Наследственный аппарат вирусов

Содержание
  1. Вирусы – неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний
  2. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний
  3. Вироиды
  4. Прионы
  5. 17. Особенности организации наследственного аппарата вирусов. Рнк- и днк-содержащие вирусы. Ретровирусы
  6. 18. Особенности организации наследственного аппарата прокариот. Автономные генетические элементы и их значение
  7. 19. Организация наследственного аппарата эукариот. Надмолекулярный уровень организации генетического материала. Строение хромосом
  8. 20. Хроматин: химический состав и структурная организация. Эухроматин и гетерохроматин. Уровни организации хроматина
  9. Вирусы
  10. Взаимодействие вируса с клеткой
  11. Бактериофаги (“бактерия” + греч. phag(os) — пожирающий)
  12. Вирусные инфекции
  13. Вирион – это название вирусной частицы. Строение и генетический материал вирусов
  14. Что такое вирион
  15. Строение вириона
  16. Генетический материал вирусных частиц
  17. Сборка вириона внутри клетки-хозяина
  18. Научно-производственное объединение “Вирион”

Вирусы – неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Наследственный аппарат вирусов

К неклеточным жизненным формам относят вирусы, вироиды, прионы. Они не проявляют признаки жизни, находясь вне клеток хозяина. Это мельчайшие частицы, которые проходят через бактериальные фильтры и во внешней среде выглядят как кристаллы. Их существование ограничивается двумя стадиями:

  • внеклеточной или покоящейся;
  • внутриклеточной или воспроизводящей.

Вирусы не живут в окружающей среде, они просто пережидают неблагоприятные условия. Жизнь замирает до момента, пока они не попадут в клетку хозяина. Это внутриклеточные паразиты, которые действуют на генетическом уровне: воспроизводят себе подобных и это их единственное проявление жизни. Известно около 1000 «мелких паразитов», которых классифицируют по химическому составу и строению.

К сведению:Вирусы – это материал для изучения строения и функций генетического аппарата. С их помощью рассматриваются механизмы реализации наследственной информации, используют в качестве инструмента в генной инженерии. Они необходимы для биологической борьбы с возбудителями ряда заболеваний растений, грибов животных, человека.

Характеристика вирусов

  1. Если вирус находится клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.
  2. Если вирус вне клетки хозяина, то он существует в форме вириона.

Компоненты вириона:

  • Сердцевина— генетический материал (или ДНК, или РНК);
  • Капсид — белклвая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту;
  • Суперкапсид — дополнительные оболочки.

Подразделяются на собственно вирусы, которые паразитируют в клетках эукариот, и бактериофаги, «нападающие» на клетки бактерий.

Вирусы отличаются простым строением, которое ограничено ДНК (РНК) и белковой оболочкой или капсидом. У более сложных разновидностей в наличии липопротеиновая мембрана.

Бактериофаг состоит из головки – это белковая оболочка с наследственным материалом и отростка, необходимого для контакта с клеткой хозяина.

Схема «Классификация вирусов»

 Вирус способен внедрится в клетку при непосредственном контакте с ней. Поскольку он лишен органоидов движения, то пути заражения:

  • воздушно-капельный (грипп);
  •  с пищей через органы пищеварения (гепатиты);
  • через кровь (ВИЧ);
  • благодаря переносчику (энцефалит).

После контакта с мембраной клетки-хозяина, вирус растворяет участок клеточной оболочки и вводит в цитоплазму свою ДНК (РНК). Встраиваясь в хозяйский геном, он «заставляет» клетку производить вирусный наследственный материал, на который наращивается белковая оболочка. 

Вирус не только истощает клетку-хозяина, но и вызывает в ней повреждения, перестройки и приводит к гибели. При этом происходит массовый выход вирусных частиц.

Если организм отличается крепкой иммунной системой, то события разворачиваются иначе. Происходит синтез противовирусных белков (интерферонов, иммуноглобулинов). Вирус прекращает размножение, его деятельность прерывается, а остатки выводятся из клетки организма.

На заметку: Большинство вирусов действуют избирательно. Для воспроизведения себе подобных им подходит специально предназначенная для них клетка. Так, вирусы гепатита заселяют клетки печени, а вирусы гриппа поселяются на слизистых оболочках верхних дыхательных путей.

Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Вирусы поражают живые организмы: от их вмешательства страдают растения, животные, человек. Сотни миллионов людей погубила «испанка», черная оспа, ВИЧ. После перенесенных заболеваний организм начинает производить защитные тела против конкретной инфекции, вырабатывая приобретенный иммунитет.

Вирусы способны извлекать часть генетической информации хозяина и внедрять их в другую жертву, осуществляя перенос генетической информации. Они поставляют генетический материал, осуществляя горизонтальный перенос генов и вызывая мутации. Это приводит к изменчивости и формированию новых признаков, что важно для эволюционного процесса.

Избежать контакта с вирусными частицами сложно, так как они встречаются повсюду. Но некоторые меры профилактики помогают избежать развития вирусной инфекции:

  • использование марлевых повязок при контактах с больными людьми или при их значительном скоплении;
  • своевременная вакцинация;
  • мытье рук;
  • промывание плодов овощей и фруктов;
  • обработка места нахождения инфицированного больного.

Вирусы действуют по-разному, поэтому и меры профилактики могут отличаться. Так, чтобы не заразиться ВИЧ нужно отказаться от наркотиков, следить за стерильностью инструментов при проколах кожи (контакт с кровью), иметь одного полового партнера или использовать средства индивидуальной защиты.

Вироиды

Это мельчайшие частицы, которые вызывают болезни растений. Они действуют по принципу вируса, но не способны создавать собственные белки для построения клеточной оболочки, используя белки клетки-хозяина. Иногда, вироиды делят чужую ДНК на несколько частей, вызывая постепенную гибель растения. Как пример: вироиды уничтожили миллионы кокосовых пальм на Филлипинских островах.

Прионы

Инфекционные агенты имеют форму нити или кристалла и образованы белковыми молекулами с третичной структурой. Они проникают в организм с продуктами питания и «переделывают» здоровые белки хозяина на свои.

Деформированные белки приводят к сбоям обменных процессов, нарушениям метаболизма, нормальной работы нервной системы.

Например, они являются виновниками неизлечимых заболеваний: «коровьего бешенства», болезни Крейтцфельдта-Якоба, куру и других.

Благодаря созданной системе построения классификации живых организмов есть возможность наблюдать, как происходила эволюция на планете и постепенно происходило усложнение организации.

Биосфера создана из живых существ, которые получили наследственный материал от предков и приспособились к жизни в определенных экологических нишах.

Не все еще открыты и до конца изучены, но благодаря систематике просматривается стройная картина живого мира. 

Смотри также:

Источник: https://bingoschool.ru/manual/311/

17. Особенности организации наследственного аппарата вирусов. Рнк- и днк-содержащие вирусы. Ретровирусы

Наследственный аппарат вирусов

См.вопр. №1

Ретровирусы — семейство РНК-содержащих вирусов,заражающих преимущественно позвоночных.Наиболее известный и активно изучаемыйпредставитель — вирус иммунодефицитачеловека.

Послеинфицирования клетки ретровирусом вцитоплазме начинается синтез вирусногоДНК-генома с использованием вирионнойРНК в качестве матрицы.

