Особенности биологии вирусов

С развитием знаний о вирусах были найдены более надежные критерии отличия вирусов от клеточных форм микроорганизмов. Вирусы отличаются от про - и эукариотических микроорганизмов как в структурном, так и в функциональном отношении:

1. У вирусов имеется только одна из двух нуклеиновых кислот, то ли ДНК, то ли РНК, в то время как у всех микроорганизмов - обе нуклеиновые кислоты. Т.е. вирусы содержат собственную генетическую информацию в виде ДНК или РНК, которую они передают своему «потомству».

2. Вирусы не имеют клеточного строения.

3. Вирусы не способны реплицироваться вне живой клетки, продукция вирусов происходит в клетке-хозяине (облигатные внутриклеточные паразиты существуют и среди бактерий – риккетсии, хламидии).

4. Вирусы не способны к росту и бинарному делению. Уникальное свойство вируса – это его способ репликации, который резко отличается от способов размножения всех других клеток и организмов (бинарное деление). Вирусы не растут, а происходит внутриклеточный синтез вирусных компонентов с последующей сборкой и формированием вирионов – дизъюнктивная, т.е. разобщенная репродукция.

5. Вирусы воспроизводятся только за счет одной нуклеиновой кислоты, а не за счет своих составных частей;

6. Уникальное свойство – отсутствие у вирусов собственных систем, синтезирующих белки. Вирусы используют рибосомы клетки хозяина для синтеза собственных белков.

Вирусы вводят в клетку лишь свою генетическую информацию, которая успешно конкурирует с клеточной информацией, несмотря на ничтожно малые размеры клеточных геномов (на 5-6 порядков меньше, чем геном эукариотической клетки). Поэтому и уровень паразитизма у вируса определяется как генетический паразитизм, а вирусы рассматриваются как генетические паразиты. Ярким примером генетического паразитизма является способность ряда вирусов интегрировать с клеточным геномом. В этом случае вирусные гены встраиваются в группу клеточных генов и обозначаются как провирус. Эта стадия обязательна для большой группы РНК-содержащих вирусов – ретровирусов (онкогенные), СПИДа, гепатитов В и С.

Все перечисленные особенности ставят вирусы между живой и неживой материей. В связи с этим не раз возникали дискуссии по поводу того, что же такое вирусы – живые или не живые организмы. Безусловно, вирусы обладают основными свойствами всех других форм жизни – способностью размножаться, наследственностью, изменчивостью, приспособляемостью к условиям внешней среды. Однако с развитием исследований по молекулярной биологии вирусов стали накапливаться факты, противоречащие представлению о вирусах, как об организмах.

Существуют другие неклеточные инфекционные агенты, примыкающие к вирусам.

Плазмиды – внехромосомный генетический аппарат. В виде плазмид могут существовать вирусы полиномы коров, обезьяний вирус 40.

Вироиды. Необычными инфекционными агентами, близкими к вирусам, являются вироиды – возбудители некоторых опухолей растений. Это маленькие «голые», т.е. лишенные белковой оболочки (не содержащие белка), свободные одноцепочечные молекулы РНК, замкнутые в кольцо и суперспирализованные, длина цепи в 360 нуклеотидов, в 10 раз меньше инфекционных РНК самых мелких вирусов. Вироиды вызывают болезни растений. Механизм репликации вироидов не вполне ясен.

Прионы. Кроме обычных (канонических) вирусов известны инфекционные молекулы, которые не являются вирусами и называются прионами. В организме всех млекопитающих имеется так называемый прионовый протеин (PrP ^C), который выполняет ряд регуляторных функций. У людей его кодирует ген, расположенный в 20-й хромосоме человека. При прионовых болезнях этот прионовый протеин приобретает другую форму – инфекционную, обозначаемую как PrP ^Sc (скрепи – прионовая инфекция овец и коз). Этот инфекционный прионовый протеин имеет вид фибрилл и отличается от нормального прионного протеина третичной или четвертичной структурой. Прионовый протеин обладает высочайшей устойчивостью к действию факторов окружающей среды: температуре, излучениям, высушиванию, действию химических веществ и т.д.

При генетических нарушениях (врожденные, часто семейные патологии) или в результате заражения скрепи-прионовым протеином развиваются медленные прионные инфекции – болезнь Крейцфельда-Якоба, куру, фатальная семейная инсомния и др. Все они в 100 % случаев заканчиваются смертью больного.

Поиск по сайту: