Роль вирусов в природе

Гимназия №10

Реферат

на тему:

«Роль вирусов в природе и жизни человека»

Выполнил:

ученик 10 класса Б,

Хлудков Николай

г. Новокузнецк 2011

План:
І. Вирусы

ІІ. Пути проникновения вируса в организм хозяина

ІІІ. Защитные реакции организма против вирусных инфекций

ІV. Роль вирусов в биосфере

V. Во избежание заражения

Вывод
І. Вирусы

Вирусы – неклеточные формы жизни, которых относят к царству Вира, невидимые в световой микроскоп частицы, паразиты эукариотической и прокариотической клетки, вне клетки не проявляют никаких признаков жизни.

Вирусы являются облигатными паразитами, т.к. вирусы не способны размножаться вне клетки. Вне клетки вирусные частицы ведут себя как химические вещества. В настоящее время известны вирусы, размножающиеся в клетках растений, животных, грибов и бактерий (вирусы бактерий — бактериофаги). Обнаружены также вирусы, поражающие другие вирусы (вирусы-сателлиты).

Вирус представляет собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК, некоторые, имеют оба типа молекул — мимивирусы), заключённые в белковую оболочку и способны инфицировать живые организмы.

От других инфекционных агентов вирусы отличает капсид.

Капсид — это внешняя оболочка вируса, состоящая из белков. Капсид выполняет несколько функций:

— Защита генетического материала вируса от механических и химических повреждений.

— Определение к возможности заражения клетки.

— На начальных стадиях заражения клетки: прикрепление к клеточной мембране, разрыв мембраны и внедрение в клетку генетического материала вируса.

В зависимости от структуры и хим. состава оболочки различают простые и сложные вирусы.

Простые вирусы состоят из НК и капсида. Имеют различную форму: палочко-, шаро-, и нитевидную.

Сложные вирусы покрыты дополнительно липопротеидной мембраной, для распознавания рецепторов клетки. Могут ещё содержать углеводы и ферменты. Это вирусы полиомиелита, гепатита В, оспы. Могут выдерживать высокую температуру вне клетки.

Строение вируса ВИЧ.

ІІ. Пути проникновения вируса в организм хозяина
Пути проникновения в орг. человека различны:

— воздушно-капельным путём от больного человека (грипп, корь, оспа);

— с пищей (вирус ящура);

— через повреждённую поверхность кожи (бешенство, герпес, оспа);

— половым путём (ВИЧ, герпес);

— через кровососущих (комары – жёлтую лихорадку, клещи – энцефалит, крымскую лихорадку);

— при переливание крови, операциях передаются вирусы СПИДа и гепатита В;
ІІІ. Защитные реакции организма против вирусных инфекций
Защита организмов от вирусов принадлежит иммунной системе.

При попадании вирусной частицы в организм вырабатываются антитела, защитные белки – иммуноглобулины, они предотвращают попадание в клетку вируса. В случае если вирус все же попал внутрь клетки, то вырабатываются другие защитные белки – интерфероны.

В одних случаях, организм после перенесенного заболевания вырабатывает стойкий иммунитет к этому виду вируса (оспа, корь). В других случаях возможно повторное заболевание (грипп).
ІV. Роль вирусов в биосфере
Вирусы являются одной из самых распространённых форм существования органической материи на планете по численности: воды мирового океана содержат около 250 миллионов частиц бактериофагов на миллилитр воды. Вирусы играют важную роль в регуляции численности популяций видов живых организмов.

В жизни человека вирусы играют отрицательную роль – вызывают заболевания органов:

— дыхания (грипп);

— пищеварения (гепатит);

— нервной системы (полиомиелит, энцефалит, бешенство);

— а также кожи и слизистых оболочек (герпес, оспа);

— угнетающие иммунитет (СПИД).
V. Во избежание заражения
Во избежание заражением вирусами необходимо придерживаться правил личной гигиены: не пить некипяченую воду, не употреблять в пищу немытые овощи и фрукты, недостаточно обработанные мясо и рыбу.

Следует делать профилактические прививки.

Вывод
Взаимодействуя с клеткой организма хозяина, вирус изменяет процессы жизнедеятельности, строение и ведет к гибели. Вирусы вызывают заболевания клеток человека, животных, растений. В природе вирусы регулируют численность своих хозяев. Таким образом происходит естественный отбор – самые сильные организмы (способны вырабатывать антитела) имеют шанс выжить.

вирус инфекций заражение

Литература
1. Материалы интернета;

2. Н.Е. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан, и др. – К. Генеза, 1998. – 464:ил.

Размножение вирусов

При внедрении вируса внутрь клетки-хозяина происходит освобождение молекулы нуклеиновой кислоты от белка, поэтому в клетку попадает только чистый и незащищенный генетический материал. Если вирус ДНК, то молекула ДНК встраивается в молекулу ДНК хозяина и воспроизводится вместе с ней. Так появляются новые вирусные ДНК, неотличимые от исходных. Все процессы, протекающие в клетке, замедляются, клетка начинает работать на воспроизводство вируса.

Так как вирус является облигатным паразитом, то для его жизни необходима клетка-хозяин, поэтому она не погибает в процессе размножения вируса. Гибель клетки происходит только после выхода из нее вирусных частиц.

Если это ретровирус, внутрь клетки-хозяина попадает его РНК. Она содержит гены, обеспечивающие обратную транскрипцию: на матрице РНК строится одноцепочечная молекула ДНК. Из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь, которая и встраивается в геном клетки-хозяина. С полученной ДНК информация переписывается на молекулу и-РНК, на матрице которой затем синтезируются белки ретровируса.

Бактериофаги

Это вирусы, паразитирующие на бактериях. Они играют большую роль в медицине и широко применяются при лечении гнойных заболеваний, вызванных стафилококками и др. Бактериофаги имеют сложное строение. Генетический материал находится в головке бактериофага, которая сверху покрыта белковой оболочкой. В центре головки находится атом магния. Далее идет полый стержень, который переходит в хвостовые нити. Их функция – узнавать свой вид бактерий, осуществлять прикрепление фага к клетке. После прикрепления ДНК выдавливается в бактериальную клетку, а оболочки остаются снаружи.

Хромосомы

Наследственность и изменчивость в живой природе существуют благодаря хромосомам, генам, дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК). Исследование строения хромосом началось после их открытия и описания в XIX веке. Эти тельца и нити содержатся в прокариотических организмах (безъядерных) и эукариотических клетках (в ядрах). Изучение под микроскопом позволило установить, что такое хромосома с морфологической точки зрения. Это подвижное нитевидное тельце, которое различимо в определенные фазы клеточного цикла.

В интерфазе весь объем ядра занимает хроматин. В другие периоды различимы хромосомы в виде одной или двух хроматид. Лучше видны эти образования во время клеточных делений — митоза или мейоза. В эукариотических клетках чаще можно наблюдать крупные хромосомы линейного строения. У прокариотов они меньше, хотя есть исключения. Клетки зачастую включают более одного типа хромосом, например свои собственные небольшие «частицы наследственности» есть в митохондриях и хлоропластах. Каждая хромосома обладает индивидуальным строением, отличается от других особенностями окрашивания. При изучении морфологии важно определить положение центромеры, длину и размещение плеч относительно перетяжки. В набор хромосом обычно входят следующие формы: метацентрические, или равноплечие, для которых характерно срединное расположение центромеры; субметацентрические, или неравноплечие (перетяжка смещена в сторону одного из теломеров); акроцентрические, или палочковидные, в них центромера находится практически на конце хромосомы; точковые с трудно поддающейся определению формой. Хромосомы состоят из генов — функциональных единиц наследственности. Теломеры — концы плеч хромосомы. Эти специализированные элементы служат для защиты от повреждения, препятствуют слипанию фрагментов. Центромера выполняет свои задачи при удвоении хромосом. На ней есть кинетохор, именно к нему крепятся структуры веретена деления. Каждая пара хромосом индивидуальна по месту расположения центромеры. Нити веретена деления работают таким образом, что в дочерние клетки отходит по одной хромосоме, а не обе. Равномерное удвоение в процессе деления обеспечивают точки начала репликации. Дупликация каждой хромосомы начинается одновременно в нескольких таких точках, что заметно ускоряет весь процесс деления. Общее число хромосом, их особенности — характерный признак вида. У мухи-дрозофилы их количество — 8, у шимпанзе — 48, у человека — 46. Это число является постоянным для клеток организмов, которые относятся к одному виду. Для всех эукариотов существует понятие «диплоидные хромосомы». Это полный набор, или 2n, в отличие от гаплоидного — половинного количества (n). Хромосомы в составе одной пары гомологичны, одинаковы по форме, строению, местоположению центромер и других элементов. Гомологи имеют свои характерные особенности, которые их отличают от других хромосом в наборе. Окрашивание основными красителями позволяет рассмотреть, изучить отличительные черты каждой пары. Диплоидный набор хромосом присутствует в соматических клетках, гаплоидный же — в половых (так называемых гаметах). У млекопитающих и других живых организмов с гетерогаметным мужским полом формируются два вида половых хромосом: Х-хромосома и Y. Самцы обладают набором XY, самки — XX.

