Что такое вирус и для чего ученые его выращивают?

Заболевания человека

Вирусы биология интерпретирует как низшее проявление жизни на планете Земля. Одним из самых простых вирусных заболеваний человека является простуда. Однако данные паразиты могут вызывать и очень серьезные заболевания, такие как СПИД или птичий грипп.

Каждый вирус имеет определенный механизм действия на своего хозяина. Этот процесс включает лизис клеток, который приводит к их смерти. У многоклеточных организмов при отмирании большого количества клеток начинает плохо функционировать весь организм. Во многих случаях вирусы могут и не наносить вреда человеческому здоровью. В медицине это называется латентностью. Примером такого вируса является герпес. Некоторые латентные виды способны приносить пользу. Порой их присутствие вызывает иммунный ответ против бактериальных патогенов.

Некоторые инфекции могут быть хроническими или пожизненными. То есть вирус развивается, несмотря на защитные функции организма.

Живая ли материя — вирус?

Отличают два определения форм жизни вирусов. Согласно первому, внеклеточные агенты являются совокупностью органических молекул. Второе определение утверждает, что вирусы – специальная форма жизни. Ответить на вопрос, какие существуют вирусы, конкретно и окончательно невозможно, поскольку биология предполагает постоянное появление новых видов. Они похожи на живые клетки тем, что обладают специальным комплектом генов и эволюционируют согласно способу естественного набора. Для существования им требуется клетка-хозяин. Отсутствие собственного метаболизма не дает возможности размножаться без посторонней помощи.

Современная наука разработала версию, согласно которой у определенных бактериофагов имеется собственный иммунитет, способный к адаптации. Это является доказательством того, что вирусы – это форма жизни.

Вирусы – что это, как выглядят? Вирусы и человек

Вирусы в тысячи раз мельче бактерий. Даже самый крупный вирус меньше самой мелкой бактерии.

В отличие от бактерий, они не видны под обычным световым микроскопом – только под электронным.

Вирус не является клеточным организмом и, по сути, не относится к живым существам. Это паразит из скопления органических молекул, который не способен существовать без хозяина. Только прикрепившись к чужой живой клетке, вирус может воспроизводиться и проявляет свойства живой материи.

Depositphotos

Depositphotos

Вирусы можно было бы сравнить скорее с крошечными киборгами, чем с живыми организмами. У них множество форм и структур: одни похожи на сферы с шипами (коронавирусы), другие – на хлопья попкорна, третьи – на пауков или даже на причудливые луноходы.

В отличие от бактерий, большинство вирусов являются болезнетворными для человека, животных и растений. Некоторые вирусы поражают бактерии – они называются бактериофагами.

Структура типичного вируса-бактериофага (художественное изображение). Adenosine / Wikimedia

Структура типичного вируса-бактериофага (художественное изображение). Adenosine / Wikimedia

Все вирусы имеют защитную белковую оболочку и сердцевину из генетического материала, представленного рибонуклеиновой кислотой – РНК (большинство) или дезоксирибонуклеиновой кислотой – ДНК.

Чтобы размножиться, вирус в большинстве случаев «перепрограммирует» клетку на производство вирусов, пока та не отмирает.

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), структура (стилизованное изображение). Los Alamos National Laboratory

Вирусы, особенно РНК-содержащие, способны быстро мутировать, так что потенциальные носители оказываются беззащитны перед новыми видами. Именно поэтому каждый год производится новая вакцина против вирусов гриппа.

Общее понятие архитектуры процессора ПК

Под понятием архитектуры процессора подразумеваются важные с точки зрения построения и функциональности особенности чипа, которые связаны как с его программной моделью, так и с физической конструкцией.

Архитектура набора команд (ISA) – это набор инструкций процессора и других его функций (например, система и нумерация регистров или режимы адресации памяти), имеющих программную часть ядра, которые не зависят от внутренней реализации.

В свою очередь, физическое построение системы называется микроархитектурой (uarch). Это детальная реализация программной модели, которая связана с фактическим выполнением операций. Микроархитектура представляет собой конфигурацию, определяющую отдельные элементы, например, логические блоки, а также связи между ними.

Стоит отметить, что ЦП, выполняющие одинаковую программную модель, могут значительно отличаться друг от друга микроархитектурой – например, устройства от фирм AMD и Intel. Современные чипы имеют идентичную программную архитектуру x86, но абсолютно разную микроархитектуру.

Создатель первого компьютерного вируса

В 1986 году первая вредоносная программа вышла из Пакистана. Она называлась – Мозг. Данный «Мозг» произвёл первые разрушения в сети в 1988 году. Он поражал в основном компьютеры сети ARPANET.

Некий Роберт Моррис придумал вредителя, заразившего около 6000 ПК по всему миру. Роберту в это время было всего 23 года. После этого, по всему миру прошел гигантский скандал. Через три года, после этого случая, компанией Symantec был разработан первый антивирус, Norton Anti-Virus software.

В 1998 г. заражению подверглись примерно пятьсот правительства и военных ведомств США. В этой хакерской атаке был обвинён Ирак. Однако, было выявлено, что к данному заражению систем имеют причастность пара Калифорнийских подростка.

В 1999 году появился вредитель Melissa. Данный вирус смог заразить несколько тысяч компьютеров очень быстро, нанеся ущерб примерно в 80000000$. В тоже время антивирусы побили рекорды продаж. В этом же году, некий Робот Мелисса подверг заражению офисные документы, в основном программы Word. Заражение произошло через рассылку — Outlook.

Обратите внимание! Были подвергнуты заражению текстовые файлы! Это я к тому, что многие пользователи считают, что в текстовых файлах не может содержаться вирус!

Я думаю, вы слышали про вирус: — «I love you». В своё время, он успел прославиться. Данный вредитель появился в 2000 году. Если так можно сказать – это удачный вирус. Только за один день он заразил несколько миллионов компьютеров.

Данное вредоносное ПО посылал различные пароли, шифры, конфиденциальные данные о владельце компьютера своему создателю. Анна Курникова в 2001 году заявила, что вредитель был создан с применением инструментария. Примечательно, что, используя данный инструментарий похожий вирус может создать даже малоопытный программист.

Вирусы угрожают даже государственному сайту Белого дома. К примеру, вирус Code Red в 2001 году заразил несколько десятков тысяч ПК. Ущерб составил более 2000000000$. Зараженные компьютеры в определённый момент произвели DDos атаку на сайт Белого дома.

Вирус удалось вовремя отбить. В том же, 2001 году появился вирус Nimda. Его считают особенно изощренным вирусом. В 2003 г. Вредитель Slammer сумел заразить несколько сот тысяч компьютеров в течение трех часов.

Это уникальный вирус, он мог задержать рейс практически любого самолёта мира. Также, он очень быстро распространялся.

В 2004 году вредительское ПО MyDoom претендовало на место самого быстро распространяющегося вируса с применением электронной почты. Но, он произвел небольшой ущерб. Я описал историю вредительства компьютерных вредителей до 2004 года.

После этого, подобных масштабных ущербов, за исключением единичных случаев, не было. В основном, благодаря усовершенствованию антивирусных программ и брандмауэрам!

Разнообразие вирусов

По своему строению вирусы очень разнообразны. Это могут быть мельчайшие вирусные частицы, оболочка которых состоит из одного типа белков, и невероятно сложные и крупные вирусы, чья оболочка состоит из 50 и более видов белков. Просто устроенные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида — оболочки. В составе сложно устроенных вирусов присутствует и липопротеиновая оболочка. 

