Происхождение вирусов.
Существует три теории происхождения вирусов.
· Согласно первой вирусы - результат дегенерации одноклеточных организмов. В эволюции дегенерация - отнюдь не редкий процесс, но эта теория не объясняет разнообразие вирусов.
· Теория доклеточных организмов, перешедших к паразитизму,
· Теория дериваты клеточных структур, ставших автономными (гипотеза «взбесившихся генов») - две наиболее популярные теории происхождения вирусов.
В пользу теории доклеточного паразитизма говорит существование хвостатых фагов, а в пользу клеточных структур, обретших самостоятельность - R-плазмиды. Кроме того, гипотеза «взбесившихся генов» объясняет общность дефектных вирусов, сателлитов, плазмид и прионов. Если она верна- возникновение вирусов не было единичным событием и продолжается постоянно. Тогда должны возникать новые вирусы - абсолютно новые, а не развившиеся из ранее существовавших.
Между вирусами возможен обмен целыми блоками генетической информации, причем эти вирусы могут быть генетически весьма далеки друг от друга. Новые функции у вирусов могут возникать при неожиданном сочетании собственных генов и интеграции генов чужих. Увеличение генотипа вируса за счет неработающих генов может привести к образованию новых генов. Все эти механизмы делают вирусы одними из самых быстроизменяющихся организмов на земле.
|
|
Вирусы могут менять «хозяев», на которых они паразитировали веками. Считается, что именно так произошел вирус СПИДа - «переквалифицировавшись» с обезьян на людей, и грипп «испанка», бывший ранее одним из птичьих вирусов.
Вирусы объединены в царство Vira — большую группу со свойствами, присущими только им. Эти свойства следующие:
1.вирусы содержат только одну из нуклеиновых кислот — ДНК или РНК,
2.не имеют клеточной структуры и собственного обмена веществ, — обмен веществ связан с метаболизмом клетки, в которой они паразитируют.
3.Вирусы являются генетическими паразитами, которые неспособны размножаться на искусственных питательных средах, и для их культивирования применяются культуры тканей или клетки живого организма (куриного эмбриона и животных).
4.Для вируса характерен дизъюнктивный (раздельный) способ размножения (репродукция), заключающийся в раздельном синтезе вирусных компонентов в живой клетке с последующей композицией их в вирионы.
Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной, покоящейся — вирион, которую известный советский вирусолог В. Л. Рыжков назвал вироспорой, и внутриклеточной, вегетативной. Более изученной является внеклеточная форма.
Известно, что многие болезни растений вызываются вироидами. Вироиды меньше любого известного вируса и не обладают капсидами. Вироиды пока еще мало изучены, неизвестен способ их репликации.
|
|
Биология вирусов → Морфология и ультраструктура вирусов
Изучение вирионов в электронном микроскопе показало, что они имеют различную форму и ультраструктуру. Форма вирионов может быть палочковидной (вирус болезни табачной мозаики), шаровидной и нитевидной (вирусы гриппа), пулевидной (вирус бешенства), кирпичеобразной с закругленными углами (вирус натуральной оспы), в виде головастиков (бактериофаги)
Размеры вирионов очень малы, что не позволяет наблюдать их в световом микроскопе. Размеры вирусов выражаются в нанометрах (нм): 1 нм равен 10-9 м (одна миллиардная)
Размеры могут быть определены методом ультрафильтрации через специальные фильтры с порами разной величины (свечи Шамберлана, свечи Беркефельда, коллодийные мембраны), седиментации или ультрацентрифугирования, диффузии вирусных частиц в жидкостях и с помощью электронного микроскопа.
Самые мелкие вирусы — вирусы полиомиелита (17— 25 нм), самые крупные — вирусы оспы (250—300 нм), средние — вирус гриппа (200—120нм).
Вирусы содержат молекулу ДНК или РНК, расположенную в центре, и белковую оболочку — капсид (от capsa — коробка), которая состоит из белковых субъединиц — капсомеров, уложенных вокруг нуклеиновой кислоты в определенном порядке, в связи с чем у вирионов различают несколько типов симметрии: спиральная, кубическая, смешанная или комбинированная. Количество капсомеров колеблется от нескольких единиц до сотен (у вируса полиомиелита — 60, у аденовирусов — 252, у вируса табачной мозаики — 2250). Нуклеиновая кислота и белковая оболочка составляют структуру, которая называется нуклеокапсидом. Некоторые средние и крупные вирусы, кроме капсида, имеют еще поверхностную оболочку — супер капсид, содержащую, помимо белков, углеводы, липиды, компоненты клеток хозяина и ферменты.
Капсид предохраняет нуклеиновую кислоту от неблагоприятных воздействий внешней среды, обеспечивает адсорбцию вируса на чувствительной клетке благодаря наличию комплементарных рецепторов вируса и клетки. Белковая оболочка вирусов относительно устойчива к протеазам. С капсидом связаны антигенные и иммуногенные свойства вируса.