Система органического мира
Неклеточные формы жизни.
Царство Вирусы – неклеточные существа, между живой и неживой природой
История открытия
В переводе на русский язык «вирус» означает яд. Открыты вирусы в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским на объекте «вирус табачной мозаики».
Вирусы – 100% внутриклеточные паразиты
Вирус состоит из генетического материала — молекулы ДНК или РНК, покрытого белковой оболочкой — капсидом; у некоторых встречается липопротеидная мембрана и аппарат прикрепления.
В хозяйской клетке нуклеиновая кислота включается в её работу, заставляя хозяина синтезировать вирусные частицы (есть вирусы встраивающиеся и не встраивающиеся в генетический аппарат клетки)
Сравнение с неживой природой
Сходства
Отсутствие клеток, мембран, обмена веществ, роста, деления, дыхания, питания, полового размножения…..
В неживой природе находятся в виде кристаллов.
Различия
Репродукция (воспроизведение себе подобных).
Наследственность и изменчивость.
Способность приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды.
Отличие вирусов от клетки:
— вирусы никогда не размножаются делением;
— в своем составе вирусы имеют только один тип нуклеиновой кислоты (либо только ДНК, либо только РНК);
— вирусы никогда не размножаются вне клетки хозяина.
Стадии размножения (репродукции) вирусов
1. Адсорбция — процесс прикрепления вирусных частиц к поверхности клетки.
2. Инъекция — проникновение вирусной частицы в клетку и высвобождение вирусной нуклеиновой кислоты из белкового капсида (у бактериофагов — введение в клетку вирусной нуклеиновой кислоты).
3. Репликация молекул вирусной нуклеиновой кислоты — происходит за счет нуклеотидов, содержащихся в клетке.
4. Синтез вирусных белков (белков капсида и ферментов) — происходит на рибосомах клетки.
5. Сборка вирусных частиц — осуществляется из синтезированных пораженной клеткой вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков.
6. Выход вирусных частиц из пораженной клетки. У бактерий часто сопровождается лизисом (разрушением) клетки, у эукариот происходит путем выпячивания оболочки клетки и «выталкивания» вирусных частиц в окружающую среду.
7. Новые частицы вируса, очутившись в окружающей среде, заражают новые клетки, и цикл развития вируса повторяется снова.
Способы проникновения вируса в клетку
В местах механических повреждений (вирусы растений и животных)
Через членистоногих с сосущим ротовым аппаратом (клещи переносят вирус энцефалита, москиты – вирус желтой лихорадки)
В результате фагоцитоза и пиноцитоза
Путешествия по соединенным клеткам (вирус бешенства перемещается по нервным клеткам)
Химическое сродство рецепторных белков (ВИЧ)
Инъекция нуклеиновой кислоты в клетку-хозяина (фаги)
Разжижение слизи на слизистых оболочках (вирус гриппа)
Происхождение вирусов
Вирусы – неклеточные сверхупрощенные организмы, потерявшие клеточное строение (вирус оспы).
Вирусы - генетические элементы клеток-хозяев, которые приобрели самостоятельность, защитные оболочки, механизмы для проникновения в клетку (ретровирусы ВИЧ)
Польза вирусов
Группа вирусов, поражающих бактерии, называется бактериофагами (пожиратели бактерий); они открыты в 1915 г. Ф. Туортом. Эти вирусы, обитающие в кишечнике человека и животных, полезны, так как поражают бактерии, вызывающие дизентерию. Их применяют для лечения брюшного тифа, холеры.
Отрицательное значение вирусов
Вирусы наносят огромный вред, вызывая болезни растений (вирус табачной мозаики, мозаики огурцов, желтухи свеклы, бронзовости томатов и др.).
Вирусы, вызывающие болезни животных: бешенство, ящур, собачью чумку
Вирус иммунодефицита человека может привести к развитию СПИДА
Болезни, опасные для человека
Вызываемые вирусами |
Вызываемые бактериями |
Бешенство |
Брюшной тиф |
Ветряная оспа |
Ботулизм |
Гепатит |
Газовая гангрена |
Грипп |
Дизентерия |
Корь |
Дифтерия |
Краснуха |
Коклюш |
Оспа |
Сифилис |
Острые респираторные заболевания (аденовирусные) |
Пневмония |
Некоторые злокачественные (раковые) опухоли (ретро- и аденовирусные) |
Сибирская язва |
Паротит (свинка) |
Столбняк |
Полиомиелит |
Туберкулез
|
Паротит |
Туляремия
|
СПИД |
Холера
|
Энцефалит |
Чума |
Ящур |
|
Информация о ВИЧ
Вирусы иммунодефицита человека были открыты ВИЧ 1 в 1983 г. и ВИЧ 2 в 1986 г. Установлено, что они являются первопричиной синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа). ВИЧ относится к семейству ретровирусов. С помощью электронной микроскопии показано, что ВИЧ имеет две разновидности - ВИЧ-1 и ВИЧ-2 которые имеют сходную структуру. Предполагают, что у людей инфекция, вызванная ВИЧ-2, появилась в результате заражения от обезьян.
ВИЧ-инфекция — длительно текущая инфекционная болезнь, развивающаяся в результате инфицирования вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). При ВИЧ-инфекции прогрессирует поражение иммунной системы, приводящее к состоянию, известному под названием «синдром приобретенного иммунного дефицита» (СПИД), при котором у больного развиваются «оппортунистические заболевания»: тяжелые формы инфекций, вызванных условно-патогенными возбудителями, и некоторые онкологические заболевания. Зараженный человек остается источником инфекции пожизненно. ВИЧ-инфекция без лечения прогрессирует в течение 3-20 лет и заканчивается гибелью пораженного человека.
Клеточные:
а) Надцарство Прокариоты – доядерные или безъядерные (бактерии и цианобактерии)
Принципиально важным было установление факта резкого отличия бактерий, цианобактерий и недавно открытых Н/Ц архебактерий от всех остальных живых существ. Прокариотическая клетка не имеет оформленного ядра – его функции выполняет нуклеоид, в состав которого входит кольцевая хромосома. В прокариотической клетке отсутствуют центриоли, а также органоиды цитоплазмы – их функции выполняют мезосомы (впячивания плазмалеммы). Рибосомы, органоиды движения и оболочки прокариотических клеток имеют специфическое строение. Они отличаются также отсутствием митоза (деление немитотическое), микротрубочек и другими существенными особенностями, в том числе в строении жгутиков. Эти организмы называются Прокариотами или доядерными.
Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов (фототрофов и хемотрофов) и гетеротрофов (сапротрофов и паразитов).
В прокариотной клетке отсутствует ядро, хромосомы, точнее спирали ДНК свободно располагаются в ней. В клетке прокариотов отсутствуют почти все органоиды: ЭПС, аппарата Гольджи и пр. Снаружи клеточная мембрана окружена клеточной стенкой из муреина
Большинство прокариотов передвигаются пассивно, с помощью водных или воздушных течений. Только некоторые из них имеют органеллы движения – жгутики. Они ввинчиваются в среду, продвигая клетку вперёд (принцип колеса).
По своей форме прокариоты делятся на несколько групп:
кокки (имеют округлую форму) (пневмококки, стафилококки)
бациллы (имеют палочковидную форму) (палочка сибирской язвы, кишечная палочка)
спириллы (имеют форму спирали) (бледная спирохета)
вибрионы (имеют форму запятой) (холерный вибрион)
По способу дыхания бактерии делятся на аэробов (большинство бактерий) и анаэробов (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены). Первым для дыхания нужен кислород, для вторых кислород бесполезен или даже ядовит.
По способу питания прокариоты делятся на: автотрофы и гетеротрофы.
К автотрофам, не нуждающимся в веществах, произведённых другими организмами, относятся фотоавтотрофы (например, пурпурные бактерии и цианобактерии) и хемоавтотрофы (серобактерии, азотные бактерии).
К гетеротрофам относятся паразиты (возбудители гонореи, менингита и пр.) и сапротрофы (например, бактерии гниения или брожения), симбионты (кишечная палочка)
Подцарство (или Надцарство ?) Археи (Архебактерии)
Древние существа, дожившие до нынешних времен в неизменном виде
По сравнению с другими бактериями и эукариотами
56% генов совпадает с бактериальными
Часть генома напоминает гены эукариотов
Стенка содержит полисахариды
Внешне сходны с бактериями
б) Надцарство Эукариоты – ядерные:
– одноклеточные организмы (простейшие);
– многоклеточные организмы (растения, грибы, животные);
Все остальные организмы (одно и многоклеточные) имеют настоящее ядро, окруженное мембраной, генетический материал ядра заключен в хромосомах, содержащих ДНК и РНК и белки, обычно имеются различные формы митоза, а также упорядоченно расположенные микротрубочки, митохондрии и пластиды. Такие организмы называются Эукариотами (эвкариотами) или ядерными.