Ιοί

Η δομή των ιών

Ιοί (από τα Λατινικά. ιό - δηλητήριο), σε αντίθεση με όλους τους άλλους οργανισμούς, δεν έχουν κυτταρική δομή. Είναι σε θέση να ζουν και να αναπαράγονται αποκλειστικά στα κύτταρα άλλων οργανισμών και δεν εκδηλώνουν πέρα ​​από τις ζωτικές τους λειτουργίες. Έτσι, οι ιοί μπορούν να θεωρηθούν ως μια μη κυτταρική μορφή ζωής. Οι ιοί ανακαλύφθηκαν από τον ρώσο επιστήμονα DI Ivanovsky το 1892 όταν μελέτησαν τα αίτια της μωσαϊκής ασθένειας των φύλλων καπνού. Επομένως, ο πρώτος γνωστός ιός ονομάστηκε ιός μωσαϊκού καπνού.

Όντας σε ένα κύτταρο ξενιστή, ο ιός είναι ένα μόριο νουκλεϊκού οξέος (DNA ή RNA). Με βάση αυτό, οι ιοί χωρίζονται σε περιέχοντα ϋΝΑ και περιέχοντα RNA. Στην ελεύθερη κατάσταση, ένα πλήρως σχηματισμένο ιικό σωματίδιο ικανό να μολύνει τα κύτταρα-ξενιστές είναι υπό τη μορφή virion. Το ιοσωμάτιο, εκτός από το νουκλεϊνικό οξύ, έχει προστατευτικό φάκελο πρωτεϊνών (capsid). Μερικοί ιοί,
όπως είναι ο έρπης ή οι ιοί της γρίπης, υπάρχει επίσης μια πρόσθετη επικάλυψη λιποπρωτεΐνης (υπερκασψίδη). Το υπερκασψίδιο σχηματίζεται από την κυτταροπλασματική μεμβράνη του κυττάρου ξενιστή. Το μέγεθος του ιού κυμαίνεται από 20 έως 500 nm. Οι περισσότεροι ιοί έχουν κρυσταλλική μορφή.

Η διείσδυση των ιών στο κύτταρο ξενιστή

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, οι ιοί μπορούν να πολλαπλασιαστούν μόνο διεισδύοντας σε κύτταρα βακτηρίων, φυτών και ζώων. Με αυτόν τον τρόπο, χρησιμοποιούν τα βιοσυνθετικά και ενεργειακά συστήματα του κυττάρου ξενιστή. Μια σημαντική προϋπόθεση για τη διείσδυση ενός σωματιδίου ιού σε ένα κύτταρο είναι η παρουσία μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης υποδοχέα στην κυτταρική επιφάνεια. Αυτή η πρωτεΐνη υποδοχέα παρέχει προσκόλληση του ιού στην κυτταρική μεμβράνη. Με τη σειρά τους, οι συγκεκριμένες πρωτεΐνες που συνθέτουν το πρωτεϊνικό περίβλημα του ιού (καψίδιο) εκτελούν επίσης ρόλο υποδοχέα. Αναγνωρίζουν ειδικές δομές στην επιφάνεια του κυττάρου ξενιστή. Εάν η αναγνώριση είναι επιτυχής, το ιικό σωματίδιο δεσμεύεται στους υποδοχείς των κυττάρων-στόχων μέσω χημικών δεσμών. Επομένως, ορισμένοι ιοί είναι επικίνδυνοι για ορισμένους οργανισμούς και απολύτως αβλαβείς για τους άλλους. Μία τέτοια διαδικασία αλληλεπίδρασης υποδοχέα ενός ιού με ένα κύτταρο ξενιστή ονομάζεται την απορρόφηση του ιού.

Περαιτέρω, ο ιικός φάκελος συγχωνεύεται με την κυτταρική μεμβράνη και το γενετικό υλικό του ιού διεισδύει στο κύτταρο ξενιστή. Μόλις βρεθεί σε ένα κλουβί, ο ιός χάνει το φάκελο πρωτεϊνών. Το γενετικό υλικό (γονιδίωμα) του ιού, που αντιπροσωπεύεται από το DNA ή το RNA, περιέχει από αρκετά γονίδια σε απλά μέχρι τριακόσια γονίδια σε σύνθετους ιούς. Τα γονίδια του ιικού γονιδιώματος είναι ικανά να κωδικοποιούν πρωτεΐνες με διάφορες λειτουργίες, για παράδειγμα, δομικές πρωτεΐνες, πρωτεΐνες ενζύμων. Το γενετικό υλικό του ιού είναι πολύ ενεργό και μετά τη διείσδυση του στο κύτταρο ενσωματώνεται γρήγορα στο γονιδίωμα του.

