4. Биоразнообразие. Вирусы. Многообразие вирусов, их особенности

Вирусы — это мелкие частицы, которые не имеют своего уникального строения клеток и системы для белкового синтеза. Несмотря на это, они имеют возможность воспроизводить формы жизни. Вирусы могут инфицировать не только растения, но и людей, а также другие живые организмы. Для них характерны особые признаки и свойства, которые, собственно, и позволяют отличить их от других простейших форм жизни.

Внешний вид и размер вирусов зависят от их специализации. В общем случае они имеют вид белковой «сердцевины», в которую «запечатана» ДНК или РНК. Иногда - белковое ядро обволакивает липидная мембрана, с включенными белками и углеводами. Форма вирусов разнообразна и зависит от свойств белка, из которого построен вирус. Чаще всего вирионы представляют собой жгуты (палочки), икосаэдры (20-гранник), вирионы с головкой и хвостовым отростком (фаги), спирали (чаще - вироиды). Размер вирусов так же различен. Один из самых крупных вирионов - вирион натуральной оспы - может быть виден в световой микроскоп как кирпичик размером 450x260x260 нм.

По способу воспроизведения генетического материала вирусы делят на 7 больших групп:

Вирусы с позитивным РНК-геномом содержат матричную РНК (мРНК), с которой сразу после попадания вируса в клетку начинается синтез вирусных белков, а размножение самой РНК происходит позже. Таковы вирус полиомиелита, клещевого энцефалита, вирус мозаики табака.

Вирусы с отрицательным РНК-геномом содержат РНК, комплиментарную мРНК. Они вводят в клетку не саму РНК, а содержащий ее вирусный фермент - РНК-зависимую РНК-полимеразу, с которого синтезируется мРНК, а затем - вирусные белки, в том числе вирусный фермент. Представители этого типа вирусов - корь, вирусы гриппа, вирусы желтой карликовости картофеля. Подобен механизм репликации вирусов, содержащих вместе с отрицательной РНК участки РНК прямой полярности. К ним относятся геморрагические лихорадки - тяжелые заболевания человека.

Вирусы с двуцепочной РНК вводят в клетку одновременно РНК и РНК-зависимую РНК-полимеразу. Благодаря РНК-полимеразе клетка синтезирует мРНК, а благодаря . мРНК - белки и РНК-полимеразу, которые вместе образуют двуцепочную РНК для нового вириона. Двуцепочную РНК имеют ротавирусы, вызывающие расстройства кишечника.

Вирусы с двуцепочной ДНК реплицируют в клетке, когда с одной цепочки вирусной ДНК ДНК-зависимая РНК-по-лимераза клетки создает мРНК (транскрипция), которые синтезируют белки для вируса, а с другой - ДНК-зависимая ДНК-полимераза синтезируют вирусную ДНК (репликация). Так размножаются герпес и оспа.

Вирусы с одноцепочной ДНК могут содержать положительную или отрицательную цепочку ДНК, которая попадая в клетку, превращается сначала в двуцепочную форму, а затем действует в клетке как двуцепочная.

Ретровирусы содержат одну положительную цепочку РНК, но в вирусном геноме ретровирусов закодирован необычный фермент - ревертаза, который обладает свойствами как и РНК-зависимой, так и ДНК-зависимой ДНК-полимеразы. Этот фермент попадает в клетку вместе с РНК и обеспечивает синтез ее копии сначала в одноцепочной, затем - в двуцепочной форме. Посде этого начинается синтез вирусных белков. К ретровирусам относятся вирусы злокачественных новообразований и ВИЧ. [8. C 154]

Ретроидные вирусы состоят из двуцепочной ДНК, с которой сначала считывается вирусная мРНК (это. делает клеточная ДНК-зависимая РНК-полимераза), которая служит матрицей для синтеза вирусных белков и ДНК. Синтез ДНК осуществляет фермент, схожий с ревертазой, по схеме ретровирусов. Самый известный ретроидный вирус - гепатит В.

Взаимодействие вирусов с клетками бывает двух типов: продуктивное и соглашательное.

Продуктивное размножение происходит постоянно, независимо от «расписания» клетки. Оно может приводить к гибели  клетки -  когда  исчерпаются : ресурсы, а может быть медленным, газвитием хронического инфекци-нного процесса - клетка жива, хотя не здорова. Соглашательные вирусы подчиняются внутреннему ритму клетки - их геном включается в состав клеточной фомосомы. При делении клетки вирусы попадают вместе с хромосомами в новую клетку. Вирус может затаиться на определенное время, а после интенсивно размножаться, пока новые вирионы не выйдут из разрушенной клетки, а может постоянно производить новые зирионы, при этом не разрушая клетку. Так поступают ретровирусы, долгое пребывание которых в клетке меняет ее свойства, и она может переродиться в раковую.

Причиной гибели зараженной клетки могут быть три механизма:

- работа вируса, «истощающая» клетку;

- защитная реакция клетки, запускающая генетическую программу ее гибели (апоптоз);

- и иммунная система организма, уничтожающая зараженную клетку.