Решебник по биологии 7 класс Суматохин. Углубленный | Страница 14

Для вирусов характерно свойство размножения (воспроизводства) и наследственности (передача генетической информации), но осуществлять их они могут только внутри живой клетки-хозяина.

Размеры вирусных частиц (вирионов) составляют от 10 до 400 нм (1 нм = 10^-9 м). Форма вирионов может быть различной: палочковидной (например, вирус табачной мозаики), нитевидной, иметь форму правильных многогранников или более сложную (например, бактериофаг).

Для изучения формы и структуры вирусов используют электронные микроскопы, так как размеры вирусов значительно меньше разрешающей способности светового микроскопа.

Вирион — это общее название внеклеточной вирусной частицы. Бактериофаг — это специфический вид вириона, который поражает исключительно бактерии.

Генетический аппарат вирусов может быть представлен дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) (ДНК-содержащие вирусы) или рибонуклеиновой кислотой (РНК) (РНК-содержащие вирусы).

Вирусы наносят вред, вызывая гибель сельскохозяйственных растений и животных, что приводит к существенному материальному ущербу в сельском хозяйстве.

Простые вирионы состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), заключённой в белковую оболочку, называемую капсидом. Примером является вирус табачной мозаики. Сложные вирионы дополнительно имеют специальную внешнюю оболочку, или суперкапсид, которая образуется из компонентов мембраны клетки-хозяина при выходе вируса, и может содержать дополнительные белки и ферменты. Примером является вирус герпеса.

Рисунок 5 демонстрирует вирионы, которые напоминают правильные многогранники (например, икосаэдр).

Значение такой геометрически правильной формы капсида:

3. Экономия генетического материала: Правильная полиэдрическая форма позволяет построить прочную и закрытую оболочку для защиты нуклеиновой кислоты, используя минимальное количество разных белковых субъединиц.

4. Максимальная прочность: Многогранная структура обеспечивает высокую прочность капсида, что важно для сохранения вирусного генома во внеклеточной среде.

Жизненный цикл вируса состоит из следующих этапов, протекающих в клетке-хозяине:

6. Адсорбция: Вирион специфически прикрепляется к поверхности клетки-хозяина с помощью специальных белков-рецепторов.

7. Проникновение: Вирусная нуклеиновая кислота или весь вирион проникает внутрь клетки.

8. Синтез (Репликация): Вирусная нуклеиновая кислота "перепрограммирует" метаболизм клетки, заставляя её синтезировать вирусные белки и нуклеиновые кислоты, используя клеточные ресурсы.

9. Сборка: Из синтезированных компонентов происходит самосборка новых вирионов.

10. Выход: Сформированные вирионы покидают заражённую клетку, часто вызывая её разрушение (лизис), и начинают поиск новых клеток для заражения.

План действий учёных для разработки лекарств и профилактики:

5. Изоляция и идентификация:

   • Выделение чистого вируса из заражённого материала.

   • Изучение структуры вириона (форма, размер, тип капсида) с помощью электронной микроскопии.

   • Определение типа и последовательности вирусной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и генетических особенностей.

6. Изучение патогенеза (механизма болезни):

   • Определение специфических белков на поверхности вируса, ответственных за адсорбцию и проникновение в клетки-хозяина.

   • Выявление типов клеток и тканей, которые вирус поражает.

   • Изучение особенностей жизненного цикла вируса в клетке.

7. Разработка профилактики (Вакцины):

   • Выбор вирусных компонентов (белков или инактивированного/ослабленного вируса), которые вызывают сильный иммунный ответ.

   • Создание и тестирование прототипов вакцин на безопасность и эффективность.

8. Разработка лечения (Противовирусные препараты):

   • Поиск и синтез веществ, способных блокировать ключевые этапы жизненного цикла вируса (адсорбцию, проникновение, синтез вирусных белков/ДНК/РНК).

   • Клинические испытания разработанных препаратов и вакцин.

Бактериофаги (фаги) имеют сложное, специализированное строение, напоминающее аппарат для инъекций . Их строение включает:

4. Головку: Имеет форму многогранника (икосаэдра), содержит генетический материал (ДНК или РНК), заключённый в белковый капсид.

5. Хвост (стержень): Представляет собой полый цилиндрический чехол, окружённый сократительным чехлом и заканчивающийся базальной пластинкой.

6. Нити и Шипы: От базальной пластинки отходят хвостовые нити и шипы, которые служат для адсорбции (прикрепления) к поверхности бактериальной клетки.

Роль каждого человека в борьбе с болезнетворными вирусами заключается в следующем:

4. Соблюдение профилактических мер: Мытьё рук, использование дезинфицирующих средств, ношение масок в период эпидемий, изоляция при симптомах заболевания — это меры, которые предотвращают распространение вируса.

5. Вакцинация: Участие в программах вакцинации защищает не только привитого человека, но и снижает общую распространённость вируса в популяции (коллективный иммунитет).

6. Просвещение: Распространение достоверной информации о профилактике и лечение, борьба с мифами и паникой, что способствует более эффективному контролю над эпидемиями.

Чтобы не заразиться вирусным заболеванием, необходимо соблюдать следующие правила:

6. Минимизация контактов с больными людьми.

7. Использование защитных масок, закрывающих рот и нос, особенно в местах массового скопления людей и при контакте с больными.

8. Регулярное и тщательное мытьё рук с мылом или их обработка дезинфицирующими средствами, чтобы удалить вирусные частицы.

9. Соблюдение правил личной гигиены, избегая прикосновений к лицу немытыми руками.

10. Ведение здорового образа жизни для поддержания крепкого иммунитета.

Вирусы являются и врагами, и потенциальными помощниками человека.

Вирусы — Враги:

• Они вызывают множество тяжёлых заболеваний (грипп, ВИЧ, герпес, оспа), которые ежегодно приводят к смертям и наносят огромный экономический ущерб.

• Они поражают сельскохозяйственные культуры и домашний скот.

• Они обладают высокой изменчивостью, что затрудняет разработку вакцин и лекарств.

Вирусы — Помощники:

• Бактериофаги используются в медицине как альтернатива антибиотикам для борьбы с бактериальными инфекциями, устойчивыми к лекарствам.

• Вирусы используются в генной терапии как "транспортные средства" (векторы) для доставки здоровых генов в больные клетки.

• Они служат модельными объектами в молекулярной биологии для изучения фундаментальных процессов жизни.

Вывод: В настоящее время вред от болезнетворных вирусов преобладает, но научный прогресс активно использует их уникальные свойства для медицинских целей, превращая их из врагов в инструменты.

Найти лекарства (противовирусные препараты) для лечения вирусных заболеваний трудно по нескольким причинам:

4. Внутриклеточный паразитизм: Вирусы используют клеточный аппарат хозяина для своего размножения. Лекарство, которое убивает вирус, часто должно уничтожить или повредить саму клетку-хозяина, что вызывает токсические побочные эффекты для организма.

5. Высокая изменчивость: Вирусы (особенно РНК-содержащие, например, вирус гриппа) быстро мутируют. Из-за этого лекарство, эффективное сегодня, может стать бесполезным завтра, и требуется постоянное обновление препаратов.

6. Сходство с хозяином: Структура вируса относительно проста и тесно связана с клеточными механизмами хозяина, что оставляет мало специфических мишеней для лекарств, которые не навредят самому человеку. Эффективный препарат должен быть направлен строго на уникальные вирусные ферменты или белки.

Сведениями об организме, лучше всего отражающими его основные свойства, являются родственные связи между организмами и ограниченность приспособлений к условиям существования, которые изучает систематика.