Все ретровирусыиспользуют для репликации своего геномамеханизм обратной транскрипции: вирусныйфермент обратная транскриптаза (илиревертаза) синтезирует одну нить ДНКна матрице вирусной РНК, а затем уже наматрице синтезированной нити ДНКдостраивает вторую, комплементарнуюей нить. Образуется двунитевая молекулаДНК, которая интегрируется в хромосомнуюДНК клетки во время клеточного деления,когда нет ядерной оболочки, (исключениемявляется ВИЧ, ДНК которого активнопроникает в ядро) и далее служит матрицейдля синтеза молекул вирусных РНК. ЭтиРНК выходят из клеточного ядра и вцитоплазме клетки упаковываются ввирусные частицы, способные инфицироватьновые клетки.

18. Особенности организации наследственного аппарата прокариот. Автономные генетические элементы и их значение

Упрокариот генетический аппаратпредставлен двухцепочечной кольцевоймолекулой ДНК (нуклеоид, генофор), вкоторой содержится основная видоваянаследственная информация, и плазмоном- совокупностью автономных генетическихэлементов.

Это мелкие кольцевые молекулыДНК – плазмиды и эписомы, содержащиеограниченную информацию о некоторыхпризнаках данного организма (в плазмидахR находятся гены устойчивости кантибиотикам;эписомы F определяютспособность к размножению).

Плазмиды иэписомы способны к репликации иперемещению из клетки в клетку приконъюгации.

19. Организация наследственного аппарата эукариот. Надмолекулярный уровень организации генетического материала. Строение хромосом

Уэукариот генетический аппарат представленнадмолекулярными структурами -хромосомами, химической основой которыхявляется хроматин (ДНК + белки).

Хроматинможет быть конденсирован, неактивный- гетерохроматин, или деконденсирован,активный – эухроматин. Не вся ДНКэукариот является информативной. Большаячасть ее представлена регуляторнымипоследовательностями.

Многие участкиповторяются в геноме (умеренные и высокиеповторы).

20. Хроматин: химический состав и структурная организация. Эухроматин и гетерохроматин. Уровни организации хроматина

Хромосомыв виде плотных структур выявляются вовремя деления клетки, а в интерфазе онидеспирализованы и вся совокупностьнаследственного материала носит название- хроматин.

Большаячасть интерфазного хроматина находитсяв деконденсированном состоянии, наразных его участках идут процессытранскрипции – это активный хроматин -эухроматин. Но есть участки конденсированного(плотного) хроматина – это неактивныйгетерохроматин.

Различаютструктурный (конститутивный) гетерохроматин- участки постоянно конденсированные,неинформативные.

Второй вид гетерохроматина- факультативный, это те участки, которыемогут деконденсироваться и переходитьв активное состояние.

При подготовке кделению происходит постепенная общаяконденсация хроматина и весь генетическийматериал представляет собой факультативныйгетерохроматин; в световом микроскопеон обнаруживается в виде плотных структур- хромосом.

Процессконденсации хроматина очень важен длярегуляции активности генетическогоматериала и для свободного распределенияхромосом в цитоплазме клетки во времяделения. По мере конденсации активностьхроматина снижается.

В результатеусиления компактизации хроматина ипроцесса спирализации метафазныехромосомы уменьшаются по длине внесколько тысяч раз и свободно размещаютсяв цитоплазме клетки, а затем расходятсяк полюсам.

Форма метафазных хромосомзависит от расположения центромеры.

Различаютнесколько уровней организации хроматина:

1.Расправленные нити. Эта структурасостоит из 1 молекулы ДНК и молекулгистонов, расположенных параллельно.Неактивный хроматин.

2.Нуклеосомный уровень. Формируютсякомпактные структуры из 8 молекулгистонов и участка молекулы ДНК (около200 пар нуклеотидов) – нуклеосомы.Хроматиновая нить укорачивается в 7раз. Наиболее активный хроматин.

3.Нуклеомерный. Объединяются 8-10 нуклеосом,образуется нуклеомер. Укорочение нитив 20 раз.

4.Хромомерный. Нуклеомерная нить образуетпетли, соединённые белками. Укорочениев 200 раз.

5.Хромонемный уровень образуется врезультате сближения хромомеров подлине.

