Доклад по теме "Вирусы"

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«ХАКАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. Ф. КАТАНОВА»

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И МАТЕМАТИКИ

кафедра биологии

направление 44.03.05 «Педагогическое образование»

профиль «Химия, Биология»

ВИРУСЫ

Абакан, 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Строение и свойства вирусов

2. Жизненный цикл вируса

3. Классификация вирусов

4. Вирусные заболевания

5. Вопросы

6. Библиографический список

1. Строение и свойства вирусов

Вирусы (от лат. virus [ви́рус] — «яд») — микроскопические частицы, способные заражать живые организмы. Их изучением занимается раздел микробиологии — наука вирусология.

Строение вирусов. Вирусы не имеют клеточного строения. Самые просто устроенные вирусные частицы — вирионы — представляют собой молекулы наследственного материала, заключённые в белковую оболочку. 

Наследственный материал — это молекулы нуклеиновых кислот, в структуре которых содержится информация о строении вирусной частицы. Оболочку вируса, построенную из белковых молекул, называют капсидом (от лат. capsa [ка́пса] — «футляр»). 

Некоторые вирусы устроены сложнее: поверх капсида у них есть дополнительная оболочка — суперкапсид (от лат. super [су́пер] — «над, выше»). Но и такие вирусы не имеют клеточного строения.

Вирусные частицы очень малы. Размеры вирусных частиц настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Вирусы мельче бактериальных клеток в 10–100 раз.

Вирусы очень разнообразны по форме. Вирусные частицы имеют разнообразную форму: округлую, вытянутую, палочковидную или даже форму кристалла. Некоторые вирусы имеют белковые хвостовые нити, поверхность других покрыта шипами или выростами сложной формы.

Свойства вирусов.

• Все вирусы – паразиты.

Вирусы — паразиты живых организмов, так как не способны размножаться вне их клеток. Вне клетки организма-хозяина вирусные частицы не проявляют свойств живого и ведут себя как химические вещества. Попав в клетку, генетический материал вируса начинает воспроизводиться и многократно умножается. Используя генетическую информацию вируса, клетка за счёт собственных ресурсов производит вирусные белки. Таким образом, заражённая клетка превращается в фабрику по производству компонентов вирусных частиц. Из образовавшихся молекул внутри клетки собираются новые вирионы. Затем они разрушают оболочку клетки и после выхода наружу способны заражать соседние клетки.

• Вирусы – пограничная форма между живой и неживой природой.

Вирусы похожи на живые организмы тем, что имеют в составе белковые молекулы и генетический материал (нуклеиновую кислоту) и способны размножаться, создавая собственные копии. 

Вирусы отличаются от других живых организмов тем, что они лишены клеточного строения и не имеют собственного обмена веществ — для размножения им необходима клетка-хозяин.

2. Жизненный цикл вирусов

1. Адсорбция или прикрепление к клетке-хозяину.

Гликопротеин или белок оболочки взаимодействует вирусным рецептором на поверхности клетки (гликопротеины, гликолипиды и др.). Взаимодействие может быть специфичным (например, вирусы гепатита поражают только гепатоциты).

2. Проникновение вируса в клетку.

Происходит по двум механизмам: эндоцитоз и слияние мембран. По механизму эндоцитозу происходит адсорбция, сборка белка клатрина в области рецептора, в месте сборки клатрина образуется впячивание мембраны, которое полностью охватывает вирион, врус попадает внутрь клетки в составе везикул, окруженных клатриновой оболочки, эти вкзикулы сливаются с эндосомами (содержат протеолитические ферменты, низкий pH), вирусная НК освобождается в цитоплазму клетки.

3. «Раздевание» и транспорт к месту репликации.

Протеолитические ферменты клетки удаляют полностью или не полностью капсидную оболочку.

4. Репродукция вируса.

Стадии репродукции:

1. Транскрипция. Переписывание информации с ДНК и РНК вируса на иРНК.

2. Трансляция. Перевод информации из иРНК в а/к последовательность и синтез белков.

3. Репликация. Синтез нуклеиновых кислот вируса.

5. Сборка, созревание и выход из клеток.

Простые вирусы образуются путем самосборки: нуклеиновая кислота+капсидные белки. Сложные вирусы формируются в несколько этапов: образование нуклеокапсида, «одевание» оболочки из мембраны клетки-хозяина.

3. Классификация вирусов

Вирусы классифицируют по типу генетического материала, способам репликации, строению и расположению структурных белков (капсидов), а также наличию или отсутствию оболочки.

Генетическая структура и способы репликации ДНК-вирусы. Могут быть только двунитевыми и одноните-выми. К. первым относят вирус оспы, герпес-вирусы, аденовирусы, паповавирусы и полиомавирусы. Последние два вируса вызывают развитие доброкачественных (бородавки) и злокачественных (рак шейки матки) опухолей. Вирус гепатита В частично дву- и однонитевой. К однонитевым вирусам относят парвовирусы, вызывающие инфекционную эритему. Репликация ДНК-вирусов обычно происходит в ядре клеток хозяина и сопровождается продукцией полимераз, воспроизводящих вирусную ДНК. При этом последняя не всегда встраивается в хромосомную ДНК хозяина.

РНК-вирусы. Эти вирусы содержат однонитевую РНК, но различаются по стратегии репродукции, (вирусы, содержащие плюс-однонитевую РНК и минус-однонитевую РНК). У плюс-однонитевых вирусов РНК транслируется в структурные белки и служит матрицей (мРНК) для РНК-зависимой РНК-полимеразы. В состав минус-однонитевых вирусов входит собственная РНК-зависимая РНК-полимераза, продуцируемая на базе генома вируса мРНК. Последняя в свою очередь может быть матрицей для продукции вирусной (минус-однонитевой) РНК. Ретровирусы имеют плюс-однонитевую РНК, которая не может выступать в качестве мРНК. Она «переписывается» на ДНК при помощи обратной транскриптазы и встраивается в ДНК хозяина. Последующую транскрипцию с образованием мРНК и вирусной РНК контролирует транскриптаза клеток хозяина.

Строение капсидов вирусов. Вирусная нуклеиновая кислота покрыта белковой оболочкой, состоящей из повторяющихся единиц (капсида) с икосаэдрическим (кубическим) или спиральным типами симметрии. Капсиды вирусов с икосаэдрическим типом симметрии имеют практически сферическую форму. Спиральный тип симметрии свойствен РНК-вирусам, капсиды которых окружают нуклеиновую кислоту, располагающуюся в виде спирали. Капсид состоит из повторяющихся компонентов (капсомеров), количество генов, кодирующих его, снижено, тем самым облегчён процесс сборки вируса.

Оболочка вирусов. В некоторых случаях нуклеиновая кислота и капсидные белки вируса (нуклеокапсид) окружены липидной оболочкой, состоящей из компонентов клетки хозяина или ядерных мембран. Мембрана клетки хозяина изменяется под действием белков, кодируемых вирусом, или гликопротеинов, выступающих в роли рецепторов для других клеток хозяина. Покрытые оболочкой вирусы чувствительны к действию веществ, растворяющих липидную мембрану (например, эфиров).

4. Вирусные заболевания

Вирусной инфекцией является заболевание, которое возникает при проникновении в тело патогенных вирусных частиц. Вирусы «захватывают» нормальные живые клетки тела. Они используют эти клетки для репликации и размножения, в конечном итоге разрушая клетку-хозяина – это то, что вызывает признаки заболевания вирусной инфекцией. Важно понимать различия вирусной и бактериальной инфекции. В отличие от бактериальных инфекций, которые поддаются лечению антибиотиками, вирусные инфекции не так просто лечить. Многие, такие как ОРВИ, проходят своим чередом, и тело восстанавливается самостоятельно, а другие, например ВИЧ, – нет.

Вирусные заболевания – это чрезвычайно распространенные инфекции. Есть много типов возбудителей, вызывающих самые разные вирусные заболевания. Самый распространенный тип вирусного заболевания – простуда, вызванная вирусной инфекцией верхних дыхательных путей (носа и горла). Другие распространенные вирусные заболевания:

1. Ветряная оспа;

2. Грипп;

3. Герпес;

4. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ/СПИД);

5. Вирус папилломы человека (ВПЧ);

6. Инфекционный мононуклеоз;

7. Свинка, корь и краснуха;

8. Опоясывающий лишай;

9. Вирусный гастроэнтерит (желудочный грипп);

10. Вирусный гепатит;

11. Вирусный менингит;

12. Вирусная пнефмония.

Для вирусных инфекций характерна высокая заразность, они передаются от человека к человеку, когда вирус проникает в организм и начинает размножаться. Источником является больной человек (животное) или носители. Распространенные пути и механизмы передачи вирусов от человека к человеку включают:

• вдыхание переносимых по воздуху капель, зараженных вирусом;

• употребление в пищу или питье воды, зараженной вирусом;

• половой контакт с человеком, инфицированным вирусом, передающимся половым путем;

• непрямая передача от человека к человеку вирусным хозяином, таким как комар, клещ или полевая мышь;

• прикосновение к поверхностям или биологическим жидкостям, зараженным вирусом.

Вирусные заболевания в своем развитии и течении имеют определенные отличия, вызывают широкий спектр симптомов, которые различаются по характеру и степени тяжести в зависимости от конкретной причины вирусной инфекции и других факторов, включая возраст человека и общее состояние здоровья.

5. Вопросы

1. Что такое вирусы и чем они отличаются от бактерий ?

2. Какова структура вируса ?

3. Как размножаются вирусы ?

4. Какие типы вирусных заболеваний существуют ?

5. Что такое литические и лизогенные циклы вирусной репликации?

6. Какие механизмы позволяют вирусам обходить иммунную систему хозяина ?

7. Как работает вакцинация против вирусных инфекций ?

8. Какие методы применяют для лечения вирусных заболеваний ?

9. Как вирусы могут быть использованы в биотехнологии ?

10. Какие экологические последствия могут быть связаны с вирусами ?

6. Библиографический список

1. https://foxford.ru/wiki/biologiya/virusy-nekletochnaya-forma-zhizni?utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F

2. https://meduniver.com/Medical/Microbiology/stroenie_virusov.html

3. https://kovzunova.by/wp-content/uploads/2022/05/lekcziya_10_osnovy-virusologii.pdf

4. https://www.smclinic-spb.ru/