Вирусы : Биология : Виртуальная школа БАКАЙ

Вирусы (их описано более 500 видов) объединяют в отдельное царство.

Как устроены вирусы.

Вирусы - неклеточные, они состоят из генетического аппарата, так сказать, в чистом виде плюс защитная оболочка. У сложных вирусов к этому прибавляются разнообразные устройства для проникновения в хозяйскую клетку.

Генетический аппарат вирусов состоит только из одной нуклеиновой кислоты - или РНК, или ДНК.
Попадая в хозяйскую клетку, нуклеиновая кислота вируса включается в ее работу, заставляя хозяина синтезировать себя и присутствующие вирусу белки, например, белки оболочки. В конце концов это приводит к гибели клетки; высвободившиеся при этом зрелые вирусные частицы заражают другие клетки. Однако иногда вирус не подавляет клетку хозяина бурным размножением, а более или менее мирно существует в ней. Часто генетический аппарат вируса встраивается в генетический аппарат хозяина и далее размножается с хозяйской клеткой, будучи ее частью. Обычно это способность ДНК - содержащих вирусов. Но и РНК - содержащие, так называемые ретровирусы, могут перейти в ДНК-овую форму и включиться в генетический аппарат хозяина. Ретровирусы сейчас усиленно изучаются: ведь к ним относятся и опухолеродные вирусы, стимулирующие злокачественное размножение клеток (рак), и получивший печальную известность вирус иммунодефицита (ВИЧ), вызывающий СПИД.

Разрушив клетку хозяина, вирус выходит во внешнюю среду. Его генетический аппарат оказывается тогда защищенным оболочкой из молекул белка - капсидом. Все вместе - нуклеиновая кислота вируса и капсид - называется вирусной частицей - вирионом. Вирионы разной формы, но наиболее распространены палочковидные в виде 20-гранника, сложенного 20 равносторонними треугольниками (икосаэдра).

Недавно открыты вирионы - крошечные рибонуклеиновые кислоты, не имеющие оболочки. Это паразиты клеток разнообразных растений, от картофеля до кокосовой пальмы.

Некоторые вирусы образуют вокруг капсида вторую защитную оболочку из мембраны хозяйской клетки. Обычно она измененна специфическими для вируса белками. Таков, например, вирус СПИДа, палочковидный вирус бешенства или же вирус гриппа. Размеры вирионов колеблются от 20 до 100 нм (миллиардных долей метра), реже встречаются настоящие "гиганты", вроде вируса оспы (300 нм). Вирусы настолько малы, что их можно увидеть только в электронный микроскоп.

Как вирус проникает в клетку.

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

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

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

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

Наконец, крупные, так называемые Т-четные фаги (пожиратели бактерий), паразитирующие в бактериях, превратились в самые настоящие "живые шприцы" одноразового действия; они разъедают дырку в бактериальной оболочке и, сокращаясь, впрыскивают свою нуклеиновую кислоту в клетку хозяина. Пустая оболочка вириона потом отбрасывается за ненадобностью.

Происхождение вирусов.

Раньше считали, что вирусы - сверхупрощенные организмы, потерявшие клеточное строение. Такой путь происхождения очень вероятен для вымершего на Земле в результате двухсотлетней работы врачей возбудителя черной оспы и других крупных вирусов. Другие, скорее всего, происходят от элементов генетической программы клеток-хозяев, которые "одичали", т.е. приобрели самостоятельность - защитные оболочки и механизмы для проникновения в клетку. Возможно, так произошли ретровирусы, в первую очередь возбудитель СПИДа.