Што такое вірусы? Біялогія: віды і класіфікацыя вірусаў

Вірусы (біялогія расшыфроўвае значэнне гэтага тэрміна так) - пазаклеткавую агенты, якія могуць прайгравацца толькі з дапамогай жывых клетак. Прычым яны здольныя паражаць не толькі людзей, расліны і жывёл, але таксама і бактэрыі. Вірусы бактэрый прынята называць бактэрыяфага. Не гэтак даўно былі выяўленыя віды, якія дзівяць адзін аднаго. Яны называюцца «вірусы-сатэліты».

агульныя характарыстыкі

Вірусы з'яўляюцца вельмі шматлікай біялагічнай формай, бо існуюць у кожнай экасістэме на планеце Зямля. Іх вывучэннем займаецца такая навука, як вірусалогія - раздзел мікрабіялогіі.

Кожная вірусная часціца мае некалькі кампанентаў:

- генетычныя дадзеныя (РНК або ДНК);

- капсид (бялковая абалонка) - выконвае ахоўную функцыю;

Вірусы маюць дастаткова разнастайную форму, пачынаючы ад самай простай спіральнай і заканчваючы икосаэдрической. Стандартныя памеры складаюць каля адной сотай памеру невялікі бактэрыі. Аднак большая частка асобнікаў такія маленькія, што іх нават не відаць пад светлавым мікраскопам.

Па сваёй прыродзе вірусы з'яўляюцца паразітамі і не могуць размнажацца за межамі жывой клеткі. А вось знаходзячыся па-за клеткі, перастаюць праяўляць жывыя прыкметы.

Распаўсюджваюцца некалькімі спосабамі: вірусы, якія жывуць у раслінах, перамяшчаюцца з дапамогай насякомых, якія сілкуюцца травянымі сокамі; жывёлы вірусы пераносяць крывасмактальныя казуркі. У людзей вірусы перадаюцца вялікай колькасцю спосабаў: паветрана-кропельным або палавым шляхам, а таксама пры дапамозе пералівання крыві.

паходжанне

Вірусы (біялогія налічвае вялізную колькасць відаў) маюць некалькі гіпотэз паходжання. Дадзеныя паразіты былі выяўленыя на кожным міліметры планеты, дзе ёсць жывыя клеткі. Таму і існуюць з самага пачатку з'яўлення жыцця.

У наш час існуюць тры гіпотэзы паходжання вірусаў.

1. Гіпотэза клеткавага паходжання паведамляе аб тым, што пазаклеткавую агенты з'явіліся з фрагментаў РНК і ДКН, якія змаглі вызваліцца ад арганізма большага памеру.
2. Рэгрэсіўны гіпотэза паказвае, што вірусы былі дробнымі клеткамі, якія вядуць паразітычны лад жыцця ў больш буйных відах, але з часам страцілі гены, якія патрэбныя для паразітычнага існавання.
3. Гіпотэза коэволюции мяркуе, што вірусы паўсталі ў той жа час, у якое з'явіліся жывыя клеткі, гэта значыць ужо мільярды гадоў таму. І з'явіліся ў выніку пабудовы складаных комплексаў нуклеінавых кіслот і бялкоў.

Коратка пра вірусы (па біялогіі гэтых арганізмаў база ведаў наша, на жаль, далёкая ад дасканаласці) вы можаце прачытаць у дадзеным артыкуле. Кожная з пералічаных вышэй тэорый мае свае мінусы і недаказаныя гіпотэзы.

Вірусы як форма жыцця

Існуе два вызначэння формы жыцця вірусаў. Паводле першага, пазаклеткавай агенты - гэта комплекс арганічных малекул. Другое вызначэнне паведамляе аб тым, што вірусы з'яўляюцца асаблівай формай жыцця.

Вірусы (біялогія мае на ўвазе з'яўленне шматлікіх новых відаў вірусаў) характарызуюцца як арганізмы на мяжы жывога. Яны падобныя на жывыя клеткі тым, што маюць свой непаўторны набор генаў і эвалюцыянуюць зыходзячы з метаду натуральнага адбору. Таксама яны могуць размножвацца, ствараючы пры гэтым уласныя копіі. Так як вірусы не маюць клеткавага будынка, навукоўцы не разглядаюць іх як жывую матэрыю.

Для таго каб сінтэзаваць ўласныя малекулы, пазаклеткавай агентам патрэбна клетка-гаспадар. Адсутнасць уласнага абмену рэчываў не дазваляе ім размножвацца без старонняй дапамогі.

Аднак у 2013 годзе была апублікаваная навуковы артыкул пра тое, што ў некаторых бактэрыяфагаў ёсць ўласная імунная сістэма, здольная да адаптацыі. А гэта лішні доказ таго, што вірусы - гэта форма жыцця.

Класіфікацыя вірусаў па Балтыморы

Якія бываюць вірусы, біялогія апісвае досыць дэталёва. Дэйвід Балтымор (лаўрэат Нобелеўскай прэміі) распрацаваў сваю класіфікацыю вірусаў, якая да гэтага часу карыстаецца поспехам. Дадзеная класіфікацыя грунтуецца на спосабах адукацыі мРНК.

Вірусы павінны ўтвараць мРНК з уласных геномаў. Гэты працэс неабходны для рэплікацыі уласнай нуклеінавых кіслаты і адукацыі бялкоў.

Класіфікацыя вірусаў (біялогія ўлічвае іх паходжанне), згодна з Балтымора, выглядае наступным чынам:

- Вірусы з двуцепочной ДНК без РНК стадыі. Да такіх ставяцца мимивирусы і герпевирусы.

- Одноцепочная ДНК з станоўчай палярнасцю (парвовирусы).

- Двучепочная РНК (ротавірусы).

- Одноцепочная РНК станоўчай палярнасці. Прадстаўнікі: флавивирусы, пикорнавирусы.

- Одноцепочная малекула РНК двайны або негатыўнай палярнасці. Прыклады: филовирусы, ортомиксовирусы.

- Одноцепочная станоўчая РНК, а таксама наяўнасць сінтэзу ДНК на матрыцы РНК (ВІЧ).

- Двуцепочная ДНК, і наяўнасць сінтэзу ДНК на матрыцы РНК (гепатыт В).

жыццёвы перыяд

Прыклады вірусаў у біялогіі сустракаюцца ці ледзь не на кожным кроку. Але ва ўсіх жыццёвы цыкл працякае практычна аднолькава. Не маючы клеткавага будынка, размнажацца метадам дзялення яны не могуць. Таму і выкарыстоўваюць матэрыялы, якія знаходзяцца ўнутры клеткі свайго гаспадара. Такім чынам, яны прайграваюць вялікую колькасць копій саміх сябе.

Цыкл віруса складаецца з некалькіх этапаў, якія з'яўляюцца взаимоперекрывающимися.

На першым этапе вірус прымацоўваецца, то ёсць утварае спецыфічную сувязь паміж сваімі вавёркамі і рэцэптарамі клеткі-гаспадара. Далей трэба пракрасціся ў саму клетку і перадаць ёй свой генетычны матэрыял. Некаторыя віды пераносяць яшчэ і вавёркі. Пасля гэтага адбываецца страта капсида, і геномная нуклеінавых кіслата вызваляецца.

Пасля таго як паразіт трапляе ўнутр клеткі, пачынаецца зборка вірусных часціц і мадыфікацыя бялку. І ў выніку вірус выходзіць з клеткі. Нават калі ён працягвае актыўна развівацца, то можа і не забіваць клетку, а працягваць у ёй жыць.

захворвання чалавека

Вірусы біялогія інтэрпрэтуе як найніжэйшае праява жыцця на планеце Зямля. Адным з самых простых вірусных захворванняў чалавека з'яўляецца прастуда. Аднак дадзеныя паразіты могуць выклікаць і вельмі сур'ёзныя захворванні, такія як СНІД ці птушыны грып.

Кожны вірус мае пэўны механізм дзеяння на свайго гаспадара. Гэты працэс уключае лізіс клетак, які прыводзіць да іх смерці. У мнагаклетачных арганізмаў пры адміранне вялікай колькасці клетак пачынае дрэнна функцыянаваць ўвесь арганізм. У многіх выпадках вірусы могуць і не наносіць шкоды чалавечаму здароўю. У медыцыне гэта называецца латэнтнасьць. Прыкладам такога віруса з'яўляецца герпес. Некаторыя латэнтныя віды здольныя прыносіць карысць. Парой іх прысутнасць выклікае імунны адказ супраць бактэрыяльных патагенаў.

Некаторыя інфекцыі могуць быць хранічнымі або пажыцьцёвымі. Гэта значыць вірус развіваецца, нягледзячы на ахоўныя функцыі арганізма.

эпідэміі

Вірусная эпідэміялогія - гэта навука, якая вывучае, як кантраляваць перадачу вірусных інфекцый сярод людзей. Перадача паразітаў можа быць гарызантальнай, гэта значыць ад чалавека да чалавека; або вертыкальнай - ад маці да дзіцяці.

Гарызантальная перадача з'яўляецца самым распаўсюджаным тыпам распаўсюджвання віруса сярод чалавецтва.

Хуткасць перадачы віруса залежыць ад некалькіх фактараў: шчыльнасці папуляцыі, колькасці людзей з дрэнным імунітэтам, а таксама ад якасці медыцыны і ўмоў надвор'я.

абарона арганізма

Віды вірусаў у біялогіі, якія могуць паўплываць на чалавечае здароўе, незлічоныя. Самай першай ахоўнай рэакцыяй з'яўляецца прыроджаны імунітэт. Яго складаюць спецыяльныя механізмы, якія даюць неспецыфічную абарону. Такі выгляд імунітэту не здольны забяспечыць надзейную і доўгую абарону.

Калі ў хрыбетнікаў з'яўляецца набыты імунітэт, то выпрацоўваюцца спецыяльныя антыцелы, якія далучаюцца да віруса і робяць яго бяспечным.

Аднак далёка не супраць усіх існуючых вірусаў утворыцца набыты імунітэт. Напрыклад, ВІЧ пастаянна мяняе амінакіслотную паслядоўнасць, таму сыходзіць ад імуннай сістэмы.

Лячэнне і прафілактыка

Вірусы ў біялогіі - гэта вельмі распаўсюджаная з'ява, таму навукоўцы вывелі спецыяльныя вакцыны, якія змяшчаюць «забойныя рэчывы» для саміх вірусаў. Самай распаўсюджаным і дзейсны метад барацьбы з'яўляецца вакцынацыя, якая стварае імунітэт да інфекцый, а таксама супрацьвірусныя прэпараты, якія здольныя выбарча інгібіраваць рэплікацыю вірусаў.

Вірусы і бактэрыі біялогія апісвае ў асноўным як шкоднасных насельнікаў чалавечага арганізма. У цяперашні час з дапамогай вакцынацыі можна перамагчы больш за трыццаць вірусаў, якія пасяліліся ў целе чалавека, і яшчэ больш - у арганізме жывёл.

Меры прафілактыкі супраць вірусных захворванняў варта праводзіць своечасова і якасна. Для гэтага чалавецтва павінна весці здаровы лад жыцця і імкнуцца ўсімі магчымымі спосабамі павысіць імунітэт. Дзяржава ж павінна своечасова ладзіць карантыны і забяспечваць добрае медыцынскае абслугоўванне.

вірусы раслін

Формы вірусаў біялогія разглядае часцей за ўсё круглявыя і палачкападобныя. Такіх паразітаў досыць вялікая колькасць. У гаспадарцы яны ў асноўным уплываюць на ўраджайнасць, але пазбаўляцца ад іх эканамічна нявыгадна. Ад расліны да расліны такія вірусы распаўсюджваюцца з дапамогай насякомых-пераносчыкаў. Такія віды не дзівяць чалавека або жывёл, так як могуць размнажацца толькі ў раслінных клетках.

Зялёныя сябры нашай планеты таксама могуць бараніцца ад іх з дапамогай механізму гена устойлівасці. Вельмі часта расліны, здзіўленыя вірусам, пачынаюць выпрацоўваць такія супрацьвірусныя рэчывы, як саліцылавая кіслата або аксід азоту. Малекулярная біялогія вірусаў займаецца рашэннем праблем паразы ўрадлівых раслін паразітамі, а таксама змяняе іх хімічна і генетычна, што спрыяе далейшаму развіццю біятэхналогій.

штучныя вірусы

Віды вірусаў у біялогіі шматлікія. Асабліва трэба ўлічваць тое, што навукоўцы навучыліся ствараць штучных паразітаў. Першы штучны выгляд быў атрыманы ў 2002 годзе. У большасці пазаклеткавай агентаў штучны ген, уведзены ў клетку, пачынае праяўляць інфекцыйныя якасці. Гэта значыць, у іх утрымліваецца ўся інфармацыя, якая патрэбна для адукацыі новых відаў. Дадзеная тэхналогія шырока ўжываецца для атрымання антиинфекционных вакцын.

Магчымасць ствараць вірусы ў штучных умовах можа мець шмат наступстваў. Вірус не можа цалкам вымереть да таго часу, пакуль маюцца адчувальныя да яго цела.

Вірусы - гэта зброя

На жаль, інфекцыйныя паразіты могуць ствараць спусташальныя эпідэміі, таму могуць выкарыстоўвацца як біялагічная зброя. Пацвярджэннем гэтага з'яўляецца іспанскі грып, які быў створаны ў лабараторных умовах. Іншым прыкладам з'яўляецца воспа. Вакцына ад яе ўжо знойдзена, але, як правіла, вакцынацыю праходзяць толькі медыцынскія работнікі і вайскоўцы, гэта азначае, што астатняе насельніцтва знаходзіцца ў зоне патэнцыйнага рызыкі, калі гэты від біялагічнай зброі будзе ужыты на практыцы.

Вірусы і біясфера

На дадзены момант пазаклеткавую агенты могуць "пахваліцца" найбольшай колькасцю асобін і відаў, якія жывуць на планеце Зямля. Яны выконваюць важную функцыю, рэгулюючы колькасць папуляцый жывых арганізмаў. Вельмі часта яны ўтвараюць з жывёламі сімбіёз. Напрыклад, яд некаторых вос ўтрымлівае кампаненты віруснага паходжання. Аднак іх галоўнай роляй у існаванні біясферы з'яўляецца жыццё ў моры і акіяне.

У адной чайнай лыжцы марской солі ўтрымліваецца прыблізна мільён вірусаў. Іх асноўнай мэтай з'яўляецца рэгуляцыя жыцця ў водных экасістэмах. Большая іх частка абсалютна бясшкодныя для флоры і фауны

Але гэта далёка не ўсе станоўчыя якасці. Вірусы рэгулююць працэс фотасінтэзу, таму павялічваюць працэнтнае ўтрыманне кіслароду ў атмасферы.