Презентація на тему:
"Віруси, їхня будова, життєві цикли"

Підготували учениці 6 класу Чортківської гімназії Імені Маркіяна Шашкевича Гулька Марія та Шевчук Галина

Клітина — це елементарна структурно-функціональна одиниця живого. Але є форми життя, які розмножуються тільки всередині живих клітин і, не маючи власного обміну речовин, виявляють такі властивості живого, як спадковість, мінливість. Такі форми жит тя вчені назвали неклітинними формами життя. До них належать віруси. За своєю природою віруси є обов’язковими внутріш ньоклітинними паразитами. Крім вірусів, є й інші структури, які демонструють окремі влас тивості живого і можуть спричинити захворювання в різних групах організмів, наприклад віроїди, вірусоїди і пріони. Віроїди — це позбавлені оболонки невеликі молекули кільцевої, за звичай одно ланцюгової, РНК, що спричиняють захворювання рослин. Вірусоїди схожі на віроїди, але включені у структуру вірусу - помічника і реплікуються лише з його допомогою. Пріони — це особливий клас інфекційних агентів, винятково біл кових, які не містять нуклеїнових кислот, вони спричиняють тяжкі захворювання центральної нервової системи в людини та деяких ви щих тварин. Віруси розпізнаються за наслідками свого розвитку в клітинах ха зяїна. Вони руйнують цілі комплекси клітин, спричиняють ураження тканин, що призводить до різних захворювань.

Уперше віруси (від латин, virus — отрута) були описані ботаніком Д. Івановським у 1892 р. Учений виявив, що збудник тютюнової мозаїки проходить крізь фільтр, що затримує бактерії. Він показав, що профільтрований крізь такий фільтр екстракт рослин тютюну, за ражених тютюновою мозаїкою, зберігає здатність спричиняти захво рювання у здорових рослин. Збудник ящуру великої рогатої худоби, який фільтрується, був виявлений у 1897 р. німецьким бактеріологом Ф. Лефлером. Першим виявленим вірусом людини був вірус жовтої пропасниці, відкритий американським хірургом У. Рідом у 1901 р.

Інші дослідники вважають, що деякі ДНК-вмісні віруси еукаріотів, імовірно, походять від мобільних (рухливих) елементів — ділянок ДНК, які можуть здійснювати самостійну реплікацію в клітині. У цілому вважається, що віруси виникли внаслідок відокрем лення певних генетичних елементів клітини, які набули здатності передаватися від організму до організму. Існує кілька гіпотез, що пояснюють походження вірусів. Вчені припускають, що великі ДНК-вмісні віруси похо дять від більш складних внутрішньоклітинних паразитів, що втрати ли значну частину свого геному. І справді, великі ДНК - вмісні віруси, наприклад вірус віспи, можуть мати надлишкову інформацію.

Віруси тривалий час залишалися недослідженими через те, що були дуже дрібними (від 20 до 300 нм). Тільки поява електронного мікроскопа дозволила вивчити їхню будову.Зріла вірусна частинка (або віріон) складається з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою (капсидом) одного або кількох типів. Деякі віруси мають також зо внішню оболонку, яка містить ліпіди. Жодних інших структур ві руси не мають, у них немає власного обміну речовин, вони можуть розмножуватися тільки всередині клітин, використовуючи їхній білоксинтезуючий апарат, речовини і енергетичні ресурси.Усередині капсиду можуть бути необхідні для реплікації вірусу біл ки, такі як фермент зворотна транскриптаза, характерний для РНК- ретро вірусів і необхідний для утворення молекули вірусної ДНК. Віруси відрізняються від мікроорганізмів такими особливостями: вони містять нуклеїнову кислоту лише одного тину — або ДНК, або РНК; для їх репродукції необхідна тільки вірусна нуклеїнова кис лота; вони не можуть розмножуватися поза живою клітиною; поза живою клітиною вони не виявляють жодних властивос тей живого.

Бактеріофаги складаються з головки з молекулою ДНК або РНК всередині, що прилягає до стрижня, на кінці якого є основна пластинка з хвостовими відростками. Життєві цикли можуть дуже відрізнятися у різних вірусів. Най більш типовий процес потрапляння вірусу до клітини починається із приєднання вірусного капсиду до специфічного для даного вірусу ре цептора, який є на поверхні мембрани клітини-мішені. Проникнення до клітини приєднаного до мембрани вірусу відбувається за рахунок ендоцитозу або злиття клітинної мембрани й оболонки вірусу. Усередині клітини-хазяїна вірусний капсид руйнується під впли вом клітинних ферментів, вивільняючи вірусний генетичний мате ріал, на основі якого синтезуються вірусні іРНК і починається утво рення вірусних білків та реплікація вірусного геному. Потім відбувається само збирання вірусних частинок. Вихід гото вих віріонів із зараженої клітини часто супроводжується її руйну ванням. Можна виділити три стадії вірусної інфекції: адсорбція вірусу на клітинній мембрані і проникнення віру су в клітину; експресія і реплікація вірусного геному; збирання вірусів і їх вихід із клітини.

Заражаючись вірусом, клітина активує спеціальні механізми противірусного захисту, відбувається перепрограмування клітини. Вона починає синтезувати сигнальні молекули — інтерферони, що активують системи імунітету. Пошкодження, спричинені розмно женням вірусу в клітині, виявляються системами внутрішнього клітинного контролю, і така клітина сама себе вбиває під час апоптозу, або програмованої клітинної смерті. Деякі віруси можуть переходити в латентний (прихований) стан і активуватися лише за певних умов. При цьому вірус успадковуєть ся дочірніми клітинами і нерідко включається у клітинний геном. Якщо клітини потрапляють у несприятливе середовище, то вірус стає активним і починає розмножуватися. Як тільки вірусні нуклеїнові кислоти і вірусні білки синтезовані в достатній кількості, починається збирання вірусів. Включення ну клеїнових кислот у вірусні капсиди у РНК - вмісних вірусів відбува ється у цитоплазмі, а у ДНК-вмісних вірусів — у ядрі. Вірус, що активно розмножується, не завжди вбиває клітину - хазяїна. Багато вірусів виходять із клітини шляхом відбрунькування від клітинної мембрани, набуваючи при цьому зовнішньої оболонки. У цьому випадку клітина може продовжувати жити і продукувати вірус. Життєві цикли вірусів можуть відрізнятися в різних видів, але відбуваються за загальною схемою. Можна виділити три стадії вірус ної інфекції: адсорбція вірусу на клітинній мембрані і проникнення вірусу в клітину; експресія і реплікація вірусного геному; збирання вірусів та їх вихід із клітини. Механізми проникнення вірусів у клітини людини, тварин, рос лин, бактерій відрізняються своїми особливостями.

Репродукція вірусів у природі підтримується різними організмами: бактеріями, грибами, найпростішими, рослинами, тваринами. Наприклад, комахи часто страждають від вірусів, які на копичуються в їхніх клітинах у вигляді великих кристалів. Рослини нерідко уражаються дрібними і просто побудованими РНК-вмісними вірусами. Ці віруси навіть не мають спеціальних механізмів для про никнення у клітину. Вони переносяться комахами (які живляться клітинним соком), круглими червами і контактним способом, зара жаючи рослину внаслідок її механічного ушкодження.. Віруси є збудниками багатьох небезпечних хвороб тварин і люди ни. Вони передаються під час безпосереднього фізичного контакту, повітряно-краплинним шляхом та іншими способами. Віруси мо жуть також поширюватися організмами-переносниками. Наприклад, вірус сказу переносять собаки й кажани.

Про те, що рослини хворіють, люди довідалися в ті далекі часи, коли перейшли на осіле землеробство. Хлібороби як могли лікували рослини, намагалися запобігти масовій поразці. Один зі збудників хвороб рослин – вірус тютюнової мозаїки. Подібний вірус зустрічається в картоплі, томатів, квітів, плодових і ягідних культур. Одним з ознак вірусної поразки є зміна фарбування квітів у покоління (наприклад тюльпанів) і зміни фарбування листів (жовтяниця рослин). Розробка ефективних противірусних заходів засновані на характерній рисі кожного вірусу рослин, на передачі захворювання від одних рослин іншим. Застосовується термічна обробка, хіміотерапія, сполучення цих способів (обприскування рослин або насичення атмосфери термокамери інгібіторами вірусу) Використовується також метод, названий культурою меристеми. Метод, заснований на тім, що в різних тканинах рослин віруси поширені не рівномірно, а деяких частинах відсутній (наприклад у клітках меристеми, у крапках раста) . Дана ділянка в стерильних умовах вирізьблюється і є матеріалом для одержання здорового потомства.

Поряд з вірусами рослин існують небезпечні збудники хвороб тварин і людини. Це – віспа, поліомієліт, сказ, вірусний гепатит, грип, СНІД і т.д. Багато вірусів, до яких чутливий людина, вражає тварин і навпаки. Крім того деякі тварини є переносниками вірусів людини, при цьому не хворіючи. Віспа – одне з найдавніших захворювань. Опис віспи знайшли в єгипетському папірусі Аменофиса 1, складеного за 4 тис. років до нашої ери. Збудник віспи – великий, складно влаштований Днк- утримуючий вірус, що розмножується в цитоплазмі кліток, де утворяться характерні включення. У цей час віспа людини ліквідована у світі за допомогою вакцинації . Поліомієліт – вірусне захворювання, при якому дивується сіра речовина центральної нервової системи. Збудник поліомієліту – дрібний вірус, що не має зовнішньої оболонки й утримуючий РНК. . Сказ – інфекційне захворювання, що передається людині від хворого тварини при укусі або контакті зі слиною хворого тварини, найчастіше собаки. Один з основних ознак сказу, що розвивається, – водобоязнь, коли у хворого утруднене ковтання рідини, розвиваються судороги при спробі пити воду. Вірус сказу містить РНК, покладену в нуклеокапсид спіральної симетрії, покритий оболонкою й при розмноженні в клітках мозку утворить специфічні включення, на думку деяких дослідників, – “цвинтаря вірусів”, що носять назву телець Бабеша-Негри.