Не только вич. как устроены вирусы?

Являются ли вирусы живыми организмами?

В 1935 американский биохимик У.Стэнли выделил в кристаллической форме вирус табачной мозаики, доказав тем самым его молекулярную природу. Полученные результаты вызвали бурные дискуссии о природе вирусов: являются ли они живыми организмами или просто активированными молекулами? Действительно, внутри зараженной клетки вирусы проявляют себя как интегральные компоненты более сложных живых систем, но вне клетки представляют собой метаболически инертные нуклеопротеины. Вирусы содержат генетическую информацию, но не могут самостоятельно реализовать ее, не обладая собственным механизмом синтеза белка. Когда особенности строения и репродукции вирусов оказались выясненными, вопрос о том, являются ли они живыми, постепенно утратил свое значение.

Вироиды

Вироиды – это наименьшие из известных патогенов, они представляют собой голые круглые одноцепочечные молекулы РНК, которые не кодируют белок капсида, а реплицируются автономно при попадании в клетку растения-хозяина. Первый вироид был открыт в 1971 году, и он вызывает болезнь картофеля («веретенообразность» клубней). С тех пор было обнаружено 29 других вироидов длиной от 120 до 475 нуклеотидов.

Вироиды заражают только растения. Одни вызывают экономически важные заболевания сельскохозяйственных культур, в то время как другие являются доброкачественными. Двумя примерами экономически важных вироидов являются кокосный cadang-cadang (он вызывает массовую гибель кокосовых пальм) и вироид рубцовой кожицы яблок, который безнадежно портит товарный вид яблок.

30 известных вироидов были классифицированы в две семьи.

• Члены семейства Pospiviroidae, названные по имени вироида клубневого веретена картофеля, имеют палочковидную вторичную структуру с небольшими одноцепочечными областями, имеет центральную консервативную область, и реплицируются в ядре клетки.
• Avsunviroidae, названный в честь вироида авокадо, имеет как палочковидную, так и разветвленную области, но не имеет центральной консервативной области и реплицируется в хлоропластах растительной клетки.

В отличие от вирусов, которые являются паразитами механизма трансляции хозяина, вироиды являются паразитами клеточных транскрипционных белков.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ

Если вирусы действительно являются мобильными генетическими элементами, получившими «автономию» (независимость) от генетического аппарата их хозяев (разных типов клеток), то разные группы вирусов (с разным геномом, строением и репликацией) должны были возникнуть независимо друг от друга. Поэтому построить для всех вирусов единую родословную, связывающую их на основе эволюционных взаимоотношений, невозможно. Принципы «естественной» классификации, используемые в систематике животных, не подходят для вирусов.

Тем не менее система классификации вирусов необходима в практической работе, и попытки ее создания предпринимались неоднократно. Наиболее продуктивным оказался подход, основанный на структурно-функциональной характеристике вирусов: чтобы отличить разные группы вирусов друг от друга, описывают тип их нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК, каждая из которых может быть одноцепочечной или двухцепочечной), ее размеры (число нуклеотидов в цепочке нуклеиновой кислоты), число молекул нуклеиновой кислоты в одном вирионе, геометрию вириона и особенности строения капсида и наружной оболочки вириона, тип хозяина (растения, бактерии, насекомые, млекопитающие и т.д.), особенности вызываемой вирусами патологии (симптомы и характер заболевания), антигенные свойства вирусных белков и особенности реакции иммунной системы организма на внедрение вируса.

В систему классификации вирусов не вполне укладывается группа микроскопических возбудителей болезней, называемая вироидами (т.е. вирусоподобными частицами). Вироиды вызывают многие распространенные среди растений болезни. Это мельчайшие инфекционные агенты, лишенные даже простейшего белкового чехла (имеющегося у всех вирусов); они состоят только из замкнутой в кольцо одноцепочечной РНК.

Вирусные заболевания человека

Вирусы поражают клетки всех живых организмов: животных, растений, бактерий и других. При этом, могут они существовать в организме, и не нанося никакого вреда. Но иногда являются причиной возникновения вирусных заболеваний. Зависит это, разумеется, от их вида. Грубо говоря, если плохие вирусы, а есть ещё хуже. Так, у людей некоторые из них вызывают лишь простуду, а другие — СПИД.

Самыми опасными на сегодняшний день считаются:

• — Коронавирус.Представляет собой современный вирус, вспыхнувший в 2019 году в Китае и распространившийся на весь мир. Лечения или вакцины на данный момент от него не существует, но методы борьбы имеются.
• — Грипп.Является причиной заболевания многих людей. Вызывает острое инфекционное заболевание дыхательных путей, и именно поэтому во время разгула инфекции носят марлевую маску.Грипп — излечимое заболевание, но в том случае, если организм ослаблен, это становится проблематичным. И из-за этого от гриппа ежегодно погибают сотни тысяч людей.
• — ВИЧ.Вирус иммунодефицита человека является причиной появления заболевания СПИД. Оно считается неизлечимым на сегодняшний день. Однако, пусть это вирусное заболевание и нельзя вылечить, с ним можно бороться, ощутимо замедляя развитие.
• — Эбола.Многие слышали о вирусе Эбола, и он действительно является очень опасным. Об этом свидетельствует и процент смертности, составляющий более 40%.
• — Ротавирус.Является одним из главных убийц детей до 5 лет. Проблема в том, что он не имеет ярко выраженной симптоматики. Ротавирус вызывает острую диарею, и если вовремя обратиться в медицинское учреждение и назначить правильное лечение, то всё закончится благополучно. Однако, ежегодно Ротавирус уносит жизни сотен тысяч детей.
• — Денге.Одним из опаснейших заболеваний современности является Лихорадка Денге, которую вызывает вирус Денге. Чаще всего встречается заболевание в регионах, расположенных близко к экватору. Инфекционное заболевание уносит миллионы, а иногда и десятки миллионов жизней в год.
• — Оспа.Является причиной заболевания человека оспой — древнейшего заболевания, поражающего только людей. Оспа унесла сотни миллионов жизней и, к счастью, вспышек этого заболевания не наблюдалось уже почти полвека.
• — Бешенство.Поражает нервную систему людей и животных (только теплокровных), в результате чего те со временем начинают испытывать галлюцинации, бред, агрессию, страх. В конечном итоге наступает паралич и смерть.Грустным является то, что после появления первых симптомов излечение становится невозможным. Поэтому прививки от бешенства нужно делать сразу после укусов.

И это лишь те, что приводят к смертям десятков тысяч, а то и миллионов людей каждый год. Вообще же, от подобных заболеваний гибнут десятки миллионов людей ежегодно.

Чем отличаются бактерии от микробов

Чтобы выделить бактерии среди микробов, необходимо убедиться в том, что мы имеем дело с одноклеточным безъядерным организмом. Этим занимаются специалисты — микробиологи.

В отличие от других микробов, бактерии выделяют на категории по критериям, которые относятся только к ним:

• Выживаемость в среде без кислорода;
• Форма бактерий: палочки (bacillus), круги (cocci) или спирали (spirillum);
• Есть ли у бактерий внешняя защитная мембрана, препятствующая окрашиванию внутренностей клетки;
• Как бактерии перемещаются (у многих бактерий есть жгутики, которые позволяют им передвигаться).

Большинство бактерий являются полезными, причем зачастую их используют в промышленности, пользуясь одним их ярким качеством: они могут есть то, что не может человек. Бактерии развивались, чтобы поглощать все типы продуктов, от разливов нефти и побочных продуктов ядерного распада до человеческих отходов и продуктов разложения.

Именно бактерии вызывают неприятный запах, который появляется в мусорной корзине — они перерабатывают остатки пищи и испуская собственные газообразные побочные продукты. Вы также можете обвинить бактерии в том, что они вызывают эти неловкие моменты, когда вы сами испускаете газы, или если у вас запах изо рта.

Сколько лет бактериям? Ученые до сих пор не могут ответить на этот вопрос. Предположительно именно они породили одни из самых древних окаменелостей, которым 3,5 миллиарда лет. Сколько до этого существовали сами бактерии — и представить-то сложно. Дело в том, что некоторые бактерии могут противостоять экстремальным условиям, когда либо очень жарко или холодно, либо отсутствуют питательные вещества и химикаты, которые мы обычно ассоциируем с жизнью. Они могут существовать практически вечно.

Вредные бактерии

Несмотря на наличие многие полезных свойств, некоторые бактерии могут быть патогенными, то есть вызывать заболевания и болезни. Например, именно бактерии вызвали чуму: чумная палочка Yersinia pestis убила более 100 миллионов человек. Именно бактерии ответственны за стафилококковые инфекции. Причем они отличаются способностью вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Так что бактерии, вызывающие сибирскую язву, пневмонию, менингит, холеру, сальмонеллез, ангину и прочие болезни всегда представляют опасность для нас.

Так выглядят бактерии, которые вызывают стафилококковые инфекции

Большинство вредных бактерий удается уничтожить с помощью антибиотиков, однако если прервать лечение раньше времени, те бактерии, которые выживут, выработают устойчивость к лекарству и останутся, дожидаясь следующего шанса. Поэтому врачи рекомендуют завершать курс антибиотиков до конца.

Бактерии также можно использовать как биологическое оружие. Например, именно с их помощью в одно время искусственно устраивали эпидемии сибирской язвы. Поэтому не стоит недооценивать эти одноклеточные организмы. На самом деле мы целиком в их власти.

Бактерия Halomonas titanicae потихоньку «обедает» Титаником

Открытие вирусов

Первым из патогенов были обнаружены бактерии. Открытие бактерий, протистов и микроскопических грибов объяснило возникновение множества заболеваний, но не всех. В течение долгого времени был неизвестен возбудитель бешенства, и французский химик и микробиолог Луи Пастер предположил, что это связано с величиной возбудителя: его не удавалось обнаружить, потому что он слишком мал для изучения через микроскоп.  

В 1884 году французский микробиолог Шарль Шамберлан изобрел фарфоровый фильтр с очень маленькими порами, который позволял выделять бактерии из среды и специальных растворов. Его так и назвали — фильтр Шамберлана — Пастера. Уже позже, в 1892 году, русский биолог Дмитрий Ивановский изучал зараженные листья табака и выяснил, что даже если раствор с перемолотыми зараженными листьями отфильтровать и исключить все бактерии, то он все равно сохраняет инфекционные свойства. Тогда Ивановский предположил, что все дело в очень маленьком токсине, намного меньшем, чем бактерии. Ивановский предположил, что это вирус (от лат. virus — яд), и считается основоположником вирусологии.

И только в 1989 году Мартин Бейеринк, микробиолог из Голландии, попробовал выделить этот «токсин» и вырастить его в питательной среде. В отличие от Ивановского, он пришел к выводу, что имеет дело с новыми формами инфекционных агентов, и заметил, что они размножаются только в клетках. Но вместе с тем выдвинул ошибочную гипотезу, что вирус по своей природе жидкий. Поиск истины в то время увлек уже многих ученых, и в том же году был открыт афтовирус, или возбудитель ящура, — первый вирус животных, а в начале ХХ века — бактериофаги.

Вирусы

Размеры – от 15 до 2000 нм (некоторые вирусы растений). Наибольшим среди вирусов животных и человека является возбудитель естественной оспы – до 450 нм.

Состоят вирусы из одной молекулы нуклеиновой кислоты – ДНК или РНК, как одноцепочечной, так и двухцепочечной (имеют собственный наследственный материал), которые образуют линейные или кольцевые формы, – и оболочки. В состав вирусов не входит вода. В зависимости от вида нуклеиновой кислоты различают РНК- (рибовирусы) и ДНК- (дезоксивирусы) содержащие вирусы. Вирусы, паразитирующие в клетках животных и человека, содержат ДНК или РНК; паразитирующие в клетках растений – лишь ДНК. В зависимости от структуры и химического состава оболочки вирусы делят на простые и сложные.

Простые

Простые вирусы имеют оболочку – капсид, которая состоит лишь из белковых субъединиц (капсомеров). Капсомеры большинства вирусов имеют спиральную или кубическую симметрию. Вирионы со спиральной симметрией имеют палочкообразную форму. По спиральному типу симметрии построено большинство вирусов, поражающих растения. Большая часть вирусов, поражающих клетки человека и животных, имеют кубический тип симметрии.

