Вирусы – это особая форма жизни, объединяющая организмы с неклеточным строением.
Вирусы способны существовать в двух формах: вне клеток и внутри клеток.
Вне клеток существуют свободные вирусы – вирионы. Вирионы не проявляют свойств биологических систем: у них отсутствует обмен веществ, и они неспособны к самовоспроизведению. Вирионы состоят из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенных в белковую оболочку – капсид.
В состав капсида входит строго определенное количество повторяющихся белковых субъединиц – капсомеров. Например, у вируса полиомиелита в состав капсида входит 60 капсомеров, у аденовируса – 252, у вируса табачной мозаики – 2000.
Размеры вирусов колеблются от 20 до 350 нм. По морфологии различают следующие формы вирусов: сферическую, палочковидную, кубоидальную, сперматозоидную. По характеру симметрии капсида различают вирусы со спиральным, кубическим (икосаэдрическим) и комбинированным типом симметрии.
Степень сложности вириона может быть различной. У простых вирусов в состав вириона входит только нуклеиновая кислота и белки, которые связаны в единую нуклеопротеиновую структуру – нуклеокапсид. У сложных вирусов имеется дополнительная липопротеиновая оболочка – суперкапсид. В состав сложных вирионов могут входить углеводы и некоторые ферменты. Однако вирусы никогда не содержат метаболических систем, обеспечивающих обмен веществ.
Для собственного воспроизведения вирусы должны проникнуть в клетку. Поверхность капсида включает химические вещества, способствующие прикреплению вириона к поверхности клетки и проникновению всего вириона или нуклеиновой кислоты в клетку. Сначала происходит адсорбция (фиксация) вирионов на поверхности клетки, а затем внутрь клетки проникает или весь вирион или только вирусная нуклеиновая кислота. В большинстве случаев вирусы проникают в клетку путем виропексиса (этот механизм проникновения вирусов в клетку сходен с фагоцитозом).
Organism type |
Organism |
Genome size |
|
Virus |
Bacteriophage MS2 |
3,569 |
3.5kb Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
|
Virus |
HIV |
9,749 |
9.7kb |
Virus |
Phage λ |
48,502 |
48kb |
Virus |
Megavirus |
1,259,197 |
1.3Mb |
Bacterium |
Escherichia coli |
4,600,000 |
4.6Mb |
Bacterium |
Solibacter usitatus (strain Ellin 6076) |
9,970,000 |
10Mb |
Bacterium – cyanobacterium |
Nostoc punctiforme |
9,000,000 |
9Mb |
Amoeboid |
Polychaos dubium ("Amoeba" dubia) |
670,000,000,000 |
670Gb |
Plant |
Arabidopsis thaliana |
157,000,000 |
157Mb |
Plant |
Fritillaria assyrica |
130,000,000,000 |
130Gb |
Fungus – yeast |
Saccharomyces cerevisiae |
12,100,000 |
12.1Mb |
Fungus |
Aspergillus nidulans |
30,000,000 |
30Mb |
Nematode |
Pratylenchus coffeae |
20,000,000 |
20Mb |
Nematode |
Caenorhabditis elegans |
100,300,000 |
100Mb |
Insect |
Drosophila melanogaster (fruit fly) |
130,000,000 |
130Mb |
Insect |
Apis mellifera (honey bee) |
236,000,000 |
236Mb |
Mammal |
Mus musculus |
2,700,000,000 |
2.7Gb |
Mammal |
Homo sapiens |
3,200,000,000 |
3.2Gb |
Fish |
Protopterus aethiopicus (marbled lungfish) |
130,000,000,000 |
130Gb |
Как и любое чужеродное вещество, нуклеиновые кислоты вирусов, проникшие в клетку, должны разрушаться защитными системами клетки. Основу защитных систем составляют нуклеазы – ферменты, расщепляющие нуклеиновые кислоты. Однако существует множество способов защиты вирусных нуклеиновых кислот от разрушения ферментными системами клетки. Например, у крупных ДНК-содержащих бактериофагов в состав вирусной ДНК входят модифицированные основания: окисленные и метилированные. Такая модифицированная ДНК не разрушается клеточными нуклеазами.
После проникновения в клетку вирусы вступают в вегетативно-репродуктивную фазу, то есть приобретают способность к обмену веществ и воспроизведению, причем, метаболизм вирусов неразрывно связан с метаболизмом клетки-хозяина. Таким образом, вирусы являются облигатными (обязательными) специализированными внутриклеточными паразитами на молекулярно-генетическом уровне.
Многие вирусы приступают к репродукции сразу же поле проникновения в цитоплазму клетки-хозяина. Однако в ряде случаев нуклеиновые кислоты вирусов встраиваются (интегрируются) в состав хромосом хозяина. В интегрированном состоянии вирус называется провирусом. Провирусы неотличимы от генетического материала хозяина и воспроизводится вместе с ним. В интегрированном (вирогенном) состоянии вирусы могут находиться долгое время. Но в ряде случаев (при изменении физиологического состояния клетки, например, при облучении) начинается репродукция вируса. С помощью ферментов и пластических веществ клетки идет репликация вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков. Путем самосборки из этих молекул формируется множество вирионов, которые покидают клетку. При этом клетка может погибнуть или сохраниться.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему