Глава 39. Неклеточные формы жизни

Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым-ботаником Д.И.Ивановским при изучении мозаичной болезни табака (пятнистость листьев). Вирусы представляют собой неклеточные формы жизни. Они занимают промежуточное положение между живой и неживой материей, так как совмещают в себе признаки живых организмов и тел неживой природы.

Вирусы обладают рядом особенностей, отличающих их от клеточных организмов:

• не имеют клеточного строения, лишены каких-либо клеточных структур;

• содержат только один тип нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК;

• лишены собственного метаболизма, так как не имеют белок-синтезирующего аппарата и механизмов получения энергии;

• отсутствует рост;

• не способны ни к делению, ни к половому размножению.

Вирусы проявляют признаки жизни только в клетке. Это внутриклеточные паразиты. Причем в отличие от других паразитов, они являются ультрапаразитами, так как паразитируют на генетическом уровне.

Происхождение вирусов

Вопрос о происхождении вирусов до конца не выяснен. Вирусы представляют собой автономные генетические структуры, но они не способны развиваться вне клетки. Вместе с тем, нуклеотидный состав нуклеиновых кислот и генетический код вирусов и клеточных организмов одинаков. Поэтому можно предположить, что вирусы возникли позже возникновения клеточной организации.

Наиболее вероятно, что вирусы возникли в результате деградации клеточных организмов. Вероятно, вирусы можно рассматривать как группу генов, вышедших из-под контроля генома клетки.

Химический состав вирусов

Вирусы представляют собой нуклеопротеины, т.е. состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. У некоторых вирусов можно обнаружить липиды и углеводы.

Структурная организация вирусов

Размеры вирусов колеблются от 10 до 300 нм. Форма вирусов разнообразна: шаровидная, палочковидная, нитевидная, цилиндрическая и др.

Вирусы могут существовать в двух формах:

• в форме нуклеиновой кислоты, когда находятся в клетке-хозяине;

• в свободной форме, когда находятся вне клетки-хозяина. Эту форму существования называют вирионом(рис. 320).

Вирионы вирусов состоят из различных компонентов:

• сердцевина— генетический материал (молекула ДНК или РНК);

• капсид²⁵— белковая оболочка нуклеиновой кислоты;

• суперкапсид— дополнительная липопротеидная оболочка (характерен только для сложноорганизованных вирусов).

Вирусы содержат всегда один тип нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК. Причем обе нуклеиновые кислоты могут быть как одноцепочечными, так и двухцепочечными, как линейными, так и кольцевыми.

В зависимости от типа нуклеиновой кислот

Рис. 320. Вирус табачной мозаики:

1 — нуклеиновая кислота вируса (РНК); 2 — капсид.

ы, входящей в состав вируса, различают:

• ДНК-геномные вирусы;

• РНК-геномные вирусы.

Капсид представляет собой оболочку вируса, образованную белковыми субъединицами, уложенными строго определенным образом.

Капсид выполняет, прежде всего, защитную функцию. Он защищает нуклеиновую кислоту вируса от различных воздействий, прежде всегоот действия многочисленных нуклеаз²⁶. Кроме того, капсид обеспечивает осаждение вируса на поверхности клеточных мембран, так как содержит рецепторы, комплементарные рецепторам мембран клеток. Рецепторный механизм проникновения вируса в клетку обеспечивает специфичность вирусов: они поражают строго определенный круг хозяев.

Суперкапсидхарактерен для сложноорганизованных вирусов (вирусы ВИЧ, гриппа, герпеса). Возникает во время выхода вируса из клетки-хозяина. Он представляет собой модифицированный участок ядерной или наружной цитоплазматической мембраны клетки-хозяина.