Вирусы способны размножаться только в клетках других организмов. Размножение вирусов (репродукция) – это многоступенчатый процесс. Основной путь проникновения вируса в клетку хозяина – рецепторный эндоцитоз. Вирусы попадают внутрь клетки вместе с капельками межклеточной жидкости. Процесс проникновения вириона в клетку хозяина включает несколько этапов:
1. Прикрепление вируса к клеточным рецепторам;
2. Образование вакуоли (эндоцитоз);
3. Выход вируса из вакуоли в цитоплазму.
Вирус прикрепляется к поверхности восприимчивой клетки – этот процесс называется адсорбцией.
Вирус вводит свою нуклеиновую кислоту в клетку (у бактериофагов) или проникает в клетку полностью, а затем происходит отделение вируса от белковой оболочки и освобождение нуклеиновой кислоты. Этот процесс называется инъекцией.
Редупликация вирусных молекул нуклеиновой кислоты осуществляется за счет нуклеотидов, накопленных в клетке хозяина.
Синтез вирусных белков и ферментов — осуществляется на рибосомах клетки.
Сборка вирусных частиц— осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных белков и нуклеиновых кислот.
Лизис – выход вирусных частиц из пораженной клетки; при этом у бактерий происходит распад клетки под влиянием ферментов фага, а у эукариот выпячивается оболочка клетки, и вирусные частицы «выталкиваются» в окружающую среду.
Учащиеся рассматривают схему размножения вирусов в буклете. Учащиеся делают пометки.
Несколько иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий – бактериофагов.
Прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы, с которыми бактериофаг связывается хвостовыми нитями. Этим объясняется строгая «прописка” вирусов в тех или иных клетках.
Проникновение вируса в клетку. Бактериофаг вводит внутрь клетки хвост, который представляет собой полый стержень. И, как через иглу шприца, проталкивает внутрь клетки свою ДНК или РНК. Таким образом, генетический материал фага попадает внутрь клетки, а капсид остается снаружи. Вирус работает как своеобразный генетический шприц.
Размножение вируса, т.е. редупликация вирусного генома. Проникнув внутрь клетки, вирусная ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина. Проникает в святая святых клетки, в центр управления жизнедеятельностью – в ядро.
Синтез вирусных белков и самосборка капсида. Клетка, сама того не желая, начинает синтезировать вирусные белки вместо собственных. При этом используются структуры и энергия самой клетки. Из этих вирусных белков и образуются новые вирусные оболочки – капсиды. Этот процесс размножения не сравним с размножением других биологических видов. «Происходит смерть ради жизни” — при попадании в клетку вирус сначала разрушается. Но ему достаточно одной нуклеиновой кислоты, чтобы через 10 минут внутри клетки хозяина образовалось сотни новых вирусных частиц.
Выход вирусов из клетки. А что происходит с самой клеткой? Она гибнет. А вирусные частицы уже готовы к очередной атаке, готовы разрушить сотни других клеток.
- классификация вирусов
В зависимости от вида НК вирусы делятся на:
- ДНК-содержащие
А) однонитчатые (крысиный вирус Килхама)
Б) двунитчатые (Оспа человека, овец, свиней, аденовирусы (ОРЗ) человека, герпес)
- РНК- содержащие
А) однонитчатые (Энцефалит, краснуха, корь, бешенство, грипп и др. (ВИЧ))
Б) двунитчатые (Вирусы насекомых и других животных)
- гипотезы происхождения вирусов.
Существует несколько гипотез происхождения вирусов:
- Вирусы – потомки бактерий – результат их регрессивной эволюции
- Вирусы – заблудившиеся клеточные органоиды (рибосомы, фрагменты хромосом)
- Занесены из космоса с космической пылью.
- значение вирусов в жизни человека и природе
Вирусы являются постоянными спутниками человека от рождения вплоть до глубокой старости. Считается, что при средней продолжительности жизни 70 лет около 7 лет человек болеет вирусными заболеваниями.
В настоящее время писано более 1000 различных видов вирусов. Виды объединяют в роды и семейства. Все вместе их выделяют в особое царство живой природы – Вирусы. Более 500 видов вирусов могут вызывать инфекционные заболевания человека. Не описаны вирусы мхов и водорослей. Несколько видов вирусов известны у грибов, папоротникообразных и голосеменных. Известно много вирусов у цветковых растений. Вирусные заболевания наносят большой ущерб животноводству и могут разрушить его в масштабе целой страны. Подобная катастрофа наблюдалась в конце 2000г. в Великобритании. В настоящее время от вируса птичьего гриппа погибает огромное количество домашних и диких птиц.