Какви са свързаните вируси и молекули. Тест за биология "Молекулно генетично ниво
От неодушествия, вирусите се различават от две свойства: способността да се възпроизвеждат такива форми (умножаване) и притежаването на наследственост и вариабилност.
Има много прости вируси. Всяка вирусна частица се състои от РНК или ДНК, затворена в протеинова обвивка, която се наричашарка (фиг. 16).
2. жизненоважна жизнена дейност.
Проникване в клетката, вирусът се променя в него метаболизма, насочвайки всичките си дейности за производство на вирусни нуклеинова киселина и вирусни протеини. Вътре в клетката се появява самостоятелно монтиране на вирусни частици от синтезирани молекули на нуклеинова киселина и протеини. До смъртта в клетката, огромен брой вирусни частици успяха да синтезират. В крайна сметка, клетката умира, нейната обвивка и вирусите излизат от клетката гостоприемник (фиг. 17).
Настройка в клетки живи организми, вирусите причиняват много опасни заболявания: човек има грип, опу, кората, полиомиелит, прасе, бяс, помощ и много други; в растенията - мозаечна болест на тютюн, домати, краставици, усукване на листа, джудже и др.; При животни - буйната, чумата на свинете и птици, инфекциозната анемия на коне и др.
Въпроси за тестване на раздел "Молекулярно ниво на дивата природа"
Всяка опция ще бъде предложена 10 въпроса.
за всеки въпрос трябва да отговорите в една пълна оферта
- Какви елементи са част от въглехидрати? Записвам обща формула Въглехидрати.
- Какви въглехидрати са включени в нуклеиновите киселини (ДНК и РНК)?
- Запишете имената на най-важните дизахариди.
- Запишете имената на най-важните полизахариди.
- Какви полизахариди са част от клетъчните стени на растенията и гъби клетки?
- Какви въглехидрати се натрупват в растения и животински клетки като резервни части?
- Запишете общата формула за аминокиселини.
- Какви са основните и вторични протеинови структури?
- Как са третичните и кватернерните протеинови структури?
- Какво е денатурация?
- Какви молекули са свързани с биополимери?
- Какво е ензими?
- Какво е името на ензимния парцел, който взаимодейства с молекулата на субстрата?
- Къде в клетката има ДНК молекули?
- Какви азотни бази са част от ДНК нуклеотиди? РНК?
- колко водородни връзки Образува се между допълнителни азотни бази в ДНК?
- Какви функции правят ДНК и РНК в клетката?
- Какви въглехидрати са част от ДНК нуклеотиди? РНК?
- Какви органични молекули с изключение на протеините имат каталитична активност?
- Какви видове РНК се различават в клетката?
- Къде в клетката има РНК молекули?
- От останките на които молекулите се състоят от мазнини?
- Колко енергия се освобождава при окисляване на мазнините в сравнение с въглехидратите?
- Какви молекули са попечители генетична информация?
- Какви молекули са основният строителен материал на клетката? Основният и резервен енергиен източник?
- Каква въглехидрати и коя азотна база е част от АТФ?
- Какво количество енергия се освобождава по време на разпадането на ATF до AMF и 2 молекули3 po 4?
- Защо витамините се нуждаят от нормален метаболизъм?
- Какви нуклеинови киселини могат да се появят при вируси?
- Избройте 5 човешки заболявания, причинени от вируси.
Работа на част А. Изберете един правилен отговор от четирите предложени
А1. Най-ниското ниво на организацията на живите е:
1) атом
2) клетъчна
3) Молекулярна
4) организъм
A2. Сред периодите не са биологичен полимер:
2) Глюкоза
3) гликоген
4) хемоглобин
A3. Неорганични вещества Клетките са:
1) въглехидрати и мазнини
2) нуклеинови киселини и вода
3) протеини и мазнини
4) Вода и минерална вода
A4. Органични клетки на клетки, осигуряващи съхранение на наследствена информация и прехвърлянето му на потомци, основа на генетичния му апарат:
3) въглехидрати
4) нуклеинови киселини
А5. От въглехидратния монозахарид, изброени:
2) Stachmal.
3) Sakhares.
4) фруктоза
A6. Липидните молекули се състоят от:
1) Aminoxil.
2) монозахариди
3) Вода и минерали
4) глицерин и по-високи мастни киселини
A7. В сравнение с окислението на 1 g въглерод, с оксид на мазнини, се образува енергия:
1) два пъти
2) повече от два пъти
3) по-четири пъти
4) идентичен брой
A8. Органични вещества, които са основният строителен материал на клетъчните структури и участват в регулирането на неговите процеси на препитанието му, е:
1) протеини
3) въглехидрати
4) нуклеинови киселини
A9. Всички протеинови сортове се образуват поради различна комбинация в техните молекули:
1) 4 аминокиселини
2) 20 аминокиселини
3) 28 аминокиселини
4) 56 аминокиселини
A10. Нибишко ниво на пространствена структурна конфигурация на хемоглобина молекула:
1) първичен
2) вторично. \\ T
3) Третиари
4) кватернер
A11. Мономерите на молекулите на нуклеинова киселина са:
1) Нуклеотиди
2) монозахариди
3) аминоксилота
4) по-високи мастни киселини
А12. ДНК включва захар:
2) Глюкоза
3) фруктоза
4) дезоксирбоза
A13. Показват двойка допълнителни нуклеотиди в ДНК молекулата:
2) a-t
A14. За ДНК раздела на ADTSGTATHATG, посочете допълнителната верига:
1) Aaggtzagt.
2) tggtstaha.
3) TCCHTCG.
4) tghtsatts.
A15. АТР е част от:
1) Рибоза, аденин, три фосфорна киселина остатък
2) рибоза, аденин, един остатък от фосфорна киселина
3) рибоза, дезоксирибоза, три фосфорна киселина остатък
4) дезоксирибоза, аденин, три фосфорна киселина остатък
A16. ATP играе важна роля в метаболизма на организмите, като:
1) е структурната основа на нуклеотидите
2) съдържа микроненергична връзка
3) обикновено е крайният продукт на метаболизма
4) Може бързо да се получи от околната среда около тялото.
A17. Витаминът принадлежи към водоразтворим:
2) S.
A18. До химичен състав Повечето ензими са:
2) протеини
3) въглехидрати
4) нуклеинови киселини
2) вируси
3) бактерии
4) Едноклетъчни растения
A20. Вирусите се състоят от:
1) целулоза, цитоплазма, ядра
2) протеинова обвивка и цитоплазма
3) нуклеинова киселина и протеинова обвивка
4) множество микроскопични клетки
Работа част V. Изберете три верни отговора от шестте предложени
В 1. ДНК молекулата е различна от факта, че:
1) тя се търкаля в спирала
2) се състои от две полинуклеотидни вериги
3) се състои от една полинуклеотидна верига
4) има способността за самоуправление
5) няма способността за самоуправление
6) служи като матрица за сглобяване на полипептидна верига
На 2. За въглехидратите се характеризират със следните функции:
1) сигнализация
2) структурни
3) транспорт
4) регулаторен
5) Енергия
6) ензимно
Инсталирайте съответствието между съдържанието на първата и втората колони
В 3. Свържете органичното вещество и функцията, изпълнявана от нея в клетката и / или в тялото
но б. в г. д. 5 1 4 2 3
Задайте правилната последователност от биологични процеси, явления, практически действия.
На 4. Инсталирайте последователността на структурата на протеиновата молекула на хемоглобина
а) усукване на катерица молекули в спирала
б) образуването на пептидни връзки между аминокиселини и образуването на пептидна верига
в) съчетаване на няколко глобални
г) усукване на протеиновата молекула в топката
<Бактериофаг>
Има и вируси, засягащи други вируси (сателитни вируси.
Много вируси са причинно-следствени агенти на болести, като СПИН, Корея рубеола, епидемичен валетит (прасе), варицела и природен газ. Вирусите имат микроскопични размери, много от тях са способни да преминават през всички филтри. И разликата от бактериите, вирусите не могат да се отглеждат върху хранителни среди, тъй като извън тялото те не показват свойствата на живите. Извън живия организъм (хост) вирусите са кристали на вещества, които нямат никакви свойства на живите системи.
История
За първи път съществуването на вирус (като нов тип причинно-следствена агент на заболявания) се оказа през 1892 г. от руския учен Д. I. Ивановски. След многогодишни изследвания на заболявания на тютюневи растения, в работата от 1892 г., D. I. Ivanovsky стига до заключението, че тютюневата мозайка е причинена от "бактерии, преминаващи през филтъра на Шамбурлан, който обаче не може да расте върху изкуствени субстрати." Пет години по-късно, когато изучавате болестите на говедата, а именно кракът и подобен филтриращ микроорганизъм. И през 1898 г., когато възпроизвежда експерименти от Д. Ивановски, холандски ботаника М. Бейийнски, наричаше такива микроорганизми с "филтриращи вируси". В съкратена форма, това име и започна да определя тази група микроорганизми. През 1901 г. е намерена първата вирусна болест на човека - жълта треска. Това откритие е направено от американския военен хирург на У. Рийд и неговите колеги. През 1911 г. Франсис Раус доказа вирусния характер на саркома на Рак - Рауйс (само през 1966 г., 55 години по-късно, той е награден за това откритие на Нобеловата награда във физиологията и медицината). През следващите години проучването на вирусите играе решаваща роля в развитието на епидемиологията, имунологията, молекулярната генетика и други биологични секции. Така, експериментът, Hershi-Chase, стана решаващо доказателство за ролята на ДНК при прехвърлянето на наследствени свойства. В за различни години Най-малко шест Нобелови награди във физиологията и медицината и трите награди на Нобелова химия бяха наградени за изследвания, пряко свързани с изследването на вирусите. През 2002 г. в университета в Ню Йорк) е създаден първият синтетичен вирус (вирус на полиомиелит).
Структурата на вирусите
Просто организирани вируси се състоят от нуклеинова киселина и няколко протеина, образуващи около черупката си - Capsid. Примери за такива вируси са тютюнев мозаичен вирус. Капсидът му съдържа един вид протеин с малко молекулно тегло. Изцяло организирани вируси имат допълнителна обвивка - протеин или липопротеин; Понякога във външните черупки на сложни вируси, в допълнение към протеините съдържат въглехидрати. Пример за сложни организирани вируси служат като грип и херпес. Тяхната външна обвивка е фрагмент от ядрена или цитоплазмена мембрана на клетката гостоприемник, от която вирусът излиза в извънклетъчната среда. Възрастните вирусни частици се наричат \u200b\u200bвириони. Всъщност представляваме геном, покрит с протеинова обвивка. Тази обвивка. Изграден е от протеинови молекули, които предпазват генетичния материал на вируса от причините за нуклеазите - ензими, които унищожават нуклеиновите киселини. При някои вируси, Supercupside Shell се намира на върха на шапката, също изградена от протеин. Генетичният материал е представен с нуклеинова киселина. Някои вируси са ДНК (така наречените ДНК-яйцевидни вируси), в други РНК (RNA-OVable вируси). RNA-WHI вирусите също се наричат \u200b\u200bретровируси, тъй като синтезът на вирусни протеини в този случай изисква обратна транскрипция, която се извършва от ензим - обратна транскриптаза (отвръща се) и е синтез на ДНК на базата на РНК.
Ролята на вирусите в биосферата
Вирусите са една от най-често срещаните форми на съществуването на органична материя на планетата в числа: водата на световния океан съдържа колосален брой бактериофаги (около 250 милиона частици на милилитър вода), техните общ брой В океана - около 4 × 1030 и броят на вирусите (бактериофаги) в долните седименти на океана е почти независим от дълбочината и навсякъде е много висока. Стотици хиляди типове (щамове) на вируси живеят в океана, огромното мнозинство, от които не са описани и по-не са проучени. Вирусите играят важна роля в регулирането на популацията на някои видове живи организми (например, вирусът на диабета намалява броя на пясъците няколко пъти след няколко години).
Позиция на вируси в системата на органичния свят
Произхода на вирусите
Структура
Вирусните частици (вириони) са протеинова капсула - капсид, съдържащ вирусен ген, представен от една или повече ДНК молекули или РНК. Капсидът е изграден от капсули - протеинови комплекси, от своя страна, от Protéers. Нуклеиновата киселина в протеиновия комплекс се обозначава с термина нуклеоцед. Някои вируси също имат външна липидна обвивка. Размерите на различните вируси се колебаят от 20 (парвовируси) до 500 (мимивирус) и повече нанометри. Вириото често има право геометрична форма (Ikosahedron, цилиндър). Такава структура на CAPSID предвижда самоличността на връзките между компонентите на неговите протеини и следователно може да бъде изградена от стандартни протеини на един или повече видове, което позволява на вируса да спести място в генома.
Механизъм на инфекция
Условно, процесът на вирусна инфекция в същата клетка може да бъде разделен на няколко взаимосвързани етапа:
1. Връзката към клетъчната мембрана е така наречената адсорбция. Обикновено, така че вирионът да се адсорбира върху клетъчната повърхност, той трябва да има протеин в плазмената му мембрана (често гликопротеин) - рецептор, специфичен за този вирус. Наличието на рецептор често определя обхвата на хостовете на този вирус, както и неговата тъканност. 2. Проникване в клетката. На следващия етап вирусът трябва да бъде доставен в клетката на генетичната му информация. Някои вируси също така прехвърлят собствените си протеини, необходими за неговото прилагане (това е особено характерно за вирусите, съдържащи отрицателна РНК). Различни вируси за проникване в клетките използват различни стратегии: например, пиконавирусите инжектират РНК през плазмената мембрана, а ортомиковите вириони се улавят от клетката по време на ендоцитоза, попадат в киселинната среда на средата, където се появява окончателното им съзряване (депротетиране на окончателното им съзряване (депротетиране на окончателното им съзряване (депротетиране на окончателното узряване (депротетиране на окончателното им съзряване (депротетиране на Вирусна частица), след което РНК в комплекс с вирусни протеини преодолява лизозомната мембрана и влиза в цитоплазмата. Вирусите също се различават в локализацията на тяхната репликация, някои от вирусите (например същите Pebornaviruss) се размножават в цитоплазмата на клетката и част (например олтомика) в нейното ядро. 3. Препрограмиране на клетката. Когато се зарази с вируса в клетката, се активират специални антивирусни механизми за защита. Инфектираните клетки започват да синтезират сигнални молекули - интерферони, които превеждат около здрави клетки в антивирусно състояние и активиране на имунитетните системи. Щетите, причинени от възпроизвеждането на вируса в клетката, могат да бъдат открити от вътрешните клетъчни системи за управление и такава клетка ще "подкрепи живота на самоубийството" по време на процеса, наречен апоптоза или програмируема клетъчна смърт. От способността на вируса да се преодолее системата на антивирусната защита директно зависи от нейното оцеляване. Не е изненадващо, че много вируси (например, пекарнувируси, флавивируси) в хода на еволюцията придобиват способността да потискат синтеза на интерферон, апоптотична програма и така нататък. В допълнение към потискането на антивирусната защита, вирусите са склонни да създават в клетката най-благоприятните условия за развитието на тяхното потомство. 4. Устойчивост. Някои вируси могат да преминат към латентно състояние, слабо пречат на процесите, които се срещат в клетката и се активират само при определени условия. Така изграден, например, стратегия за възпроизвеждане на някои бактериофаги - докато заразената клетка е в благоприятна среда, фагът не го убива, наследи се от детските клетки и често се интегрира в клетъчния ген. Обаче, когато бактериите, заразени с инфектиран личен фаг в неблагоприятната среда, причинителят улавя контрола върху клетъчните процеси, така че клетката да започне да произвежда материали, от които се изграждат нови фаги. Клетката се превръща във фабрика, способна да произвежда много хиляди фаги. Възрастни частици, оставяйки клетката, разкъсат клетъчната мембрана, като по този начин убива клетката. С постоянство на вирусите (например, паузавируси), някои заболявания на рак са свързани. 5. Съзяване на вируции и изход от клетката. В крайна сметка, нови седалките геномни РНК или ДНК рокли с подходящи протеини и излизане от клетката. Трябва да се каже, че активният вирус за размножаване не винаги убива клетката гостоприемник. В някои случаи (например, oltomiksovirus), детските вируси са вработени от плазмената мембрана, без да причиняват разкъсването му. Така клетката може да продължи да живее и да произвежда вируса.
Помня!
Какво се различават от вирусите от всички други живи същества?
Защо съществуването на вируси не противоречи на основните разпоредби на теорията на клетката?
Се състои от органични веществаКато клетки (протеини, нуклеинови киселини)
Умножете с клетки
Какви вирусни заболявания знаете?
Грип, ХИВ, бяс, рубеола, едра шарка, херпес, хепатит, котте, папилома, полиомиелит.
Въпроси за повторение и задача
1. Как се подреждат вирусите?
Вирусите имат много проста структура. Всеки вирус се състои от нуклеинова киселина (или ДНК, или РНК) и протеин. Нуклеиновата киселина е генетичен материал на вируса. Той е заобиколен от защитна протеинова обвивка - Capsid. Вътре в шапките също могат да бъдат собствени вирусни ензими. Някои вируси, като грипен вирус и ХИВ, имат допълнителна обвивка, която се образува от мембраната на клетъчната клетъчна клетка. Капезида на вируса, състоящ се от много протеинови молекули, има висока степен Симетрия, като правило, спирала или многостранна форма. Тази характеристика на структурата позволява на отделни протеини на вируса да се комбинират в пълна вирусна частица чрез самосъбиране.
2. Какъв е принципът на взаимодействие на вируса и клетките?
3. Опишете процеса на проникване на вируса в клетката.
"Голите" вируси проникват в клетката чрез ендоцитоза - потапяне на мястото на клетъчната мембрана на мястото на адсорбцията им. В противен случай този процес е известен като Viropexis [Virus + гръцки. PEXIS, прикачен файл]. "Облечени" вируси проникват в клетката чрез сливане на суперкап с клетъчна мембрана с участието на специфични F-протеини (слети протеини). Стойностите на киселото рН допринасят за сливането на вирусната обвивка и клетъчната мембрана. При проникване на "голи" вируси в клетъчните вакуоли (ендозоми) се образуват. След проникването на "облечени" вируси в цитоплазмата, се появява частична депотеризация на вириони и модифициране на нуклеопротеите си (събличане). Модифицираните частици губят инфекциозни свойства, в някои случаи чувствителността към rNase, неутрализират действието на антитела (в) и други признаци, специфични за определени групи вируси.
4. Какъв е ефектът от вирусите на клетката?
Мисля! Помня!
1. Обяснете защо вирусът може да покаже свойствата на живия организъм, въвежда се само в жива клетка.
Вирусът, който не безпомощност на живота, той няма органоиди, извършващи определени функции в клетките, без метаболизъм, вируси не се хранят, не се умножават независимо, не се синтезират вещества. Те имат само наследственост под формата на някаква еднозна нуклеинова киселина-ДНК или РНК, както и капсид от протеини. Следователно, само в клетката гостоприемник, когато вирусът вгражда своята ДНК (ако е ретрожирус, след това се появява обратната транскрипция и се изгражда върху РНК ДНК) в клетъчна ДНК могат да бъдат оформени нови вируси. Когато репликацията и по-нататъшното синтез, клетките на нуклеиновите киселини и протеините са едновременно цялата информация за вируса, записана от нея, и се събират нови вирусни частици.
2. Защо вирусните заболявания имат характер на епидемиите? Опишете мерките за борба с вирусните инфекции.
Нанесете бързо, въздушна капчица.
3. Изразявайте мнението си за времето на появата на вируси на земята в историческото минало, като се има предвид, че вирусите могат да се умножават само в живите клетки.
4. Обяснете защо в средата на ХХ век. Вирусите се превърнаха в един от основните обекти на експериментални генетични изследвания.
Вирусите бързо се размножават, те са лесни за инфектиране, причиняват епидемия и пандемия, могат да сервират мутагени за хора, животни и растения.
5. Какви трудности възникват, когато се опитвате да създадете ваксина срещу HIV инфекция?
Тъй като ХИВ унищожава човешката имунна система, и ваксината е отслабена или убива микроорганизми, техните препитаници или от техните антигени, получени чрез генетично инженерно или химически начин. Имунната система няма да попречи на това действие.
6. Обяснете защо прехвърлянето на вируси на генетичен материал от един организъм към друг се нарича хоризонтален трансфер. Как тогава, според вас, обадете се на прехвърлянето на гени от родители на деца?
Хоризонтален трансфер на гени (GPG) е процес, при който организмът предава генетичния материал на друг организъм, който не е потомък. Вертикалният трансфер на гени е прехвърлянето на генетична информация от клетка или организъм към тяхното потомство с помощта на обикновени генетични механизми.
7. В различни години най-малко седем нобелови награди за физиология и медицина и трите награди от Нобелова химия бяха наградени за изследвания, пряко свързани с изследването на вирусите. Използвайки допълнителна интернет литература и ресурси, подгответе съобщение или представяне на съвременни постижения в областта на вирусните изследвания.
Борбата на човечеството със епидемията на СПИН продължава. И въпреки че ранното обобщаване, сигурно, без съмнение, оптимистични тенденции, са еднакви. Така че, биолозите от Америка, успяха да растат имунни клетки, при които вирусът на човешкия имунна недостатъчност не може да се размножава. Това е постигнато с помощта на най-новата техника, която позволява да се повлияе на работата на наследствената клетка на клетката. Професор на Колорадо Университет Рамеш Акин и колегите му създадоха специални молекули, които блокират работата на един от ключовите гени на вируса имунна недостатъчност. След това учените са произвели изкуствен ген, способен да извършват синтеза на такива молекули и с помощта на вирус го носи в сърцевината на стволови клетки, които по-късно осигуряват произхода на имунните клетки, които вече са защитени от HIV инфекция. Въпреки това, доколкото тази техника е ефективна в борбата срещу СПИН, ще се покажат само клинични проучвания.
Преди 20 години болестта се счита за нелечима. През 90-те години бяха използвани само препаратите на краткотраен интерферон-алфа. Ефективността на такова лечение е много ниска. През последното десетилетие "златният стандарт" при лечението на хроничен хепатит С е комбинирана антивирусна терапия на пегилиран интерферон-алфа и рибавирин, чиято ефективност по отношение на елиминирането на вируса, т.е. хепатит С хепатит, той достига общо 60-70%. В същото време, сред пациентите, заразени с 2 и 3 генотипа на вируса, тя е около 90%. В същото време честотата на лечението при пациенти, заразени с генотипа на вируса на С, е само 40-50%.
1. Характеристики на живота (размери)
2. Схемата на вирусната структура
3. Схема за проникване на клетки, възпроизвеждане
4. Вирусни стихове и загадки
4. Напред и стихове
Имам тъжен поглед -
Той се бори сутрин
Аз кихам, аз съм дрезгав.
Какво?
Това е ... грип
Съществен вирус този грип
Глава сега боли
Температурата е нараснала
И се нуждаят от лекарство за писалка
Бебето е болно?
Изобщо не е скръб
Лекарят ще помогне, побързайте
Нашето бебе е изцеление
Отивам във ваксина
Горд за доктора
Спринцовка и покупка
Всичко е готово? отидох
Вашата бъдеща професия
1. доказват, че основните познания за процесите, които се срещат върху молекулярно и клетъчни нива Живите организации са необходими не само за биолозите, но и за специалистите в други области на естествените науки.
Биофизиката, биохимиците няма да могат да правят без такива знания. Физическите и химичните процеси продължават през същите закони.
2. Какви професии в модерно общество изискват познания за структурата и характеристиките на жизнената активност на прокариотните организми? Подгответе малко (не повече от 7-10 изречения) съобщение за професията, която най-впечатлявате. Обяснете своя избор.
Системен биотехнолог. Специалист за смяна на остарели решения в различни отрасли на новите продукти на биотехнологичната индустрия. Например, тя ще помогне на транспортните компании да преминат към биогориво вместо дизел и строителство - на нови биоматериали вместо цимент и бетон. Използвайте биотехнологията за почистване на течни носители.
3. "Тези специалисти са необходими във ветеринарните и медицинските научни институции, академичните институции, в предприятията, свързани с биотехнологията. Те няма да бъдат оставени без работа в клиниката и болниците на лабораториите, в агрономични селекционни станции, във ветеринарни лаборатории и болници. Понякога те могат да поставят най-надеждната и точна диагноза. Изследванията им са необходими за ранна диагностика на онкологични заболявания. " Да предположим за хората каква специалност говори в тези изречения. Докажете своята гледна точка.
Вероятно генетика. Правенето на генетичен материал може да работи във всички сектори, свързани с живите организми, независимо дали са подбор или клон на медицински знания.
Вируси - създание или вещество?
През последните 100 години учените промениха идеята си за естеството на вирусите, микроскопични болести носители.
Първоначално вирусите се считат за отровни вещества, след това една от формите на живот, след това - биохимични съединения. Днес се предполага, че те съществуват между живи и неживи светове и са основните участници в еволюцията.
В късно XIX. В века беше установено, че някои болести, включително бяс и буйни, причиняват частици, подобни на бактериите, но много по-малки. Тъй като те са имали биологичен характер и са били предадени от една жертва на друга, причинявайки същите симптоми, вирусите започнаха да обмислят като най-малките живи организми, носещи генетична информация.
Отхвърлянето на вирусите към нивото на безжизнените химически обекти се случи след 1935 г., когато Weddell Stanley (Wendell Stanley) първо кристализира тютюневия вирус. Установено е, че кристалите се състоят от сложни биохимични компоненти и не притежават имота, необходим за биологични системи - метаболитна активност. През 1946 г. ученият получава Нобелова награда за тази работа, а не физиология или медицина.
Допълнителни проучвания Stanley ясно показват, че всеки вирус се състои от нуклеинова киселина (ДНК или РНК), опакована в протеинова обвивка. В допълнение към защитните протеини, някои от тях имат специфични вирусни протеини, участващи в клетъчна инфекция. Ако прецените вирусите само по това описание, те са наистина по-сходни с химически вещества, отколкото в жив организъм. Но когато вирусът проникне в клетка (след което се нарича клетката гостоприемник), картината се променя. Той изпуска протеиновата обвивка и подчине на целия клетъчен апарат, принуждавайки го да синтезира вирусна ДНК или РНК и вирусни протеини в съответствие с инструкциите, записани в неговия геном Е. След това, вирусното самозалепване се появява от тези компоненти и нова вирусна частица Появява се, готова за заразяване на други клетки.
Такава схема принуди много учени да гледат на вирусите по нов начин. Те започнаха да се разглеждат като обекти на границата между живи и неживи светове. Според вирусолозите, Марк Ван Регенеумьор (M.H.V. VAN REGENMORTEL) от Университета Страсбург във Франция и Брайън Махи) от центровете за превенция на болестите и контрол на разпространението, такъв начин за съществуване може да се нарече "живот". Следният факт е интересен: въпреки факта, че за дълго време биолозите разглеждат вируса като "протеинова кутия", изпълнени с химически детайли, те са използвали способността му да репликират в клетката на капитана, за да изследват механизма на протеиново кодиране. Модерната молекулярна биология е до голяма степен собственост на информацията за успеха, получена при изучаване на вируси.
Учените кристалират мнозинството клетъчни компоненти (Рибозоми, митохондрии, мембранни структури, ДНК, протеини) и днес ги обмислят или като "химически машини", или като материал, който тези машини използват или произвеждат. Подобен поглед към сложните химични структури, които гарантират жизнената клетка на клетката и причинени състоянието на вирусите не е твърде голяма загриженост за молекулярните биолози. Изследователите се интересуват само като агенти, способни да използват клетки за собствени цели или да служат като източник на инфекция. По-сложен проблем относно приноса на вирусите към еволюцията остава незначителен за повечето учени.
Да бъдеш или да не бъдеш?
Какво означава думата "жива"? Повечето учени са съгласни, че в допълнение към способността за самостоятелно възпроизвеждане, живите организми трябва да имат други свойства. Например, животът на всяко създание винаги е ограничен във времето - роден и умира. В допълнение, живите организми имат определена степен на автономност в биохимичното значение, т.е. До известна степен разчитат на собствените си метаболитни процеси, като им осигуряват вещества и енергия, които подкрепят тяхното съществуване.
Камъкът, както и капката на течността, в която метаболитни процеси текат, но които не съдържат генетичен материал и не са способни на самостоятелно възпроизвеждане, несъмнено нежив. Бактериите са жив организъм и въпреки че се състои от всичко от една клетка, тя може да произвежда енергия и синтезиране на вещества, които да гарантират неговото съществуване и възпроизвеждане. Какво в този контекст може да се каже за семето? Не всяко семе показва признаци на живот. Въпреки това, да бъдеш сам, той съдържа този потенциал, получен от несъмнено жива субстанция и който може да бъде реализиран при определени условия. В същото време семената могат да бъдат необратими за унищожаване, а след това потенциалът ще остане нереализиран. В това отношение вирусът прилича на семена повече от жива клетка: той има някои възможности, които не могат да бъдат изпълнени, но няма способност за автономно съществуване.
Можете също така да помислите за живеене и като държава при определени условия, система, състояща се от несъответстващи компоненти с определени свойства. Като пример за такива сложни (поекви) системи, животът и съзнанието могат да бъдат причинени. За да се постигне подходящо състояние, те трябва да имат определено ниво на сложност. Така че, невронът (сам по себе си или дори в невронската мрежа) няма съзнание, за това ви е необходим мозък. Но непокътнати мозък може да бъде жив в биологичното значение и в същото време да не осигурява съзнание. По същия начин нито клетъчни, нито вирусни гени или самите протеини служат като жива субстанция, а клетката, лишена от ядки, е подобна на обезглавяването, тъй като няма критично ниво на сложност. Вирусът също не е в състояние да постигне това ниво. Така животът може да се дефинира като вид комплексно поедно състояние, което включва същите фундаментални "строителни блокове", които също притежават вируса. Ако следвате такава логика, тогава вирусите, без да сте живи в стриктния смисъл на тази дума, все още не може да се припише на инертни системи: те са на границата между жив и неодушевен.
| Репликация на вируса |
Вируси и еволюция
Вирусите имат свои собствени, много дълго еволюционна история, издигайки се на произхода на появата на единични организми. По този начин, някои системи за репарация на вируса, които осигуряват рязане на неправилни основи от ДНК и елиминират щетите, причинени от радикалите на кислород и т.н., има само индивидуални вируси и съществуват в постоянна форма от милиарди години.
Изследователите не отричат, че вирусите играят роля в еволюцията. Но като се има предвид техния неомъжена материя, те ги поставят в един ред с такива фактори като климатични условия. Такъв фактор има засегнати организми, които са се променили, генетично детерминистични знаци, отвън. Организмите, по-устойчиви на този ефект, успешно оцеляват, умножават и прехвърлят техните гени към следващите поколения.
В действителност обаче вирусите засягат генетичния материал на живите организми, не е косвено, а най-много, че нито е пряко - те размениха ДНК и РНК с него, т.е. бяха играчи на биологичното поле. Голяма изненада за лекарите и биолозите - еволюционистите е фактът, че повечето от вирусите се оказаха доста безвредни същества, които не са свързани с никакви заболявания. Те спокойно общежития влязоха в клетките на гостоприемниците или използват своите устройства за тяхното безкръвно възпроизвеждане без увреждане на клетката. При такива вируси има много трикове, които им позволяват да избегнат неограниченото око на имунната система на клетката - за всеки етап от имунния отговор, те се събират от гена, който този етап контролира или променя в неговата полза .
Освен това, в процеса на съвместни жизнени клетки и вирус, вирусният геном (ДНК или РНК) "колонизира" генома на майсторката, като го осигурява нов и нови гени, който в крайна сметка се превръща в неразделна част от генома и този тип организми. Вирусите имат по-бърз и пряк ефект върху живите организми, отколкото външни факторикоито приемат избора на генетични опции. Многобройните популации на вируса заедно с високата им репликация и високата честота на мутациите ги превръщат в основния източник на генетични иновации, постоянно създават нови гени. Някакъв уникален ген с вирусен произход, пътуващ, се движи от едно тяло в друго и допринася за еволюционния процес.
Клетката, която е била унищожена от ядрена ДНК, е истински "мъртъв човек": той е лишен от генетичен материал с инструкции за дейностите. Но вирусът може да използва останалите компоненти на клетката и цитоплазмата за неговото възпроизвеждане. Той подчинява клетъчния апарат и го причинява да използва вирусни гени като източник на инструкции за синтеза на вирусни протеини и репликация на вирусния геном А. Уникалната способност на вирусите да се развива в мъртви клетки, най-ясно се проявява, когато сервират едноклетъчни организми, предимно обитаем океани. (Преобладаващият брой вируси обитават на земята. Според експерти в световния океан има не повече от 1030 частици вирусни частици.)
Бактерии, фотосинтезизиращи цианобактерии и водорасли, потенциалът на домакините на морските вируси, често умират под действието на ултравиолетовата радиация, която унищожава тяхната ДНК. В същото време някои вируси ("гости" организми) включват механизъм за синтеза на ензими, които възстановяват повредените молекули на клетката гостоприемник и го върнат към живота. Например, цианобактериите съдържат ензим, който участва в фотосинтеза и под действието на прекомерно количество светлина понякога се срива, което води до клетъчна смърт. И тогава вирусите, наречени Cyanofagi "включват" синтеза на аналог на бактериален фотосинтетичен ензим, по-устойчив на UV лъчение. Ако такъв вирус заразява само мъртва клетка, фотосинтезиращият ензим може да върне последния до живот. Така вирусът играе ролята на "генна реанимация".
Прекомерните дози UV радиация могат да доведат до смърт и цианофаги, но понякога те могат да се върнат в живота, като използват множество репарации. Обикновено има няколко вируса във всяка гостоприемна клетка и ако са повредени, те могат да сглобят вирусния геном в части. Различни части на генома А са в състояние да обслужват отделни гени, които, заедно с други гени, възстановяват функцията на генома и изцяло, без да създават цял \u200b\u200bвирус. Вирусите са единствените живи организми, способни на Phoenix Bird, преродени от пепелта.
Според международния консорциум за секвениране на мъжа и човешкия геном, от 113 до 223 гена, съществуващи в бактерии и хора, няма такива добре проучени организми като Sacharomyces cerevisiae дрожди, плодови лети drosophila melanogaster и кръгъл червей Цанорхабдит Елеганс, които са между две крайни линии на живите организми. Някои учени вярват, че дрождите, плодовите муха и кръгъл червей, които се появяват след бактерии, но преди гръбначните животни просто загубиха съответните си гени в някакъв момент от тяхното еволюционно развитие. Други смятат, че гените са прехвърлени на човек, проникнал от бактерии в тялото му.
Заедно с колегите от Института за ваксина и генна терапия под Университета за здравеопазване, ние приемаме, че е имало трети начин: първоначалните гени са имали вирусен произход, но след това колонизираха представители на две различни линии на организми, като бактерии и гръбначни . Генът, който дава на човечеството бактерия, може да бъде прехвърлен в двете споменати линии с вирус.
Освен това, ние сме убедени, че самата клетка има вирусен произход. Появата на ядрото (структурата, която съществува само в EUKARYOTA, включително човек, и липсата на прокариоти, например в бактерии), не може да бъде обяснена чрез постепенно адаптиране на прокариотните организми до променящите се условия. Тя може да се оформи на базата на предшественото високомолекулно тегло вирусна ДНК, която изгради постоянно "жилище" вътре в прокариотната клетка. Това се потвърждава от това, че генът на ДНК полимераза (ензимът, участващ в репликацията на ДНК) фагов т4 (фаги повиу вируси, които инфузират бактерии) в тяхната нуклеотидна последователност са близо до гените на ДНК полимераза като еукариоти и техните вируси заразяват. В допълнение, Патрик Ротер (Патрик Ротере) от Юженския университет, който проучи ензимите, участващи в репликацията на ДНК, стигна до заключението, че гените, определящи техния синтез в EUKARYOTA, имат вирусен произход.
 |
| Синя вирус |
Вирусите засягат абсолютно всички форми на живот на земята и често определят съдбата им. В същото време те също се развиват. Директното доказателство е появата на нови вируси, като например човешкия имунодефицитен вирус (HIV), който причинява помощни средства.
Вирусите постоянно променят границата между биологичните и биохимичните светове. Освен това ще се движим в проучването на генома на различни организми, толкова повече ще откриете доказателства за подаръци от гени от динамичния, много древен басейн. Лауреат. Нобелова награда Салвадор Лурия (Салвадор Лурия) през 1969 г., говори за влиянието на вирусите върху еволюцията: "Може би вируси с тяхната способност да включват в клетъчния геном и да остави активни участници в процеса на оптимизиране на генетичния материал на всички живи същества по време на еволюция. Ние просто не забелязахме. Независимо от това кой свят - живот или не живее - ще привлечем вируси, време е да ги разгледаме, но като се вземат предвид постоянната връзка с живите организми.
ЗА АВТОРА:
Луи Вилареал (Луис П. Вилареал) - директор на Центъра за изследване на вирусите в Калифорнийския университет в Irvine. Той получи степента на кандидати за биологични науки в Калифорнийския университет в Сан Диего, след което работи в университета Станфорд в лауреата на лауреате на Нобеловата награда Berg. Активно ангажирани педагогически дейностиВ момента участва в разработването на програми за борба с заплахата от биотероризъм.