Сложные

Сложные вирусы могут быть дополнительно покрыты липопротеидной поверхностной мембраной с гликопротеидами, которые являются частью плазматической мембраны клетки хозяина (например, вирусы оспы, гепатита В), то есть имеют суперкапсид. С помощью гликопротеидов происходит распознавание специфических рецепторов на поверхности оболочки клетки хозяина и прикрепление вирусной частицы к ней. Углеводные участки гликопротеидов выступают над поверхностью вируса в виде заостренных палочек. Дополнительная оболочка может сливаться с плазматической мембраной клетки хозяина и способствовать проникновению содержимого вирусной частицы вглубь клетки. Дополнительные оболочки могут включать ферменты, обеспечивающие синтез вирусных нуклеиновых кислот в клетке хозяина и некоторые другие реакции.

Бактериофаги имеют довольно сложное строение. Их относят к сложным вирусам. Например, бактериофаг Т4 состоит из расширенной части – головки, отростка и хвостовых нитей. Головка состоит из капсида, в котором содержится нуклеиновая кислота. Отросток включает воротничок, полый стержень, окруженный сокращающимся чехлом и напоминающий растянутую пружину, и базальную пластинку с хвостовыми шипами и нитями.

Опасные для жизни вирусы

Некоторые вирусные заболевания встречаются довольно редко, но они несут серьезную опасность для жизни человека:

1. Туляремия. Вызывается болезнь инфекционной палочкой Francisellatularensis. Клиническая картина патологии напоминает чуму. В организм проникает воздушно-капельным путем или при укусе комара. Передается от человека к человеку.
2. Холера. Фиксируется болезнь очень редко. Вирус холерного вибриона попадает в организм при употреблении грязной воды, зараженной пищи.
3. Болезнь Крейтцфельдта – Якоба. В большинстве случаев у больного регистрируется летальный исход. Передается через зараженное мясо животных. Возбудителем является прион – специальный белок, который разрушает клетки. Проявляется психическим расстройством, сильным раздражением, слабоумием.

Определить, какой тип вируса вызвал заболевание, возможно путем проведения лабораторных исследований. Важным аргументом является эпидемическое состояние данного региона. Немалое значение имеет и выяснение того, какой вирус сейчас ходит.

[править] Происхождение

В процессе изучения природы вирусов, после открытия их Дмитрием Ивановским (1892) формировались представления о вирусах как о мельчайших организмах. Эпитет «фильтрующийся» впоследствии был отброшен, так как стали известны фильтрующиеся формы или стадии обычных бактерий, а затем и фильтрующиеся виды бактерий. Правдоподобной является гипотеза о том, что вирусы произошли из «беглой» нуклеиновой кислоты, то есть нуклеиновой кислоты, которая приобрела способность реплицироваться независимо от той клетки, из которой возникла, хотя при этом предполагается, что такая ДНК реплицируется с использованием структур этой или другой клеток.

На основании опытов фильтрации через градуированные линейные фильтры были определены размеры вирусов. Оказалось, что размер мельчайших из них составлял 20-30 нанометров, а наибольших — 300—400 нанометров.

В процессе дальнейшей эволюции у вирусов менялась больше форма, чем химическое строение.

[править] Классификация

В таксономии живой природы вирусы выделяются в отдельный таксон Vira, образующий в классификации Systema Naturae 2000 вместе с доменами Bacteria, Archaea и Eukaryota корневой таксон Biota. На протяжении XX века в систематике выдвигались предложения о создании выделенного таксона для неклеточных форм жизни (Aphanobionta Novak, 1930; надцарство Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), однако такие предложения не кодифицировано.

Вирусы классифицируются на содержащие ДНК (вирус простого герпеса) и содержащие РНК (вирус иммунодефицита человека). По структуре капсомеров. Изометрические (кубические), спиральные, смешанные. По наличию или отсутствию дополнительной липопротеиновой оболочки (суперкапсида) вирусы делятся на простые и сложные. За клетками-хозяевами Наиболее применяемая в настоящее время классификация вирусов предложена лауреатом Нобелевской премии Дэвидом Балтимором . Она построена на типе нуклеиновой кислоты, используется вирусом для переноса наследственного материала, и на том, каким путем происходит ее экспрессия и репликация. Стоит отметить, что такая классификация не отражает филогенетические связи между видами вирусов, так как вирусы, согласно общепринятым сейчас взглядом, имеют механизмы происхождения, отличные от всех других организмов.

В отличие от клеточных организмов, генетическая информация которых хранится в виде двухцепочечной ДНК, геном вируса может сохраняться как в виде двух-, так одноцепочечной нуклеиновой кислоты . При этом этой кислотой может быть как ДНК, так и РНК, матричная форма которой (м-РНК) используется в клетках как промежуточный продукт при трансляции генетической информации в процессе синтеза протеинов. РНК-геномы вирусов могут быть закодированы в двух противоположных направлениях: или гены расположены в направлении от 5′-конца молекулы к 3′-конца (положительное направление, или + полярность), аналогично направлении расположения генов в м-РНК в клетках, или гены вирусного генома расположены в противоположном направлении (отрицательный направление или -полярность).

Таксономия вирусов в основных чертах похожа на таксономию клеточных организмов. Таксономические категории, используемые в классификации вирусов, такие (в скобках приведены суффиксы для образования латинских названий):

• Отряд (-virales)
• Семейство (-viridae)
• Подсемейство (-virinae)
• Род (-virus)
• Вид

Но в номенклатуре вирусов есть и некоторые особенности, отличающие ее от номенклатуры клеточных организмов. Во-первых, названия не только видов и родов, но также рядов и семей пишутся курсивом; во-вторых, в отличие от классической линнеевськои номенклатуры, названия вирусов не является биноминальной.

Всего в настоящее время описано около 80 семейств, в которые входят примерно 4000 отдельных видов вирусов.

Распределение семей на ряды начался недавно и происходит медленно; в настоящее время выделены и описаны диагностические признаки только 3 рядов, и большинство описанных семей является неклассифицированными.

Жизненный период

Примеры вирусов в биологии встречаются едва ли не на каждом шагу. Но у всех жизненный цикл протекает практически одинаково. Не имея клеточного строения, размножаться методом деления они не могут. Поэтому и используют материалы, находящиеся внутри клетки своего хозяина. Таким образом, они воспроизводят большое количество копий самих себя.

Цикл вируса состоит из нескольких этапов, которые являются взаимоперекрывающимися.

На первом этапе вирус прикрепляется, то есть образовывает специфическую связь между своими белками и рецепторами клетки-хозяина. Далее нужно проникнуть в саму клетку и передать ей свой генетический материал. Некоторые виды переносят еще и белки. После этого происходит потеря капсида, и геномная нуклеиновая кислота высвобождается.

После того как паразит попадает внутрь клетки, начинается сборка вирусных частиц и модификация белка. И в итоге вирус выходит из клетки. Даже если он продолжает активно развиваться, то может и не убивать клетку, а продолжать в ней жить.

Происхождение и строение

Существует несколько гипотез происхождения вирусов. Наука предлагает версию о возникновении вирусов из фрагментов РНК и ДНК, которые высвободились от крупного организма.

Регрессивная гипотеза утверждает, что вирусы – это паразитарные организмы с мелкими клетками, которые размножаются в более крупных видах, однако в период эволюции потеряли гены, требующиеся для паразитарной формы выживания.

Коэволюция предполагает, что вирусы появились одновременно с живыми клетками в результате построения непростых наборов нуклеиновых кислот и белков.

Вопросы о том, какое строение вируса, как он размножается и передается, изучаются специальным разделом микробиологии — вирусологией.

Каждая вирусная частица имеет генетическую информацию (РНК или ДНК) и белковую мембрану (капсид), которая выступает в качестве защиты.

Вирусы бывают разных форм, различают от простого спирального вида до икосаэдрического. Стандартная величина составляет приблизительно 1/100 величины средней бактерии. Однако большинство вирусов имеют очень маленькие размеры, что затрудняет их исследование под микроскопом.

Взаимодействие с окружающей средой

Биология интерпретирует вирусы как низшее, наиболее древнее проявление жизни на Земле. Они поражают клетки растений и животных, вызывают серьезные заболевания у людей. Например, СПИД, птичий грипп, гепатит С, бешенство. У каждого паразитического агента свой механизм воздействия на организм, который приводит к лизису и смерти здоровых клеток. Распространение структур происходит такими путями:

• Воздушно-капельным. Наиболее частый способ, при котором чихание и кашель высвобождает частицы зараженной мокроты. Некоторое время они сохраняют жизнеспособность и могут охватывать большие территории. Возникает опасность массовых эпидемий. Так передаются корь, паротит и другие опасные болезни из списка инфекций.
• Пищевой путь. С продуктами питания и водой вирусы поступают в организм в виде мельчайших кристаллов. Попав в благоприятную среду, они проявляют активность (сальмонеллез, холера, дизентерия).
• Парентеральный способ. Заражение идет через кровь при незащищенных половых связях, использовании нестерильных медицинских инструментов, во время родов от матери к ребенку. Это ВИЧ, хламидиоз, бешенство и многие другие опасные недуги.

Латентные структуры в здоровом организме могут никак не проявлять себя. Однако при ослаблении иммунитета они начинают размножаться, что приводит к заболеваниям (например, вирус герпеса).

Особенности течения вирусных инфекций изучает эпидемиология. Доказано, что скорость передачи патогенов зависит от плотности популяции, погодных условий, числа людей с ослабленным иммунитетом, качества медицины и профилактических мероприятий.

Как устроен вирус

Человек состоит из клеток, в которых очень важную роль играют белки. В ядре клетки хранится ДНК: все вы, наверное, видели картинки с этими переплетенными нитями из разноцветных кусочков.

Кусочки эти одинаковые у всех: и у людей, и у животных, и у растений, и у вирусов. Именно последовательность кусочков ДНК определяет особенности белков в нашем организме, а значит, влияет на наш внешний вид, работу органов и состояние здоровья.

Чтобы разобраться, как клетки производят белки, давайте представим следующее.

Допустим, вы производите посуду. Суперценный образец хранится в сейфе, и вы не готовы вынимать свой эталон из сейфа, даже чтобы сделать новый экземпляр. Поэтому специальный человек прямо в сейфе делает слепок кружки и приносит этот слепок рабочим, которые изготовят новую кружку по форме, получая от курьеров необходимые кусочки материала.

В ядре клетки, как в сейфе, хранится ДНК. С помощью белков-ферментов с ДНК снимается копия — информационная РНК. РНК попадает в рибосому, где начинается сборка белка. А транспортная РНК подносит фрагменты, из которых и собираются белки .

Так работает производство белка не только у человека, но и у многих других живых существ.

Все они адаптируются к среде, как могут, чтобы выжить и дать потомство. Человек тоже приспособился, и в этом ему сильно помог головной мозг. Он позволил ему придумывать приспособления для выживания и передавать информацию другим людям. Благодаря обмену знаниями и их накоплению человек может жить очень долго, потому что поселился в прочных зданиях, изобрел множество приспособлений и научился справляться с болезнями .

Раньше людям с рождения угрожали хищники, погодные катаклизмы, огромное количество вирусов и бактерий. Оспа, чума, грипп, малярия, бешенство, энцефалит, столбняк — люди умирали сотнями и тысячами и от эпидемий, и от банальных царапин. Но благодаря достижениям медицины мы научились лечить и предотвращать многие из них , .

Сейчас может показаться, что этих угроз вообще никогда не существовало. А если окажется, что они существуют до сих пор, очень хочется обвинить кого-нибудь в их создании, как будто они сами не могли появиться из природы. Но вообще-то могли.

Вирусные заболевания – что такое?

Заболевания, вызванные вирусами, в основном проявляются в результате ослабления иммунной системы и повышения температуры, когда образуется благоприятное состояние, чтобы вирусные болезни человека получили дальнейшее развитие после проникновения патогенных микроэлементов. Заболевания развиваются в результате проникновения в клетки организма человека вирусов, когда они начинают активно размножатся, паразитируя на разных зонах тела, используя их как питательный субстрат. Вирусы в итоге своей жизнедеятельности, вызывают гибель клеток, что предшествует проявлению клинической симптоматики заболевания.