6.Хроматидный. Хромонема складывается внесколько раз, образуя тело хроматиды.Хроматиду можно назвать нереплицированнойхромосомой. После репликации ДНКхромосома содержит 2 хроматиды – этореплицированная хромосома.

Источник: https://studfile.net/preview/2073953/page:7/

Вирусы

Наследственный аппарат вирусов

Вирус (лат. virus – яд) – неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп. Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.

Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.

В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский положил начало вирусологии как науке.

Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:

  • Наличие наследственности и изменчивости
  • Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)

Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:

  • Неживое (инертное) состояние
  • Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы – облигатные внутриклеточные паразиты.

  • Обмен веществ
  • У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).

  • Неклеточное строение
  • Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.

  • Не делятся, не размножаются половым путем
  • У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.

  • Не растут
  • Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни – безудержное размножение.

Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент – его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней среде вирусы существуют в виде вирионов – полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой кислоты внутри.

Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.

Взаимодействие вируса с клеткой

Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.

Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код – она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.

Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.

Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.

Бактериофаги (“бактерия” + греч. phag(os) — пожирающий)

Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом – ДНК (реже РНК), протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.

Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее свою нуклеиновую кислоту.

Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.

Вирусные инфекции

Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины, например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.

Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие стойкий пожизненный иммунитет.

Клетки вырабатывают защитный белок – интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры тела (например, при гриппе).

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах – клетках крови, которые выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.

Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана от ВИЧ инфицированной матери к плоду.

Источник: https://studarium.ru/article/141

Вирион – это название вирусной частицы. Строение и генетический материал вирусов

Наследственный аппарат вирусов

Так как вирусы не относятся к клеточной форме жизни, в качестве обозначения дискретной вирусной частицы используется термин “вирион”. Это понятие было введено в 1962 г. французом Андре Львовым.

Вирус существует в этом виде не постоянно, а лишь на определенном этапе своего жизненного цикла.

Что такое вирион

Вирион представляет собой конечную фазу развития вируса, включающую полный набор структурных и функциональных элементов, упакованных в единую частицу. Такая форма характерна для внеклеточной стадии жизненного цикла вируса, однако какое-то время после сборки вирион может существовать и внутри инфицированной клетки.

Так как вирион – это всего лишь обозначение морфологической единицы, его не стоит отождествлять с понятием “вирус”. Последний включает всю совокупность биологических свойств, характеризующих этот таксон, а не только особенности строения.

Строение вириона

Вирусная частица состоит из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), окруженной белковым слоем (капсидом), который выполняет защитные функции и обеспечивает взаимодействие с клеткой хозяина.

Некоторые вирионы имеют дополнительную оболочку в виде билипидной мембраны, пронизанной торчащими наружу шипами белков вируса. Эта структура имеет клеточное происхождение и называется суперкапсидом.

Размеры вирусных частиц варьируются в пределах от 20 до 200 нм.

Белковые субъединицы оболочки вириона могут складываться в различные пространственные конфигурации, на основании которых строится морфологическая классификация вирусов. По типу структурной организации выделяют вирионы:

  • со спиральной симметрией – белковые единицы располагаются по спирали, в центре которой пролегает аналогично структурированная нуклеиновая кислота;
  • с кубической симметрией – сформированные из белковых молекул равносторонние треугольники (капсомеры) образуют различные формы многогранников (тетраэдры, октаэдры, икосаэдры и др.);
  • с бинарной (смешанной) симметрией – совмещение обоих типов организации в одной вирусной частице (характерно для бактериофагов);
  • сложно организованные, покрытые суперкапсидом.

Помимо структурных субъединиц оболочки некоторые вирионы содержат ферменты, необходимые для транскрипции генетического материала.

Пространственная структура, белковый состав и тип нуклеиновой кислоты вириона – это основные таксономические признаки биологической дифференциации вирусов. Дополнительными критериями являются особенности жизненного цикла и спектр хозяев.

Генетический материал вирусных частиц

В отличие от генетического материала других организмов, вирионы вирусов содержат только один тип нуклеиновой кислоты: ДНК либо РНК.

Эти молекулы могут быть кольцевыми или линейными, фрагментированными или цельными, с замкнутыми (полностью или частично) или свободными концами, содержать как две цепочки, так и одну.

Такое разнообразие организации нуклеиновых кислот характерно только для вирусов.

Вирусный геном также имеет и функциональную характеристику. Так, РНК вириона может быть позитивной, то есть транслироваться в клетке хозяина с образованием вирусных белков, и негативной, не обладающей матричной активностью (в данном случае трансляции предшествует синтез позитивной РНК входящим в состав вируса ферментом – транскриптазой).

В зависимости от комбинации этих характеристик в составе вирионов различают 6 типов РНК:

  • одноцепочечная нефрагментированная позитивная;
  • одноцепочечная нефрагментированная негативная;
  • одноцепочечная фрагментированная негативная;
  • двуцепочечная фрагментированная негативная;
  • одноцепочечная двойная позитивная;
  • одноцепочечная кольцевая дефектная.

В ДНК-геноме различают “+” и “-” цепи и выделяют следующие типы молекулярной организации:

  • частично одноцепочечная кольцевая;
  • сверхспиральная замкнутая кольцевая;
  • одноцепочечная линейная;
  • линейный дуплекс;
  • линейный дуплекс с ковалентно сшитыми концами;
  • одноцепочечная линейная;

Среди всех типов геномов выделяют группы, для каждой из которых характерен определенный механизм репликации в инфицированной клетке.

Сборка вириона внутри клетки-хозяина

Формирование вирусных частиц осуществляется за счет ферментов и механизмов биосинтеза зараженной клетки, которые вирус заставляет работать на себя. Этот процесс включает несколько этапов.

Вначале генетический материал вириона попадает в клетку хозяина. При этом у простых вирусов белковая оболочка остается за пределами, а у сложных проникает внутрь благодаря слиянию суперкапсида с плазматической мембраной (рецепторный эндоцитоз). В последнем случае оказавшийся в цитоплазме капсид разрушается под действием литических ферментов фагосомы.

На основе нуклеиновой кислоты параллельно протекают 2 процесса: репликация генома (создание множества копий генетических молекул ДНК или РНК) и трансляция белков вириона в рибосомном аппарате клетки-хозяина.

Синтезированные белковые и генетические элементы соединяются в нуклеокапсид – полноценный вирион простых вирусов. У сложных сборка завершается в момент выхода частицы из клетки, в процессе которой происходит обволакивание капсида плазматической мембраной, содержащей заранее встроенные в нее рецепторные белки.

Научно-производственное объединение “Вирион”

Научно-исследовательское предприятие “Вирион” – это крупнейший фармацевтический комплекс по созданию и производству иммунобиологических препаратов в России.

В 1906 году он был основан как Томский бактериологический институт имени Ивана и Зинаиды Чуриных, а в 1953 году получил статус НИИ вакцин и сывороток.

В 1988 году институт переименовали в научно-производственное объединение (НПО) “Вирион”, которое впоследствии стало филиалом Московского ФГУП НПО “Микроген”.

К основным направлениям работы компании относятся создание и производство иммуноглобулинов, противовирусных вакцин, пробиотиков, психотропных лекарств и различных препаратов для диагностики. Предприятие расположено по адресу г. Томск, улица Ивановского 8.

В настоящее время производственный комплекс “Вирион” – это известная крупная компания с высокотехнологичной базой производства и профессиональным штатом сотрудников из 600 человек.

Источник: https://FB.ru/article/380741/virion-eto-nazvanie-virusnoy-chastitsyi-stroenie-i-geneticheskiy-material-virusov

Медицина и здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: