Меню ☰
PortalBio
  • Сегодня: 17 февраля (понедельник)
news-details
РАЗНОЕ

Анатомия и структура вирусов

Ученые долго стремились раскрыть структуру и функции вирусов . Вирусы уникальны тем, что они были классифицированы как живые и неживые в разные моменты истории биологии . Вирусы - это не клетки, а неживые инфекционные частицы. Они способны вызывать ряд заболеваний, включая рак у различных организмов.

Вирусные патогены поражают не только людей и животных , но также растения , бактерии, простейшие и археи. Эти чрезвычайно мелкие частицы примерно в 1000 раз меньше бактерий и могут быть найдены практически в любой среде. Вирусы не могут существовать независимо от других организмов, поскольку они должны захватить живую клетку, чтобы размножаться.

Вирусная анатомия и структура

Альфред Пасека / Научная фототека / Getty Images

Вирусная частица, также известная как вирион, представляет собой по существу нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК), заключенную в оболочку белка. Вирусы чрезвычайно малы, около 20 - 400 нанометров в диаметре. Самый большой вирус, известный как Мимивирус, может иметь диаметр до 500 нанометров. Для сравнения: диаметр эритроцитов человека составляет от 6000 до 8000 нанометров.

В дополнение к различным размерам, вирусы также имеют различные формы. Подобно бактериям, некоторые вирусы имеют сферическую или палочковидную форму. Другие вирусы являются (многогранник с 20 гранями) спиральной формы. Форма вируса определяется белковой оболочкой, которая окружает и защищает вирусный геном.

Вирусный генетический материал

Вирусы могут иметь двухцепочечную ДНК, двухцепочечную РНК, одноцепочечную ДНК или одноцепочечную РНК. Тип генетического материала, обнаруженного в конкретном вирусе, зависит от природы и функции конкретного вируса. Генетический материал обычно не подвергается воздействию, но покрыт белковой оболочкой, известной как капсид. Вирусный геном может состоять из очень небольшого количества генов или до сотен генов в зависимости от типа вируса. Обратите внимание, что геном обычно организован в виде длинной молекулы, которая обычно является прямой или круглой.

Вирусный капсид

Theasis / E + / Getty Images

Белковая оболочка, которое упаковывает вирусный генетический материал известен как капсид. Капсид состоит из белковых субъединиц, называемых капсомерами. Капсиды могут иметь несколько форм: многогранные, стержневые или сложные. Капсиды защищают вирусный генетический материал от повреждений.

В дополнение к белковой оболочке, некоторые вирусы имеют специализированные структуры. Например, вирус гриппа имеет оболочку в виде мембраны вокруг капсида. Эти вирусы известны как вирусы с оболочкой. Оболочка содержит как клетку-хозяина, так и вирусные компоненты и помогает вирусу заразить своего хозяина. Капсидные добавки также обнаружены в бактериофагах. Например, бактериофаги могут иметь белковый «хвост», прикрепленный к капсиду, который используется для заражения бактерий-хозяев.

Вирус может оставаться неактивным в хосте в течение многих лет

Вирусы проходят жизненный цикл с несколькими фазами. Вирус сначала прикрепляется к хозяину через специфические белки на поверхности клетки. Эти белки обычно являются рецепторами, которые различаются в зависимости от типа вируса, нацеленного на клетку. После прикрепления вирус попадает в клетку путем эндоцитоза или слияния. Механизмы хозяина используются для репликации ДНК или РНК вируса, а также важных белков. После того, как эти новые вирусы созревают, хозяин лизируется, чтобы позволить новым вирусам повторить цикл.

Дополнительная фаза перед репликацией, известная как лизогенная или дремлющая фаза, происходит только в избранном количестве вирусов. На этом этапе вирус может оставаться внутри хозяина в течение продолжительных периодов времени, не вызывая каких-либо видимых изменений в клетке хозяина. Однако после активации эти вирусы могут немедленно войти в литическую фазу, в которой могут происходить репликация, созревание и высвобождение. Например, ВИЧ может оставаться в состоянии покоя в течение 10 лет.

Вирусные заболевания

BSIP / UIG / Getty Images

Вирусы могут инфицировать бактериальные и эукариотические клетки . Наиболее распространенными эукариотическими вирусами являются вирусы животных , но вирусы также могут инфицировать растения . Эти растительные вирусы обычно нуждаются в помощи насекомых или бактерий для проникновения в клеточную стенку растения . Как только растение заражено, вирус может вызывать несколько заболеваний, которые обычно не убивают растение, но вызывают деформацию роста и развития растения.

Вирус, который заражает бактерии , известен как бактериофаги или фаги. Бактериофаги следуют тому же жизненному циклу, что и эукариотические вирусы, и могут вызывать заболевания у бактерий, а также уничтожать их путем лизиса. Фактически, эти вирусы размножаются настолько эффективно, что целые колонии бактерий могут быть быстро уничтожены. Бактериофаги использовались в диагностике и лечении инфекций от бактерий, таких как кишечная палочка и сальмонелла .

Вирусы вызывают ряд заболеваний у организмов, которых они заражают. Человеческие инфекции и заболевания, вызываемые вирусами, включают лихорадку Эбола , ветряную оспу, корь, грипп, ВИЧ / СПИД и герпес. Вакцины были эффективны для предотвращения некоторых типов вирусных инфекций, таких как оспа, у людей. Они работают, помогая организму построить иммунную реакцию против определенных вирусов.

Ретровирусы используются в клонировании и генной терапии

Ретровирус - это тип вируса, который содержит РНК и реплицирует свой геном с использованием фермента, известного как обратная транскриптаза. Этот фермент преобразует вирусную РНК в ДНК, которая может быть интегрирована в ДНК хозяина. Затем хозяин использует свои собственные ферменты для трансляции вирусной ДНК в вирусную РНК, используемую для репликации вируса. Ретровирусы обладают уникальной способностью вставлять гены в хромосомы человека . Эти специальные вирусы были использованы в качестве важных инструментов в научных открытиях. Ученые разработали множество методов после ретровирусов, включая клонирование, секвенирование и некоторые подходы генной терапии.

Репликация вирусов

Вирусы не способны реплицировать свои гены сами по себе. Они должны полагаться на клетку-хозяина для размножения. Для того чтобы вирусная репликация произошла, вирус должен сначала заразить клетку-хозяина. Вирус вводит свой генетический материал в клетку и использует клеточные органеллы для репликации. После репликации достаточного количества вирусов вновь образованные вирусы лизируются или разрушают клетку-хозяина и переходят к заражению других клеток. Этот тип вирусной репликации известен как литический цикл.

Некоторые вирусы могут размножаться по лизогенному циклу. В этом процессе вирусная ДНК вставляется в ДНК клетки-хозяина. В этот момент вирусный геном известен как профаг и входит в состояние покоя. Геном профага реплицируется вместе с бактериальным геномом, когда бактерии делятся, и передается каждой бактериальной дочерней клетке . При запуске в результате изменения условий окружающей среды ДНК профага может стать литической и начать репликацию вирусных компонентов в клетке-хозяине. Вирусы без оболочки высвобождаются из клетки путем лизиса или экзоцитоза . Оболочечные вирусы обычно высвобождаются зародышами.

  • Теги
  • #Репетиторпобиологии
  • #Анатомия
  • #структура
  • #вирусов

Если материал был полезен и интересен, оставляйте реакции (лайки и комментарии). Обратная связь очень важна!

Почетный работник сферы образования РФ author

Леонтьева Юлия Владимировна ЧАТ

Учитель биологии. Высшая квалификационная категория. Почетный работник сферы образования РФ.

Материалы проверены