grad-green grad-gray grad-blue grad-red grad-pink grad-purple grad-yellow
Нести помощь людям

Вход на сайт

Вирусы

Краткое описание: 
Библиографическая ссылка для цитирования: Сазонов В.Ф. Вирусы [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2020: [сайт]. Дата обновления: 26.11.2020. URL: http://kineziolog.su/content/virusy (дата обращения: __.__.20___).

Введение

Нет в мире более агрессивной напасти, угрожающей любому живому существу, чем невидимые простым глазом вирусы.

Вирусы поражают всё живущее на земле, представителей всех царств живых существ: самих вирусов (вирофаги)‚ архей‚ бактерий (бактериофаги)‚ водорослей‚ грибов, растений‚ простейших‚ беспозвоночных и позвоночных. Вирусы вездесущи, или убиквитарны (В. М. Жданов и др.).

Сколько генов достаточно иметь, чтобы существовать в качестве самостоятельного живого организма (или его клетки)?

Клетки человека содержат примерно 60 000 генов, кишечной палочки (E. coli) - 4 000, семейство поксвирусов 200-230, мимивирусы 670-690, некоторые хвостатые ДНК-фаги - до 750. Считается, что минимальное число генов у самого простого живого организма равно примерно 500. РНК-содержащие вирусы содержат всего 5-15 генов, длина геномной РНК у них меньше: 4-35 kb, а у вироидов - около 250 b. Это вызвано более низкой стабильностью РНК во внешней среде по сравнению с ДНК. Вероятно, поэтому эволюционно более длинные РНК-геномы не закрепились в процессе макроэволюции.

Размеры большинства вирусов человека, животных и растений обычно не превышают 100 нм.

К наиболее крупным относятся ДНК-вирусы бактерий (Bac. Megaterium phage -670 kbp), микроводорослей (Pyramimomas-specific virus - 560 kbp) и амёб (Mimivirus -670 kbp). Мимивирусы были обнаружены только в 2003 г., некоторые их гены подобны генам фикоднавирусов и поксвирусов. Их геном содержит более 900 ORF, т.е. их число превышает число ORF в некоторых свободно живущих клетках, а 80 % ORF - уникальны для вирусов. Эти вирусы настолько велики, что даже не проходят через крупные поры величиной 0,2 мкм. Если бы Д.И. Ивановский начал свои исследования не с вируса табачной мозаики, а с мимивирусов, они не прошли бы через его фильтры и он не открыл бы «фильтрующиеся вирусы».

Источник: Урываев Л. В., Альховский С. В., Самохвалов Е. И., Беляев А. М., Бурцева Е. И., Воркунова Г. К., Гребенникова Т. В., Гущина Е. А., Забережный А. Д., Иванова В. Т., Иванова М. В., Ионова К. С., Латышев О. Е., Маныкин А. А., Носик Д. Н., Парасюк Н. А., Алипер Т. И., Зверев В. В., Львов Д. К. Вирусы как объекты и инструменты нанобиотехнологий // Вопросы вирусологии. 2012. №S1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/virusy-kak-obekty-i-instrumenty-nanobi... (дата обращения: 03.11.2020).

ORF  — открытая рамка считывания (англ. Open Reading Frame, ORF) — последовательность нуклеотидов в составе ДНК или РНК, потенциально способная кодировать белок. Основным признаком наличия ORF служит отсутствие стоп-кодонов (в случае РНК — обычно UAA, UGA и UAG) на достаточно длинном участке последовательности после стартового кодона (в подавляющем большинстве случаев — AUG). Поскольку в некоторых случаях стартовый и терминирующие кодоны отличаются от канонических, а также ввиду возможности супрессии (подавления действия) стоп-кодонов при трансляции у некоторых организмов, при определении рамки считывания применяют специальные алгоритмы, которые учитывают эти различия. Количество ORF отражает количество белков, которые может экспрессировать исследуемый геном.

Рисунок 1. Модель вируса гриппа. Снаружи - оболочка из белка, внутри - геном из РНК. Источник изображения: https://spid.center/ru/articles/2569/

 

Определение понятия

Вирусы - это нуклеопротеиновые молекулярные машины, предназначенные для самокопирования и самотиражирования за счёт использования чужих внутриклеточных механизмов. Они способны пассивно сохраняться во внешней среде и активируются только в организме хозяина, являясь внутриклеточными паразитами.

Образно можно сказать, что вирусы - это "дикие" автономные нуклеиновые кислоты (РНК или ДНК), формирующие себе защитную белковую оболочку и ведущие самостоятельное существование, используя ресурсы чужих клеток.

Можно сказать и так: "вирус - это самостоятельный геном в белковой оболочке, размножающийся за чужой счёт".

© 2020 Сазонов В.Ф. © 2020 kineziolog.su

Классическое определение:

Вирусы - это более мелкие, чем бактерии, неклеточные элементы живой материи, содержащие генетическую информацию (в виде РНК или ДНК), заключенную в белковый чехол, покоящиеся вне клетки и способные к самовоспроизведению (размножению, репродукции) только в живой клетке, обладающие изменчивостью и наследственностью [Жданов В.М. Эволюция вирусов. - М.: Медицина, 1990. - 376 с. ].

«Нано-» в переводе с латинского означает «карлик», нанометр - это единица длины, равная 10-9 м, что соответствует атомарно-молекулярному уровню строения вещества. Вирусы - это жизнь на «наноуровне».

 

Рисунок ... Классификация вирусов по В.И. Аголу. Серые стрелки — репликация, розовые — транскрипция, серо-черные — обратная транскрипция ретро- и ретроидных вирусов; розовый шрифт — интермедиаты (промежуточные вещества), черный шрифт в рамке — вирусные геномы; онДНК — однонитевая ДНК. Источник: Агол В.И. (2009). Вирусы: корневая система древа жизни? «Природа». 9, 3–11

Кроме различий в составе нуклеиновых кислот (НК), геном вирусов может быть сегментированным или несегментированным, НК могут быть как кольцевыми, так и линейными, с разрывами в одной из цепей или без разрывов. А кольцевая двуцепочечная ДНК вирусов может иметь дополнительные суперспиральные витки.

Самосборка вируса в вирион (вирусную нуклеопротеиновую частицу)

Самосборка вирусных частиц из отдельных белков, наштампованных на вирусной мРНК в клетке-хозяине клеточными рибосомами — важное свойство вирусов. Оно представляется очень перспективным для использования в бионанотехнологии. В самосборке могут участвовать и более крупные белковые блоки. Получается "супрамолекулярная самосборка" — самопроизвольное объединение молекулярных «кирпичиков» посредством межмолекулярных нековалентных взаимодействий (т.е. слабых взаимодействий). Это обратимый процесс, что позволяет «выбирать» наиболее устойчивую структуру и исправлять ошибки в упаковке [Стид Д.В. и Этвуд Д.Л. Супрамолекулярная химия (т. 1). М.: «Академкнига», 2007. — 480 с.].

Интересно, что на вирусной геномной РНК можно собрать оболочку из белковых частиц, принадлежащих вирусу другого вида. Так, РНК-геном вируса табачной мозаики удалось одеть в белковую оболочку, собравшуюся из белков вируса мозаики подорожника. Правда, при первом же размножении в клетках табака этот гибрид вновь воссоздал обычные вирионы вируса табачной мозаики. Геномная РНК гибрида, принадлежавшая вирусу табачной мозаики, запустила синтез привычных "табачно-вирусных" белков. Наследственность проявила себя!

И даже такой сложный вирус, как бактериофаг, тоже собирается путём самосборки белков и белковых блоков.

Видео: Самосборка бактериофага Т4

 

Самый "заслуженный" вирус - вирус табачной мозаики

Вирионы вируса табачной мозаики (ВТМ) (Virgaviridae, Tobamovirus) относятся к вирусам со спиральным типом симметрии (шаг спирали 2.3 нм), имеют вид полого цилиндра диаметром 18 нм и длиной 300-310 нм. Геном ВТМ представлен одной молекулой одноцепочечной РНК положительной полярности и состоит из 6 395 bp. Белковый чехол генома ВТМ сформирован единственным структурным белком (coat protein, 17-18 кДа) - 2 130 одинаковых субъединиц (имеющих сайты связывания с вирионной РНК), а транспорт вируса от клетки к клетке (cell-to cell movement) осуществляется с помощью неструктурного белка (ns protein, 28-31 кДа). Репродуцируясь, вирус накапливается в растениях в огромных количествах (до 5-10 г/кг листьев), что позволяет использовать ВТМ в качестве эффективного вектора - носителя чужеродных антигенных детерминант, экспонированных на поверхности вирусных частиц.

Видеолекция: Историю вирусологии и многообразие существующих вирусов. Лектор: О.В. Карпова

 

Видео: Антивир - комплекс из 6 кинезиологических упражнений против вирусных инфекций

 

 

 

Ваша оценка: 
0
Голосов пока нет