Μετά από αυτό, ο ιός περνάει στη φάση προϊός (λανθάνουσα φάση). Η φάση του προϊού είναι μια κατάσταση όταν το κύτταρο-ξενιστής είναι μολυσμένο και ο πολλαπλασιασμός του ιού και οιαδήποτε ορατή βλάβη στο κύτταρο απουσιάζουν. Η λανθάνουσα φάση διαρκεί από αρκετές ώρες (για τον ιό της γρίπης) έως αρκετά χρόνια (στον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας). Μετά την λανθάνουσα φάση ακολουθείται η φάση των ορατών εκδηλώσεων της νόσου. Συνδέεται με την ενεργοποίηση του ιικού γενετικού υλικού και την έναρξη του πολλαπλασιασμού του ιού, γεγονός που οδηγεί στον κυτταρικό θάνατο.

Διάδοση των ιών

Ο ιός συνθέτει τις δικές του πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα από τους πόρους του μολυσμένου κυττάρου. Οι ιοί που περιέχουν ϋΝΑ είναι ένας από τους πρώτους που συνθέτουν το ένζυμο πολυμεράσης RNA, το οποίο βασίζεται στον κλώνο του DNA του ιού RNA. Αυτό το i-RNA εισέρχεται στα ριβοσώματα του κυττάρου ξενιστή, όπου προχωρά η βιοσύνθεση άλλων πρωτεϊνών του ιικού σωματιδίου.

Στο επόμενο στάδιο, οι νεοσυντιθέμενες πρωτεΐνες και το νουκλεϊκό οξύ του ιού συνδυάζονται στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου ξενιστή. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται νέα σωματίδια ιού - virions. Διακόπτουν την κυτταροπλασματική μεμβράνη, εισέρχονται στον ενδοκυτταρικό χώρο ή αίμα και μολύνουν άλλα κύτταρα.

Πολλοί ιοί που περιέχουν RNA συνθέτουν την ενζυματική πολυμεράση που εμπλέκεται στη σύνθεση νέων σωματιδίων ιικού RNA. Αυτό το RNA περνά στα ριβοσώματα και ελέγχει τη σύνθεση των πρωτεϊνών του ιϊκού περιβλήματος - καψιδίου. Όπως μπορείτε να δείτε, το DNA δεν απαιτείται για τέτοιους ιούς να διαδίδουν και να μεταδίδουν γενετικές πληροφορίες.

Διεισδύοντας σε κύτταρα ζωντανών οργανισμών, οι ιοί προκαλούν μια σειρά επικίνδυνων ασθενειών φυτών, ζώων και ανθρώπων. Καταπολέμηση των γεωργικών φυτών, οι ιοί μειώνουν σημαντικά την απόδοση τους και επιδεινώνουν την ποιότητά τους. Παραδείγματα ιογενών ασθενειών των φυτών είναι μωσαϊκή ασθένεια του καπνού, ίκτερος πατάτας, που εκδηλώνεται στην στρίψιμο των φύλλων και νάνφις των φυτών. Μεταξύ των επικίνδυνων ιογενών ασθενειών των ζώων και των ανθρώπων είναι η ανεμευλογιά, η πολιομυελίτιδα, η λύσσα, η ιική ηπατίτιδα, η γρίπη, το AIDS.

Πολλοί ιοί στους οποίους ένα άτομο είναι ευαίσθητο δεν επηρεάζουν τα ζώα και το αντίστροφο. Για παράδειγμα, μερικά ζώα μπορεί να είναι φορείς ανθρώπινων ιών και να μην αρρωσταίνουν. Έτσι, τα πουλιά φέρουν διάφορες μορφές του ιού της γρίπης, στις οποίες ένα άτομο είναι ευαίσθητο.

Ιοειδή. Βακτηριοφάγοι. Βίαιοι και μέτριοι φάγοι

Ιοειδή (από τα Λατινικά. ιό - δηλητήριο, από την ελληνική. eidos - μορφή, μορφή) - μολυσματικοί παράγοντες, οι οποίοι είναι ένα μονοκλωνικό μόριο RNA χαμηλού μοριακού βάρους που δεν κωδικοποιεί τις δικές του πρωτεΐνες. Η κύρια διαφορά μεταξύ των ιών και των ιών είναι η έλλειψη καψιδίου. Τα ιοειδή, όπως οι ιοί, μπορούν να προκαλέσουν ασθένειες ζώων και φυτών. Είναι τα μικρότερα γνωστά παθογόνα. Μονοκλωνικά μόρια ιών RNA είναι πολύ μικρότερα από τα ιικά γονιδιώματα. Τα ιοειδή RNA αποτελούνται από ένα μέσο όρο 300 νουκλεοτιδίων. Για σύγκριση: το γονιδίωμα του μικρότερου γνωστού ιού μετρά περίπου 2000 νουκλεοτίδια. Μέχρι σήμερα, τα πιο μελετημένα φυτικά ιοειδή (προκαλούν παραμόρφωση κονδυλωμάτων, νάνος, κλπ.).

Βακτηριοφάγοι, ή φάγους, Είναι μια ομάδα ιών που μολύνουν τα βακτηριακά κύτταρα. Το σωματίδιο φάγου (ιοσωμάτιο) αποτελείται από μια κεφαλή και μια ουρά (διαδικασία). Το εσωτερικό μέρος της κεφαλής φάγου αποτελείται από DNA ή RNA, το οποίο είναι ένας σφιχτά στριμμένος κλώνος. Το νουκλεϊκό οξύ περιβάλλεται από μια πρωτεϊνική επικάλυψη (καψίδιο), η οποία προστατεύει το γονιδίωμα βακτηριοφάγου έξω από το κύτταρο. Η ουρά είναι ένας πρωτεϊνικός σωλήνας, ο οποίος αποτελεί συνέχεια του πρωτεϊνικού κελύφους της κεφαλής του φάγου. Οι πρωτεΐνες που αποτελούν το κέλυφος ουράς έχουν συσταλτικές ιδιότητες. Στο κάτω μέρος της ουράς υπάρχει μια βασική πλάκα με προεξοχές διαφόρων σχημάτων. Από αυτό αναχωρούν τα λεπτά μακρά νήματα, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να συνδέουν τον φάγιο με τα βακτήρια. Κατά την επαφή, ένζυμα εντοπισμένα στην κορυφή της ουράς διαλύουν τοπικά το τοίχωμα του βακτηριακού κυττάρου. Περαιτέρω, η ουρά συντομεύεται και μέσω αυτής το νουκλεϊνικό οξύ που περιέχεται στο κεφάλι του φάγου διεισδύει στο βακτηριακό κύτταρο. Σε αυτή την περίπτωση, το κέλυφος πρωτεΐνης του φάγου παραμένει έξω. Οι βακτηριοφάγοι έχουν ειδικές αντιγονικές ιδιότητες, διαφορετικές από τα αντιγόνα των βακτηριακών κυττάρων και άλλων φάγων.

Βίαιοι φάγοι - βακτηριοφάγοι, οι οποίοι ως αποτέλεσμα του κύκλου ζωής σχηματίζουν νέα σωματίδια φάγου σε μολυσμένα βακτηριακά κύτταρα, οδηγώντας τα βακτήρια σε θάνατο.

Μέτρια Φάγοι - βακτηριοφάγοι, οι οποίοι μετά τη διείσδυση στο βακτηριακό κύτταρο δεν οδηγούν στο θάνατό του. Την ίδια στιγμή, το νουκλεϊνικό οξύ τους είναι ενσωματωμένο στο γενετικό υλικό του κυττάρου-ξενιστή, σχηματίζοντας με αυτό ένα μόριο. Αυτή η μορφή φάγου ονομάζεται prophage. Περαιτέρω, όταν το βακτήριο πολλαπλασιάζεται, ο προφήτης αναπαράγεται μαζί με το γονιδίωμα του. Την ίδια στιγμή, η καταστροφή του βακτηριακού κυττάρου δεν συμβαίνει και το κληρονομικό υλικό του ιού μεταδίδεται από το βακτήριο στα βακτήρια για απεριόριστο αριθμό γενεών.

Επί του παρόντος, μία από τις πιο επικίνδυνες ιικές ασθένειες ενός ατόμου είναι το AIDS (σύνδρομο επίκτητης ανοσοανεπάρκειας). Ο ιός επηρεάζει κυρίως το ανοσοποιητικό σύστημα. Ως αποτέλεσμα, ένα άτομο γίνεται ευάλωτο σε μικροοργανισμούς, οι οποίοι υπό κανονικές συνθήκες δεν είναι παθογόνοι γι 'αυτόν. Αυτό οδηγεί σε μια ταχέως αναπτυσσόμενη ανάπτυξη μολυσματικών ασθενειών, κακοήθων νεοπλασμάτων και θανάτου. Οι κύριοι τρόποι μόλυνσης με τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV) και η εξάπλωση της νόσου είναι η επιδημία της σεξουαλικής επαφής και η χρήση μη αποστειρωμένων ιατρικών οργάνων από τοξικομανείς.

Μαζί με τους πολυκύτταρους και τους μονοκύτταρους οργανισμούς, υπάρχουν και μη κυτταρικές μορφές ζωής στη φύση - οι ιοί. Οι ιοί αποτελούνται από ένα γενετικό υλικό (DNA ή RNA), το οποίο περιβάλλεται από προστατευτική πρωτεϊνική επικάλυψη - ένα καψίδιο. Οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν μόνο στα κύτταρα άλλων οργανισμών. Τα βακτηριοφάγα είναι μια ομάδα ιών που μολύνουν τα βακτηριακά κύτταρα. Με βάση τον τύπο του κύκλου ζωής, οι βακτηριοφάγοι χωρίζονται σε μολυσματικούς και μέτριους. Οι ιοί είναι η αιτία μιας σειράς επικίνδυνων ασθενειών φυτών, ζώων και ανθρώπων.


Σχετικά Άρθρα Ηπατίτιδα