Вирусы

Вирусы представляют собой неклеточную форму жизни. Они намного мельче бактерий, поэтому их удалось обнаружить лишь в конце XIX в. Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), покрытой оболочкой, у них нет собственного обмена веществ, вне клеток других организмов они безжизненны. Однако, встретившись с восприимчивой к вирусу клеткой, вирус проникает через ее оболочку и подчиняет себе ее обмен веществ, заставляя продуцировать новые вирусные частицы. Очень скоро зараженная клетка погибает, а размножившиеся вирусы разносятся по всему организму, поражая всё новые клетки.

Так выглядит под микроскопом вирус мозаичной болезни табака

Известно более 400 вирусов, вызывающих заболевания растений, животных и человека, среди которых ветряная оспа, краснуха, бешенство, полиомиелит. Вирусы определенной разновидности поражают определенные организмы и органы. Не все вирусы одинаково опасны, некоторые из них заражают только животных, но безвредны для человека, и наоборот. Как все организмы, вирусы могут претерпевать мутации, в результате которых образуются новые формы, устойчивые к реакциям организма. Ярким примером является вирус гриппа: известно несколько десятков его разновидностей, появляющихся каждый год и вызывающих эпидемии.

Клетки иммунной системы человека вырабатывают антитела против вирусов и интерферон — белок, подавляющий их размножение. Некоторые вирусные заболевания можно предотвратить с помощью вакцинации: в здоровый организм вводится вакцина (препарат, содержащий небольшую дозу вирусов, безопасную для организма) и иммунная система начинает вырабатывать антитела. Оставаясь в крови, антитела препятствуют повторному заболеванию. Однако в мире распространены и такие вирусы, против которых до сих пор не найдены эффективные лекарства. Среди них — ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), вирусы атипичной пневмонии, птичьего гриппа и т. д.

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864—1920) — русский физиолог растений и микробиолог, первооткрыватель вирусов. Занимаясь поисками возбудителя мозаичной болезни табака, он прокачивал сок из листьев больного растения через специальные фильтры, не пропускающие бактерий. Однако и этот сок заражал другие растения табака. Так было установлено существование инфекционных агентов, меньших, чем бактерии. Впоследствии их назвали вирусами (от лат. «вирус» — «яд»), но увидеть их удалось только после изобретения электронного микроскопа.

Поделиться ссылкой

Чем бактерии отличаются от вирусов

Что такое бактерии и вирусы, чем они отличаются друг от друга и как с ними бороться?

Что такое вирусы?

Вирусы можно назвать внутриклеточными паразитами. Они слишком малы, чтобы можно было заметить их невооруженным взглядом. Само по себе размножаться не могут, поэтому вынуждены вторгаться в клетки хозяина , чтобы позаимствовать его механизмы воспроизведения себе подобных. Вне клеток хозяина вирусы неактивны.

Вирусы состоят из генетического материала (ДНК или РНК), окружены защитным слоем белка. Они способны к фиксации в клетках и развитию в них. Это клетки слизистых оболочек, например, дыхательных путей. Эти клетки особо уязвимы, потому что не покрыты защитной кожи.

Что такое бактерии?

Бактерии – это микроорганизмы, состоящие из одной клетки, пусть и примитивной по сравнению с клетками животных, людей и даже растений. Они способны размножаться сами по себе, так как они могут делиться. Их формы меняются, и врачи используют эти характеристики, чтобы разделить их на группы.

Бактерии существуют везде, внутри и на поверхности наших тел. Большинство из них совершенно безвредны, а некоторые даже очень полезны.

Но наряду с полезными и безвредными существуют бактерии. которые могут вызывать заболевания, потому что попадают в уязвимые места на нашем теле или просто потому, что иммунитет человека не справляется с регуляцией их количества.

Как инфекции с вирусами и бактериями распространяется?

Вирусные и бактериальные инфекции распространяются по схожему принципу. Например, воздушно-капельным путем, при кашле или чихании.

Бактерии или вирусы могут быть переданы посредством прикосновения или рукопожатия с другим человеком.

Также процесс заражения может произойти через пищу, когда продукты недостаточно хорошо обработаны.

Жидкости тела, такие как кровь, слюна, сперма, могут содержать вредные микроорганизмы, которые также могут стать причиной инфицирования. Путем обмена жидкостями, например, при сексуальном контакте или посредством инъекции, можно заразиться многими вирусными инфекциями, в том числе гепатитом и СПИДом.

Как избежать заражения

• Тщательно мойте руки (часто один из лучших способов избегания простуды). Помните, после рукопожатия с инфицированными людьми, не стоит тереть глаза или нос, чтобы не заразиться.
• Храните сырые овощи и мясо отдельно и используйте разные разделочные доски для их приготовления. Предпочтительно употреблять в пищу хорошо прожаренное мясо. Некоторые микроорганизмы погибают в процессе приготовления пищи, но некоторые могут оставить токсичные вещества, которые могут вызвать диарею и рвоту.
• Использование презерватива во время полового акта снижает вероятность распространения венерических заболеваний.

Как лечатся бактериальные инфекции?

Ученые из США разработали генетический тест для определения истинной причины инфекции верхних дыхательных путей.

Бактериальные инфекции, как правило, лечатся специальными антибиотиками, которые убивают специфичные бактерии, приводящие к заболеванию. Чтобы понимать, какие именно антибиотики следует использовать, врач может взять образец крови. мочи, или мазок.

Как лечатся вирусные инфекции?

Как говорилось выше, вирусы не могут размножаться, до тех пор, пока они не находятся внутри клеток организма. Со многими вирусами организм справляется самостоятельно. Поэтому не зря говорят, что простуда проходит без лечения за 7 дней, а с лечением за неделю. Вакцинация дает организму некоторую помощь в быстрой и эффективной борьбе с вирусом.

В настоящее время появляется все больше противовирусных средств, помогающих предотвратить размножение вирусов, благодаря этому организм быстрее справляется с инфекцией. К сожалению, эти средства могут использоваться для борьбы лишь с некоторыми вирусами и имеют ограниченную эффективность.

Важно помнить, что антибиотики не действуют на вирусные инфекции, такие как простуда или грипп, их следует использовать только для лечения бактериальных инфекций и в идеале по назначению врача. У вирусов может формироваться устойчивость к большинству препаратов, так же, как у бактерий к антибиотикам

Чрезмерное использование антибиотиков снижает их эффективность, поощряя рост устойчивых к антибиотикам бактерий, что является серьезной и растущей проблемой во всем мире.

Искусственные вирусы

Виды вирусов в биологии многочисленны. Особенно нужно учитывать то, что ученые научились создавать искусственных паразитов. Первый искусственный вид был получен в 2002 году. У большинства внеклеточных агентов искусственный ген, введенный в клетку, начинает проявлять инфекционные качества. То есть в них содержится вся информация, которая нужна для образования новых видов. Данная технология широко применяется для получения антиинфекционных вакцин.

Возможность создавать вирусы в искусственных условиях может иметь много последствий. Вирус не может полностью вымереть до тех пор, пока имеются чувствительные к нему тела.

Гипотезы происхождения вирусов

Никто не может достоверно сказать, откуда взялись вирусы. Полагают, что существуют они с момента появления живых клеток, но это лишь предположение.
Выдвинуто немало гипотез их происхождения, но основными, наиболее вероятными, признаны лишь 3 из них:

Согласно регрессивной гипотезе, эти паразиты раньше являлись очень маленькими клетками, паразитирующими в клетках живых организмов. Но, за ненадобностью, утратили ряд генов, из-за чего существенно изменились. Только остаётся неясным, почему же эти деградировавшие клетки совершенно не похожи на живые клетки.

Гипотеза клеточного происхождения предполагает, что вирусы возникли в результате высвобождения фрагмента ДНК или РНК из генома клетки живого организма, и последующего его изменения. Но не найдено объяснение тому, как паразиты приняли свой нынешний вид. А в частности, откуда взялась та же капсида (белковая оболочка), а также липидные оболочки.

А вот сторонники гипотезы коэволюции считают, что инфекционные агенты образовались вместе с живыми клетками, и имели примерно такое же строение, какое имеют и сейчас. Но, в таком случае, они видятся как независимые неклеточные формы жизни, а это не так. Паразиты не могут существовать без клеток живых организмов.