Изменение числа, формы или отдельных участков хромосом – мутации, приводит к искажению наследственной информации, и, как следствие, к заболеваниям, уродствам или летальному исходу.

Клетки организма человека содержат 46 хромосом. Все они объединяются в 23 пары, составляющие набор. Есть два типа хромосом: аутосомы и половые. Первые образуют 22 пары — общие для женщин и мужчин. От них отличается 23-я пара — половые хромосомы, которые в клетках мужского организма являются негомологичными. Генетические черты связаны с половой принадлежностью. Для их передачи служат Y и Х-хромосома у мужчин, две X у женщин. Аутосомы содержат оставшуюся часть информации о наследственных признаках. Существуют методики, позволяющие индивидуализировать все 23 пары. Они хорошо различимы на рисунках, когда окрашены в определенный цвет.

Кариотип человека

Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 471;

Похожие статьи:

Биология Распространение фитопатогенных вирусов в природе.

Большинство вирусов растений распространяется в природе насекомыми с колюще-сосущим ротовым аппаратом (тли, цикадки, червецы, трипсы, щитовки). Отмечены также случаи распространения вируса клещами (к примеру, возбудитель полосатой мозаики пшеницы). Существует два способа передачи вируса насекомыми: механический и биологический.

При механическом способе передачи вируса насекомое погружает свой ротовой аппарат (стилет) в ткани больного растения, из которых оно высасывает сок. Вирусные частицы, или вирионы, при высасывании насекомым сока из больного растения адсорбируются на ротовом аппарате. Насекомое, перелœетев на здоровое растение, вновь начинает высасывать из него сок, в результате чего в здоровое растение вносит вирионы и тем самым заражает его. При таком способе передачи инфекции не существует органической связи между растением и насекомым. Насекомое в данном случае является механическим переносчиком вируса. Таким способом передаются вирусы, вызывающие мозаики. Одни виды тлей переносят лишь отдельные вирусы, другие виды – большое число возбудителœей (к примеру, персиковая тля переносит около 50 вирусных болезней).

При биологическом способе передачи вирусов насекомое в процессе питания на больном растении вместе с соком поглощает и вирусные частицы, которые попадают в кишечник, а затем проникают и в ткани насекомого. В клетках насекомого вирус начинает размножаться, происходит заражение насекомого. К концу инкубационного периода во всœех органах насекомого, в том числе и в слюнных желœезах, накапливается вирус.

Насекомое, перелœетев на здоровое растение, начинает питаться его сокоми в данный момент вместе со слюной вносит вирусные частицы, которые заражают растение. В последующем при питании зараженными растениями насекомые вновь инфицируются. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, между вирусом, растением и насекомым существует тесная связь.

Известны случаи перезимовки вируса в телœе насекомого (возбудитель бронзовости томата зимует в телœе взрослого трипса), кроме того, отмечена передача вируса через яйца насекомых. Самка цикадки, зараженная вирусом скручивания листьев клевера, в течение 21 поколения на протяжении 5 лет передавала вирус из поколения в поколение.

При биологическом способе передачи вируса в отличие от механи­ческого переносчик не сразу способен заражать растения, а лишь| после так называемого инкубационного периода. Продолжительности инкубационного периода бывает различной и зависит от взаимоотношений, которые возникли между вирусом и насекомым. Она бывает от нескольких часов и до нескольких суток. Известны случаи, когда продолжительность инкубационного периода вирусов длится 20…30 дней и более.

Вместе с тем, существуют вирусы, которые передаются без участия насекомых. Это так называемый контактный способ передачи. Встречаются также вирусы, для которых неизвестны насекомые-пере­носчики. К примеру, вирус мозаики табака и X-вирус картофеля не передаются тлями и другими насекомыми, но легко передаются при контактном способе заражения.

Контакт больных листьев со здоровыми происходит при ветре; листья, ударяясь друг о друга, вызывают незначительные поврежде­ния кутикулы, главным образом за счет обламывания микроскопичес­ких волосков. Через эти повреждения частицы вируса проникают в здоровые растения. Так же происходит распространение вируса табачной мозаики на табаке.

К контактному способу заражения растения вирусом можно отнести такие приемы, как обрезка, прищипка, пасынкование (если названные приемы проводятся одним и тем же загрязненным ножом, орудиями обработки, загрязненными руками). Вирусы, передающиеся подобным образом, называются контактными (вирус табачной мозаики, вирус картофеля, Cucumis virus и др.). Контакту больных растений со здоро­выми и поражению последних способствуют ветер, капли дождя, пылевидные частицы.

Вирусы могут передаваться также семенами, полученными от зараженных растений. К таким вирусам относятся возбудители зелœеной и белой мозаик огурца, обыкновенной мозаики фасоли, мозаики томата͵ ] побурения люпина, мозаики сои. Большинство вирусов, вызывающих мозаики, могут передаваться зараженными семенами.

Заражение растений может идти за счет вирусной инфекции, сох- ранившейся в почве. К такому случаю заражения вирусами относятся некроз табака, черная кольцевая пятнистость томата͵ короткоузлие винограда.

Из почвы вирусы попадают в растения благодаря нематодам, которые, проникая в растение, вносят в него вирус. Некроз табака и разрастание жилок салата связаны с жизнедеятельностью зооспор гриба Olpidium brassicae; Х-вирус может передаваться грибом Synchytrium endobioticum.

Для ряда вирусов почва является не единственным, а одним из воз­можных источников распространения. К примеру, ВТМ, вирус зелœеной и белой мозаик огурца могут передаваться семенами, почвой, а также механическим способом. Вирусы передаются клубнями (к примеру, вирусы картофеля) и другим посадочным материалом (черенки и саженцы у плодовых и ягодных культур).

Резерваторами вируса бывают сорняки — вьюнок полевой, кресс-крупка, цикорий, молочай, звездчатка, осот и др.

Иногда на сорняках отсутствуют наиболее характерные симптомы заражения. Это объясняется взаимной приспособленностью вируса и сорного растения.

При переходе вируса на новые культурные растения, не являющиеся их обычными хозяевами, наблюдается резкая реакция растений на внедрение в него вируса, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ дает сильно выраженные симптомы заболеваний.

Распространение и проявление вирусных болезней растений во многом зависит от внешних условий. Часто температура воздуха определяет сезонное и географическое распространение вирусных болезней. Температурный фактор влияет на количество инфекции, длину инкубационного периода, характер выраженности симптомов, состав популяции вида вируса. Учитывая зависимость оттемпературы популяция может быть представлена теми или иными штаммами. Температурный фактор может также влиять на численность и активность переносчиков вируса, что в свою очередь связано со степенью поражения растений и характером симптомов.

Наиболее сильное поражение вирус мозаики табака вызывает при умеренной температуре воздуха, но не ниже 10° С. С повышением температуры степень поражения растения снижается, и при 35° С уже наблюдается маскировка симптомов заболевания, изменяется также тип симптомов.

На характер проявления симптомов может оказывать влияние свет. Слабое освещение обычно способствует развитию некрозов и влияет на интенсивность поражения. При некоторых вирусных болезнях наблюдается сезонность в развитии, что также можно объяснить различием в интенсивности освещения.

По причине того, что вирусы являются внутриклеточными паразитами, наибольшее значение в борьбе с ними имеет комплекс предупредительных (профилактических) мероприятий, препятствующих возникновению болезни и еераспространению.

В борьбе с вирусными болезнями рекомендуются следующие, наиболее приемлемые мероприятия: 1) удаление больных растений,_или противовирусная прочистка; 2) использование для посœевов и посадок сельскохозяйственных культур здорового или обеззараженного семенного и посадочного материала; 3) уничтожение многолетних сорняков—резерваторов вируса; 4) проведение химической борьбы с насекомыми— переносчиками вирусных болезней растений; 5) соблюдение мер предосторожности при уходе за растениями; 6) применение агротехнических мероприятий, способствующих разрыву между фенологией растения и переносчика заболевания (сроки посœева, уборки и пр.); 7) создание и использование устойчивых сортов к вирусным заболеваниям.

На систематическое положение вирусов указывают разные показатели: тип нуклеиновой кислоты и количество нитей (одно- или двухнитчатая), ее масса и относительная доля в вирусной частице. Кроме того, вирусы подразделяются в зависимости от формы капсида и строения оболочки, природы хозяина и многих других факторов. При обозначении конкретного вируса также необходимо указывать переносчика — если он есть.

По форме вириона вирусы делятся на: сферические (вирусы кори, гриппа, арбовирусы и др.) (рис. 1), палочковидные (вирусы мозаичной болезни табака, картофеля и др.), кубоидальные (аденовирусы, реовирусы, вирусы оспы и др.) и сперматозоидные (некоторые бактериофаги) (рис. 2).

В зависимости от поражаемой клетки-мишени вирусы делят на вирусы животных, растений, грибов и бактерий (бактериофаги, или просто фаги). В пределах каждой группы также имеется деление на подгруппы. Выделяют 17 семейств вирусов позвоночных, 7 семейств вирусов беспозвоночных, 20 семейств вирусов растений, 10 семейств вирусов бактерий и 5 родов вирусов грибов. Многие вирусологи оспаривают применение к вирусам понятия «вид», поэтому мы также проявим в этом осторожность. Обнаружение новых вирусов — явление значительно более редкое, нежели открытие новых видов клеточных организмов.

Рис. 1.Схематическоеизображение сферическоговируса: 1 — структурнаяединица (субъединица); 2 — капсомер(морфологическаяединица); 3 — капсид4 4 — нуклеиноваякислота; 5 — оболочка (поГолубевуиСолоухину)

Рис. 2. Схемастроенияфаговойчастицы: 1 — оболочкаголовки; 2 — нуклеиновыекислоты; 3 — стержень; 4 — каналец; 5 — чехол; 6 — базальнаяпластинка; 7 — зубцы; 8 — нити (поРаутенштейну)

Происхождение вирусов.

Природа вирусов до сих пор вызывает жаркие дискуссии в среде специалистов. Причиной тому во многом являются многочисленные и зачастую весьма противоречивые гипотезы, высказанные к настоящему времени и, к сожалению, объективно ничем не доказанные. Приведем лишь некоторые из них. Согласно одной, вирусы представляют собой результат морфофункционального регресса, связанного с паразитическим образом жизни (действительно, вирусы представляют собой эталонный вариант облигатного паразитизма). Сторонники этой гипотезы (следует отметить, не очень многочисленные) полагают, что предки вирусов имели клеточное строение. Несколько отличается от этого другая гипотеза, постулирующая происхождение вирусов из первобытных доклеточных организмов. По этой версии, предшественники вирусов еще тогда избрали паразитический образ жизни, и, таким образом, они являются наиболее древними паразитами.

Более правдоподобной, на наш взгляд, представляется гипотеза об эндогенном происхождении вирусов. Согласно ей, вирусы представляют собой фрагмент когда-то клеточной нуклеиновой кислоты, который приспособился к сепаратной репликации. Эту версию в какой-то мере подтверждает существование в бактериальных клетках плазмид, поведение которых во многом сходно с вирусами (более подробно об этом рассказано в разделе, посвященном генетическому аппарату прокариот). Наряду с этим существует и «космическая» гипотеза, согласно которой вирусы вообще не эволюционировали на Земле, а были занесены к нам из Вселенной посредством каких-либо космических тел.

Значение вирусов огромно как в живой природе, так и в жизни человека, поскольку вирусы являются паразитами и поражают все известные организмы. Многие из них (грипп, полиомиелит, ВИЧ и др.) вызывают у людей тяжелые заболевания, нередко с летальным исходом.

Однако вирусы могут быть полезными. Прежде всего вирусы, как и любые другие паразиты, стимулируют деятельность защитных сил организмов, направляя, в известной степени, эволюционный процесс. Многие вирусы, поражающие бактерии, чрезвычайно важны для медицины и ветеринарии, поскольку позволяют естественным путем и без химических реагентов побеждать многие бактериальные инфекции.

Бактериофаги

Это вирусы, паразитирующие на бактериях. Они играют большую роль в медицине и широко применяются при лечении гнойных заболеваний, вызванных стафилококками и др. Бактериофаги имеют сложное строение. Генетический материал находится в головке бактериофага, которая сверху покрыта белковой оболочкой (капсидом). В центре головки находится атом магния. Далее идет полый стержень, который переходит в хвостовые нити. Их функция — узнавать свой вид бактерий, осуществлять прикрепление фага к клетке. После прикрепления ДНК выдавливается в бактериальную клетку, а оболочки остаются снаружи.

Г.Л. Билич,В.А. Крыжановский "Биология для поступающих в вузы"

Н. С. Курбатова, Е. А. Козлова "Конспект лекций по общей биологии"