Вирус. Различные аспекты

[Введите текст]

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

1. Введение…………………………………………………………………….3
2. Макроскопический аспект…………………………………………………4
3. Иерархический аспект……………………………………………………...5
4. Микроскопический аспект…………………………………………………8
5. Процессуальный аспект……………………………………………………11
6. Функциональный аспект…………………………………………………...13
7. Заключение………………………………………………………………….14
8. Список использованных источников……………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Существует  большая группа живых существ, не имеющих клеточного строения. Эти  существа носят названия вирусов (лат "вирус" - яд) и представляют неклеточные  формы жизни. Вирусы нельзя отнести  ни к животным, ни к растениям. Они  исключительно малы, поэтому могут  быть изучены только с помощью  электронного микроскопа.

Вирусы  способны жить и развиваться только в клетках других организмов. Вне  клеток живых организмов вирусы жить не могут, и многие из них во внешней  среде имеют форму кристаллов. Поселяясь внутри клеток животных и  растений, вирусы вызывают много опасных  заболеваний. К числу вирусных заболеваний  человека относятся, например, корь, грипп, полиомиелит, оспа. Среди вирусных болезней растений известна мозаичная болезнь  табака, гороха и других культур; У  больных растений вирусы разрушают  хлоропласты, и пораженные участки  становятся бесцветными. Вирусы открыл русский ученый Д. И. Ивановский в 1892 г. Каждая вирусная частица состоит  из небольшого количества ДНК или  РНК, т. е. генетического материла, заключенного в белковую оболочку. Эта оболочка играет защитную роль.

Известны  также вирусы, поселяющиеся в клетках  бактерий. Их называют бактериофагами или фагами (греч "фагос" - пожирающий). Бактериофаги полностью разрушают бактериальные клетки и потому могут быть использованы для лечения бактериальных заболеваний, например дизентерии, брюшного тифа, холеры.

Строений  вирусов дает основание считать  их неклеточными существами.

Пути  и механизмы эволюции вирусов  окончательно не установлены. О происхождении  вирусов существует множество гипотез. Основные из них:

• Вирусы возникли из микроорганизмов в результате их паразитической дегенерации по схеме бактерии —> риккетсии —> хламидозоа —> вирусы.
• Вирусы развились из органоидов клеток — митохондрий, хлоропластов, эписом.
• Вирусы — часть генома нормальных клеток.

Современные представления о вирусах складывались постепенно. После открытия вирусов                Д. И. Ивановским (1892) их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура [Fler F, Frosch P. 1898], а еще через несколько лет были открыты бактериофаги [d'Herrelle F., 1917]. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающие растения, животных и бактерии.

Однако  в течение длительного времени  эти самостоятельные разделы вирусологии развивались изолированно, а наиболее сложные вирусы — бактериофаги — долгое время считались не живой материей, а чем-то вроде ферментов. Тем не менее, уже к концу 20-х — началу 30-х годов стало ясно, что вирусы являются живой материей, и примерно тогда же за ними закрепились наименования фильтрующихся вирусов, или ультравирусов. Это нашло отражение в одной из первых монографий о них [Hauduray, 1936]. Позже приставки отпали, и укоренилось ныне применяемое обозначение — вирусы, под которым объединили вирусы растений, животных и бактериофаги— бактериальные вирусы.

Накопившиеся  к настоящему времени данные позволяют  также прийти к выводу, что вирусы не являются организмами, пусть даже мельчайшими, так как любые, даже минимальные организмы типа микоплазм, риккетсий или хламидий имеют собственные белоксинтезирующие системы.

Цель  данного реферата: рассмотрение понятия «вирус» и разделить его на аспекты представления системы.

 

 

 

 

Макроскопический аспект

Вирусы (от лат. virus — яд), неклеточные формы жизни, способные проникать в определённые живые клетки и размножаться только внутри этих клеток. Подобно всем другим организмам вирусы обладают собственным генетическим аппаратом, который кодирует синтез вирусных частиц из биохимических предшественников, находящихся в клетке-хозяине; при этом используются биосинтетические и энергетические системы этой клетки. Таким образом, вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне. Вирусы распространены в природе повсеместно. Поражают все группы живых организмов.

Первым условием, отличающим живую форму от неживой, является наличие у нее возможности  воспроизведения других форм, которые  будут подобны ей самой по внутреннему  строению и по видам взаимодействия с внешней средой. Для реализации этой возможности живая форма  получает из внешней среды вещество и энергию и преобразовывает  их внутри себя, создавая копии своих  элементов и организуя их в  структуру, где они будут взаимодействовать  между собой так же, как они  взаимодействовали в исходной форме. Эти действия означают постоянное изменение  внутреннего состояния живой  формы, при сохранении свойств ее взаимодействия с внешней средой. Наличие постоянных внутренних изменений является основной причиной того, что живая форма в каждый следующий момент отличается от себя в предыдущем моменте и, в конце концов, ее свойства настолько изменяются, что она перестает существовать как таковая и происходит ее разрушение. Живые формы не столь долговечны, как неживые, в которых внутренние изменения обусловлены напрямую симметричными взаимодействиями с внешней средой.

Взаимодействие вируса со средой обитания сводится к питанию (потреблению вещества), потреблению энергии, выделению отходов (в виде вещества и энергии), размножению (построению своей копии) и умиранию (распад на отдельные химические молекулы).

Вирус состоит  из молекулы нуклеиновой кислоты  и белковой оболочки, которые предотвращают  распад друг друга. В этом состоит  основное назначение их внутреннего  взаимодействия. Нуклеиновая кислота  играет главную роль в воспроизведении  другого такого же вируса при наличии  соответствующих условий внешней  среды.