По своему строению вирусы бывают палочковидными (вирус табачной мозаики), могут напоминать пулю (вирус бешенства), быть похожими на сферу (вирусы полиомиелита и ВИЧ), на нить (филовирусы) и сперматозоид (многие бактериофаги). Самые известные представители сложных по своему строению вирусов — бактериофаги. Они поражают бактериальные клетки и клетки архей. Бактериофаги бывают очень разных форм, например сферической или лимоновидной. Типичный бактериофаг состоит из головки и хвоста, причем хвост, как правило, может быть в несколько раз больше головки. Головка бактериофага может быть округлой, гексагональной или палочковидной формы. А отросток может быть коротким и длинным — в виде трубки или нитей — или не существовать вовсе. 

Кроме классических вирусов существуют прионы — инфекционные белковые частицы. Формально они не являются вирусами, но по своему воздействию сходны с ними. Например, прион, поражающий прионовый протеин млекопитающих (PrPC), меняет его форму, превращая его в третичную или четвертичную структуру, а это, в свою очередь, вызывает прионные заболевания куру, болезнь Крейтцфельда — Якоба и многие другие.   

Другая разновидность инфекционных агентов — вироиды. Они состоят из кольцевой РНК и вызывают различные заболевания растений. Науке известно около 30 возбудителей этой группы, часть которых поражают плоды картофеля, томата, баклажана и огурца. Экономические потери от вироидов велики. Например, от заболевания пальм вида кадаг-кадаг в Филиппинах ежегодно экономика теряет около 16,6 миллиона долларов в год. 

&nbsp

Вирусы как форма жизни

Существует два определения формы жизни вирусов. Согласно первому, внеклеточные агенты — это комплекс органических молекул. Второе определение сообщает о том, что вирусы являются особой формой жизни.

Вирусы (биология подразумевает появление многих новых видов вирусов) характеризуются как организмы на границе живого. Они похожи на живые клетки тем, что имеют свой неповторимый набор генов и эволюционируют исходя из метода естественного отбора. Также они могут размножаться, создавая при этом собственные копии. Так как вирусы не имеют клеточного строения, ученые не рассматривают их как живую материю.

Для того чтобы синтезировать собственные молекулы, внеклеточным агентам нужна клетка-хозяин. Отсутствие собственного обмена веществ не позволяет им размножаться без посторонней помощи.

Однако в 2013 году была опубликована научная статья о том, что у некоторых бактериофагов есть собственная иммунная система, способная к адаптации. А это лишнее доказательство того, что вирусы – это форма жизни.

Что такое бактериофаги кратко

Численность фагов примерно приравнивается к численности бактерий. Вирусы-фаги активно участвуют в эволюции микроорганизмов.

Бактериофаги были открыты Ф. Туортом (Англия) в 1915 году и Ф. Д’Эррелем (Франция) в 1917 году. Д’Эррель ввел термин бактериофаг, что означает «пожиратель бактерий». Бактериофаги также заражают одноклеточные организмы, известные как археи.

На приведенном выше рисунке показан фаг, тип вируса, который размножается в бактериальных клетках. Белковая оболочка фага достаточно сложная и имеет множество специализированных частей. Головная часть содержит вирусный геном. Воротник, оболочка, опорная (базальная) пластина и хвостовые волокна (фибриллы) являются частью сложной системы, которая прикрепляется и вводит геном в бактериальную клетку. Хвостовые волокна захватывают бактериальную клетку, подтягивая опорную пластину к клеточной стенке или мембране. Оболочка и воротник сжимаются, прокалывают клетку и помещают в нее вирусный геном.

Некоторые вирусные молекулы вообще не имеют белковой оболочки или никогда не были идентифицированы. У некоторых таких видов вирус передается от клетки к клетке внутри растения. Когда семена создаются внутри растения, вирус распространяется и на семена. Таким образом, вирус может жить в клетках все свое существование, и никогда не нуждаться в белковой оболочке, чтобы защитить себя в окружающей среде.

Характеристика бактериофагов

Фаги — это простые вирусные частицы, состоящие, как и все вирусы, из ядра генома (нуклеиновой кислоты) и белкового капсида, который служит оболочкой. Вирусологи разделили бактериофаги на три основные структурные формы:

1. икосаэдрическая (20-сторонняя) головка с хвостом;
2. икосаэдрическая головка без хвоста;
3. нитевидная форма.

Жизненный цикл бактериофагов

Во время заражения бактериофаг прикрепляется к бактерии, затем вводит в нее генетический материал. Далее фаг обычно действует одному из двух циклов его жизни:

1. литическому (вирулентному);
2. лизогенному (умеренному).

При литическом цикле фаги берут на себя механизмы работы клетки, чтобы произвести свои собственные компоненты и собрать их. Затем следует разрушение клетки или лизис, после которого высвобождаются новые бактериофаги. При лизогенном цикле фаги свою нуклеиновую кислоту вводят в хромосому клетки-хозяина и размножаются, не разрушая клетку, становясь с ней единым целым.

В течение длительного временного периода при некоторых хронических инфекциях новые частицы фагов образуются непрерывно, но при этом не уничтожают клетки.

Полезные вирусы: биология

В нашем организме очень много полезных вирусов, которые в основном обитают на слизистых оболочках, и препятствуют заражению серьезными заболеваниями. 

Полезные вирусы, биология:

• В ходе исследований было выяснено, что пего-вирус препятствует размножению вируса ВИЧ. Таким образом клетки, в которых имеется pega-вирус, не впускают в себя частички ВИЧ вируса. Больной чувствует себя лучше, существует высокая вероятность продолжительной жизни. Пего-вирус затормаживает и замедляет действие ВИЧ-вируса. 
• Существует герпесвирус, который не вызывает симптомов в организме человека, но при этом помогает обнаружить клетки, склонные к раковым заболеваниям. В этой области сейчас ведется огромное количество исследований, с целью изобрести лекарство от рака.

Полезные вирусы

Роль вирусов в природе

Вирусы значительно осложняют жизнь человека, являясь причиной многих заболеваний. Также часто приводят они и к гибели. Впрочем, вредят они не только людям, но и животным, значительно сокращая их численность. Но, как не хотелось бы это признавать, эти паразиты необходимы нашему миру, поскольку выполняют очень важные функции.

Так, вирусы выполняют регуляцию водных экосистем. Например, они способствуют росту водорослей, убивают различные микроорганизмы водоёмов, и могут прекращать цветение воды. А регулируя процесс фотосинтеза в водоёмах, вирусы уменьшают содержание углекислого газа в атмосфере.
Помимо этого, являются они переносчиками генов между различными видами, благодаря чему направляют эволюцию. А ещё они регулируют численность живых существ. Численность людей, к сожалению, или к счастью — тоже.

Вообще говоря, как мне кажется, вирусы обладают слишком уж большим количеством регуляторных функций. Ну посудите сами: регулируют экосистемы, в которых мы живём; регулируют состав кислорода, которым мы дышим; регулируют численность живых организмов на планете; и даже участвуют в направлении эволюции живых существ. Если бы кто-то мог контролировать все вирусы, то он мог бы контролировать жизнь на Земле, и направлять её так, как ему вздумается. Разумеется, это невозможно, ввиду слишком уж большого их разнообразия и количества. Но заставляет задуматься о значении этих мелких паразитов.

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.

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.

Типы взаимодействия вируса с клеткой. Репродукция вирусов. Вирогения.

Основные
этапы взаимодействия вируса с клеткой
хозяина.

1.Адсорбция-
пусковой механизм, связанный со
взаимодействием специфических
рецепторов вируса и хозяина (у вируса
гриппа- гемагглютинин, у вируса
иммунодефицита человека- гликопротеин
gp
120).

2.Проникновение-
путем слияния суперкапсида с мембраной
клетки или путем эндоцитоза (пиноцитоза).

3.Освобождение
нуклеиновых кислот- “раздевание”
нуклеокапсида и активация нуклеиновой
кислоты.

4.Синтез
нуклеиновых кислот и вирусных белков,
т.е. подчинение систем клетки хозяина
и их работа на воспроизводство вируса.

5.Сборка
вирионов- ассоциация реплицированных
копий вирусной нуклеиновой кислоты с
капсидным белком.

