Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>> Біологія: Неклітинні форми життя.

Неклітинні форми життя.

Пригадайте

Що таке ген?

У системі органічного світу окремо виділяють неклітинні форми життя - віруси (від лат. вірус - отрута). Їх вивчає наука вірусологія.

Як було відкрито віруси?

Вперше існування вірусів довів російський учений Дмитро Йосипович Івановський 1892 року. Досліджуючи захворювання тютюну - листкову мозаїку, він за допомогою мікробіологічних фільтрів намагався виділити збудника цієї хвороби. Але навіть фільтри з найдрібнішим діаметром nop не змогли його затримати, і відфільтрований сік хворої рослини спричинював захворювання здорових. На підставі цього вчений висловив припущення про існування невідомого на той час науці організму, який за розміром значно поступається бактеріям. Пізніше було доведено існування аналогічних збудників різних захворювань тварин. Усі ці непомітні в світловий мікроскоп організми дістали загальну назву віруси. Але систематичне вивчення вірусів почалося лише в 30-ті роки XX століття після винаходу електронного мікроскопа.

Яке місце вірусів у системі органічного світу?

Від представників інших груп організмів віруси відрізняються відсутністю клітинної будови. Це внутрішньоклітинні паразити. У зовнішньому середовищі вони не виявляють жодних ознак живого. Лише проникнувши в клітини організмів певного виду і взаємодіючи з їхнім апаратом синтезу білка, вірусні частинки виявляють певні ознаки живого - здатність до розмноження. Тому вірусів вважають неклітинними формами життя і об'єднують в особливе царство Віра.

Які особливості будови і функціонування вірусів?

Кожна вірусна частинка складається з оболонки, яка оточує молекулу ДНК або РНК (відповідно до цього віруси називають ДНК- або РНК-вмісними). Вірусні нуклеїнові кислоти мають різноманітний вигляд: одно- або дволанцюгових спіралей, які, у свою чергу, бувають лінійними, кільцевими або вторинно скрученими (мал. 76). Молекула нуклеїнової кислоти несе спадкову інформацію про будову вірусної частинки.

Мал. 76. Деякі нуклеїнові кислоти вірусів: ДНК-одноланцюгова кільцева (1); дволанцюгові лінійна з замкненими кінцями (2); замкнена кільцева (3); РНК-дволанцюгова сегментована (4); одноланцюгова з вивернутими кінцями (5)

Розміри вірусних частинок становлять від 15 до кількох сотень, іноді - до 2 тисяч (деякі віруси рослин) нанометрів. Життєвий цикл вірусів складається з двох фаз: позаклітинної та внутрішньоклітинної.

Залежно від структури і хімічного складу оболонки віруси поділяють на прості та складні.

У простих вірусів оболонка складається з однотипних білкових утворів (субодиниць), які утворюють спіральні чи багатогранні структури. Прості віруси мають різну форму - паличкоподібну, нитчасту, кулясту тощо.

Складні віруси вкриті додатково мембраною, що складається з білків і ліпідів.

Ця мембрана розташована над білковою оболонкою і становить собою частину плазматичної мембрани клітини-хазяїна. Вона може містити сполуки, які слугують для розпізнавання специфічних рецепторів на мембрані клітини-хазяїна і прикріплення до неї вірусної частинки (віруси віспи, гепатиту В^* та ін.). Іноді в мембрані вірусу містяться ферменти, які забезпечують синтез вірусних нуклеїнових кислот у клітині-хазяїні та деякі інші реакції.

^* Гепатити - група інфекційних хвороб людини і хребетних тварин, які насамперед проявляються у вигляді порушень функцій печінки.

Вірусні частинки здатні тривалий час існувати поза організмом хазяїна і витримувати вплив сонячних променів, низькі або високі температури (а частинки вірусу гепатиту В - навіть короткочасне кип'ятіння). Вірус поліомієліту^** у зовнішньому середовищі зберігає здатність до зараження хазяїна впродовж кількох днів, а віспи - багатьох місяців.

^** Поліомієліт - тяжке вірусне захворювання нервової системи людини; зазвичай завершується смертю або паралічем.

Як вірус проникає в клітину?

Більшість вірусів специфічні: вони вражають лише певні типи клітин хазяїна - багатоклітинних організмів чи окремі види одноклітинних організмів. Проникнення в клітину-хазяїна починається із взаємодії вірусної частинки з мембраною клітини, на якій розташовані особливі рецепторні ділянки (мал. 77). В оболонці вірусної частинки є особливі білки. Вони «розпізнають» ці ділянки, що і визначає специфічність вірусу. Якщо ж вірусна частинка приєднується до клітини, на якій немає чутливих до неї рецепторів, то не відбувається і зараження.

У середину клітини-хазяїна вірусні частинки потрапляють по-різному. У багатьох складних вірусів мембрани вірусної частинки і клітини зливаються (як у вірусу грипу). Часто вірусна частинка потрапляє всередину клітини у результаті піноцитозу (вірус поліомієліту). Більшість вірусів рослин проникає всередину клітин через пошкодження клітинних стінок.

Мал. 77. Схема проникнення бактеріофага в бактеріальну клітину і вихід із неї новоутворених бактеріофагів

Особливий механізм проникнення всередину клітин-хазяїна виявлений у вірусів — паразитів бактерій, яких називають бактеріофагами (від грец. бактеріон - паличка і фагос). Частинка бактеріофага являє собою досить складне утворення (мал. 78). Вона складається з розширеної головки, що містить ДНК, чохлоподібного відростка з порожнім стрижнем усередині, який нагадує розтягнуту пружину, та хвостових ниток. За допомогою цих ниток вірус сполучається з рецепторними ділянками клітини-хазяїна і прикріплюється до її поверхні. Потім чохлоподібний відросток скорочується, внаслідок чого стрижень проходить через оболонку бактерії і впорскує вірусну ДНК усередину клітини. А порожня оболонка бактеріофага залишається назовні (мал. 77).

Мал. 78. Будова бактеріофага:
1 - ДНК;
2 - білковий чохол;
3 - порожній стрижень;
4 - хвостові нитки

Як розмножуються віруси?

Потрапивши в клітину, вірусна нуклеїнова кислота передає спадкову інформацію в різні ділянки апарату, який забезпечує синтез білка в клітині.

Нуклеїнова кислота деяких вірусів становить собою іРНК, яка сполучається з рибосомами клітини-хазяїна і бере безпосередню участь у синтезі вірусних білків. РНК інших вірусів (наприклад, ВІЛ^* та ін.) проникає в ядро клітини, де синтезує ДНК, яка містить інформацію про структуру вірусних частинок, а ДНК, у свою чергу, синтезує вірусну іРНК.

^*ВІЛ - вірус Імунодефіциту людини, який спричинює смертельно небезпечне захворювання СНІД (синдром набутого імунодефіциту).

Синтезовані вірусні білки, накопичуючись у клітині-хазяїні, пригнічують утворення його білків і стимулюють подальший синтез речовин, потрібних для побудови вірусних частинок. За рахунок використання енергетичних ресурсів клітини-хазяїна в ній синтезується все більше і більше вірусних білків і нуклеїнових кислот.

Потім усередині клітини-хазяїна формуються вірусні частинки: навколо молекули нуклеїнової кислоти утворюється білкова оболонка. Вихід вірусних частинок з клітини відбувається по-різному. Часто мембрана клітини, наповнена вірусними частинками, руйнується і віруси потрапляють у довкілля. Іноді вірусні частинки вивільняються при порушенні цілісності ділянок мембрани клітини-хазяїна іншим вірусом (наприклад, бактеріофагом). Частинки багатьох складних вірусів можуть «відбруньковуватися» від клітини-хазяїна, захоплюючи частину плазматичної мембрани. В цьому разі заражена клітина, доки не вичерпаються її енергетичні та біохімічні ресурси, достатньо тривалий час утворює все нові й нові вірусні частинки.

Іноді вірусна ДНК вбудовується в ДНК клітини-хазяїна. При цьому водночас синтезуються як білки клітини, так і білки вірусів. Така клітина не гине, але може змінювати свої властивості, наприклад набуває здатності необмежено рости. Такі форми відомі серед бактеріофагів і вірусів, які спричиняють деякі види ракових захворювань.

Контрольні запитання

1. У чому полягає особливість вірусів?
2. Як вивчають вірусів?
3. Які особливості будови простих і складних вірусів?
4. Які можливі механізми проникнення вірусів у клітину?
5. Чим визначається специфічність вірусів?
6. Як віруси розмножуються в клітині-хазяїні?
7. Як вірусні частинки можуть залишати заражену клітину?

Поміркуйте

Як можна довести, що віруси - особлива форма життя?

М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Первес, П.Г. Балан, В.М. Войціцький, Загальна біологія, 10 клас
Вислано читачами інтернет-сайту.

_{Уроки біології, програми з біології, реферати та тести онлайн}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.