Нам известны вирусы, воспроизводящиеся только в  среде живых клеток. Это не значит, что их не может существовать в  других средах. Более того, вирус  как более простая форма, нежели живая клетка должен был возникнуть как вид еще до появления одноклеточной  формы жизни.

Механизм  воспроизведения вирусов сводится к тому, что он, попадая в определенную среду, изменяет комплекс происходящих между ее объектами химических взаимодействий таким образом, что в их результате происходит синтез зрелых вирусных частиц - вирионов, из которых в определенных условиях образуются другие такие же вирусы. Этот вид взаимодействие вируса со средой подобен каталитическому  взаимодействию, но имеет более высокий  уровень сложности. Реагентами этого  взаимодействия являются уже не простые  химические молекулы, а более сложные  высокомолекулярные соединения. Кодами, переносящими информацию, служат уже  не простые физические объекты и  элементарные энергетические влияния, а значительно более сложные  по составу и структуре их комплексы. Действие аппарата интерпретации кодов  основано здесь на столь сложных  комплексах действий химических законов, что часто уже не представляется возможным вывести строгую зависимость  одного от другого. В этом взаимодействии уже начинают проявляться биологические  законы как более высокие по уровню сложности, нежели химические.

Принцип целесообразности информации по-прежнему имеет место  в том смысле, что вся совокупность реакций ведущих к появлению  нового вируса могла бы произойти  и без участия такого же вируса, но стечение нужного комплекса обстоятельств для этого события гораздо менее вероятно чем для реагентов каталитического взаимодействия, то есть, может проявиться гораздо реже. Но видимо все-таки это случается. Среда высокомолекулярных соединений сама производит время от времени своих новых вирусов.

Информационное  взаимодействие вируса со средой имеет  еще одну принципиальную особенность, качественно отличающую его от каталитического  взаимодействия. В последнем случае результат реакции не имеет никакого отношения к катализатору. Результат же информационного воздействия вируса на среду значим для вируса, поскольку обеспечивает поддержание его существования как вида. Здесь уже, хотя и в самом примитивном виде, проявляется такой фактор информационного обмена, который можно назвать направленностью передачи информации, или более широко - целенаправленностью.

Сборка вирусных частиц у некоторых простых вирусов  происходит в результате спонтанной агрегации макромолекул по типу кристаллизации. Самосборка некоторых вирусов осуществлена в искусственных условиях. Из клеток вирусные частицы выходят одновременно (при разрушении клеток) или постепенно (без разрушения клеток). При продуктивном взаимодействии вируса и клетки могут происходить различные патологические изменения-угнетение синтеза клеточных макромолекул, повреждение клеточных структур и т. д. Известны также защитные реакции клетки (образование интерферона). В природе вирусы могут распространяться с помощью переносчиков или механически.

 

Иерархический аспект

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.

Описано около 500 вирусов, поражающих теплокровных позвоночных, и более 300 вирусов, поражающих высшие растения. Некоторые виды раковых  опухолей у животных и, возможно, у  человека имеют вирусную природу.

Поскольку для  филогенетической классификации вирусов  нет достаточных данных, их группируют на основании химических и морфологических  свойств и особенностей репродукции. Вирусы объединяют в роды и семейства, для обозначения которых применяют  латинизированные названия с окончаниями  virus для рода (например, Enterovirus) и viridae для семейств (например, Poxviridae). Виды вирусов, как правило, имеют тривиальные названия, например, вирус табачной мозаики, вирус полиомиелита, бактериофаг Х-174 и др. (бинарные латинизированные наименования, применяемые для обозначения всех видов живых организмов, для вирусов не привились).

Как уже было сказано, основу всего живого составляют генетические структуры, то и вирусы классифицируют сейчас по характеристике их наследственного вещества - нуклеиновых кислот. Все вирусы подразделяют на две большие группы: ДНК-содержащие вирусы (дезоксивирусы) и РНК-содержащие вирусы (рибовирусы). Затем каждую из этих групп подразделяют на вирусы с двухнитчатой и однонитчатой нуклеиновыми кислотами. Следующий критерий - тип симметрии вирионов (зависит от способа укладки капсомеров), наличие или отсутствие внешних оболочек и т.п.

Ниже в таблице представлена современная классификация вирусов  и в качестве примера приведены  наиболее известные вирусы.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ
ДЕЗОКСИВИРУСЫ		РИБОВИРУСЫ
1. ДНК двухнитчатая	2. ДНК однонитчатая	1. РНК двухнитчатая	2. РНК однонитчатая
1.1. Кубический тип симметрии: 1.1.1. Без внешних оболочек: аденовирусы (см рис 3в) 1.1.2. С внешними оболочками: герпес-вирусы(см рис 3б) 1.2. Смешанный тип симметрии: Т-четные бактериофаги (см.рис 4) 1.3. Без определенного типа симметрии: оспенные вирусы	2.1. Кубический тип симметрии: 2.1.1. Без внешних оболочек: крысиный вирус  Килхама, аденосателлиты	1.1. Кубический тип симметрии: 1.1.1. Без внешних оболочек: реовирусы, вирусы раневых опухолей растений	2.1. Кубический тип симметрии: 2.1.1. Без внешних оболочек: вирус полиомиелита (см.рис 3г), энтеровирусы, риновирусы 2.2. Спиральный тип симметрии: 2.2.1. Без внешних оболочек: вирус табачной мозаики 2.2.2. С внешними оболочками: вирусы гриппа(см рис 3а), бешенства, онкогенные РНК-содержащие вирусы