6.Выход
вирусных частиц из клетки, приобретения
суперкапсида оболочечными вирусами.

Исходы
взаимодействия вирусов с клеткой
хозяина.

1.Абортивный
процесс—
когда клетки освобождаются от вируса:

—
при инфицировании дефектным
вирусом, для репликации которого нужен
вирус- помощник, самостоятельная
репликация этих вирусов невозможна (
так называемые вирусоиды). Например,
вирус дельта (D)
гепатита может реплицироваться только
при наличии вируса гепатита B,
его Hbs
— антигена, аденоассоциированный вирус-
в присутствии аденовируса);

—
при инфицировании вирусом генетически
нечувствительных к нему клеток;

—
при заражении чувствительных клеток
вирусом в неразрешающих условиях.

2.Продуктивный
процесс—
репликация (продукция) вирусов:

—
гибель
(лизис) клеток
(цитопатический эффект)- результат
интенсивного размножения и формирования
большого количества вирусных частиц —
характерный результат продуктивного
процесса, вызванного вирусами с высокой
цитопатогенностью. Цитопатический
эффект действия на клеточные культуры
для многих вирусов носит достаточно
узнаваемый специфический характер;

—
стабильное
взаимодействие,
не приводящее к гибели клетки
(персистирующие и латентные инфекции)
— так называемая вирусная
трансформация клетки.

3.Интегративный
процесс—
интеграция вирусного генома с геномом
клетки хозяина. Это особый вариант
продуктивного процесса по типу стабильного
взаимодействия. Вирус реплицируется
вместе с геномом клетки хозяина и может
длительно находиться в латентном
состоянии. Встраиваться в ДНК- геном
хозяина могут только ДНК- вирусы (принцип
“ДНК- в ДНК”). Единственные РНК- вирусы,
способные интегрироваться в геном
клетки хозяина- ретровирусы, имеют для
этого специальный механизм. Особенность
их репродукции- синтез ДНК провируса
на основе геномной РНК с помощью фермента
обратной транскриптазы с последующим
встраиванием ДНК в геном хозяина.

Важная роль, которую играют вирусы в эволюции жизни на планете

Жизнь постоянно эволюционирует, и вирусы являются важным фактором этого процесса. Ученые давно указывают на связь между патогенами и эволюцией. Доказано, что вирусы оказывают мощное воздействие на то, как адаптируются человеческие существа. Исследователи обнаружили, что адаптация происходит в три раза чаще в белках, которые взаимодействуют с вирусами, чем в других белках.

Благодаря этому исследованию ученые теперь могут определить, какие части клетки успешно побеждали вирусы в прошлом. Различия в форме и составе белков в ответ на эти угрозы могут помочь ученым найти новые способы борьбы с самыми мощными вирусными угрозами, с которыми в настоящее время сталкивается человек.

Когда организм сталкивается с вирусом, белки реагируют по всему организму, а не только те, которые связаны с иммунитетом. Исследователи обнаружили, что адаптация происходит как вне иммунной системы, так и внутри нее. Вирусы воздействуют на нас во всех отношениях, затрагивая все части наших клеток. Белки делают возможным множество важных клеточных функций, поэтому анализ тонкостей и различий может дать ученым жизненно важные подсказки о том, как противостоять будущим угрозам.

Когда происходят пандемии и эпидемии, популяции либо адаптируются, либо рискуют вымереть, и есть надежда, что наблюдаемые изменения в белках помогут ученым найти новые способы помочь организму в борьбе с инфекциями.

Есть гипотеза, что вирусы хранят жизненно важные секреты относительно того, как эволюционировали различные виды.

Разрушительные вирусы, подобные ВИЧ, например, поражали людей и животных на многих этапах их долгой истории. Наблюдение за тем, как клетки реагируют на вирусы этого типа, может помочь ученым лучше понять, как работают вирусы, и, возможно, привести к открытию того, как мы можем победить болезнетворные вирусы навсегда, что приведет к улучшению здоровья и увеличению продолжительности жизни человечества и других видов.

Краткое описание

Отметим, что пока вирус находится вне клетки или в процессе зарождения он является независимой частицей. Обычно состоит из трех компонентов. Первый — это генетический материал, который представлен ДНК или РНК. При этом отметим, что некоторые вирусы могут иметь два вида молекул. Вторая составляющая — это белковая оболочка, которая защищает сам вирус и его липидную оболочку. По её наличию отличают вирусы от подобных инфекционных бактерий. В зависимости от типа нуклеиновой кислоты, которая по сути является генетическим материалом, разделяют вирусы ДНК-содержащие и РНК-содержащие. Ранее к вирусам относили прионы, но потом оказалось, что это ошибочное мнение — это обычные возбудители, которые состоят из инфекционного материала и не имеют в своем составе нуклеиновых кислот. Форма вируса может быть очень разнообразной: начиная от спиральной и заканчивая гораздо более сложными структурами. Размеры этих образований составляют примерно одну сотую бактерии. При этом большинство вирусов настолько малы, что их невозможно отчётливо разглядеть даже на световом микроскопе.

Вирусы растений

Формы вирусов биология рассматривает чаще всего округлые и палочковидные. Таких паразитов достаточно большое количество. В хозяйстве они в основном влияют на урожайность, но избавляться от них экономически невыгодно. От растения к растению такие вирусы распространяются с помощью насекомых-переносчиков. Такие виды не поражают человека или животных, так как могут размножаться только в растительных клетках.

Зеленые друзья нашей планеты тоже могут от них защищаться с помощью механизма гена устойчивости. Очень часто растения, пораженные вирусом, начинают вырабатывать такие противовирусные вещества, как салициловая кислота или оксид азота. Молекулярная биология вирусов занимается решением проблем поражения плодородных растений паразитами, а также изменяет их химически и генетически, что способствует дальнейшему развитию биотехнологий.

[править] Механизмы противовирусной защиты

Индукция синтеза интерферонов

При внутриклеточной репродукции вируса индуцируется синтез альфа- и бетаинтерферонов, защищающих другие клетки от вируса. А при фагоцитозе вирионов макрофагами индуцируется синтез гамма-интерферонов.

Интерфероны вызывают в клетке синтез ферментов нарушающих трансляцию мРНК, в результате чего репродукция вируса становится невозможной. Однако, это также прекращает синтез клеточных белков исключает деление клеток. Интерфероны не является вирусоспецифическими, то есть инферфероны выделены в ответ на вторжение одного вируса также подавляют репродукцию других, но есть видоспецифичными, то есть подавляют репродукцию вируса только в клетках своего вида.

Элиминация зараженных вирусом клеток

При репродукции вируса его антигены подаются на мембрану клетки, вместе с антигенами главного комплекса гистосовместимости. Там они распознаются цитотоксическими T-лимфоцитами CD8. Эти лимфоциты уничтожают инфицированные вирусом клетки, останавливая распространение вируса и обеспечивая длительный иммунитет.

Также зараженные клетки распознаются и уничтожаются природными киллерами. Противовирусные антитела реагируют с соответствующими антигенами на поверхности клетки и блокируют их. Естественные киллеры способны распознавать такие антитела и уничтожать клетки на которых они адсорбированные.

Элиминация и нейтрализация вирионов

Внеклеточные вирусы устраняются из организма с помощью фагоцитоза, хотя некоторые из них могут храниться и размножаться в фагоцитах. Макрофаги осуществляют презентацию вирусных антигенов; при распознавании таких антигенов B-лимфоцитами и Th2-клетками развивается гуморальная иммунная ответ и синтез антител. IgG нейтрализуют вирусы преимущественно в тканевой жидкости, IgM — в крови, а секреторные IgA — на поверхности слизистых. Вирусы находящихся в клетке подвергаются воздействию антител. Комплексы антител с вирусами активно фагоцитируются макрофагами. Также вирионы разрушаются вследствие активации комплимента.

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.