ВЗАЄМОДІЯ ВІРУСІВ З КЛІТИНОЮ-ХАЗЯЇНОМ ТА ЇХНІЙ ВПЛИВ НА ЇЇ ФУНКЦІОНУВАННЯ

Взаємодія вірусів з клітиною-хазяїном та їхній вплив на її функціонування

Існує кілька специфічних шляхів проникнення вірусу в організм хазяїна — залежно від виду вірусу:

1. повітряно-крапельний (віруси грипу, віспи, кору, свинки); харчовий (вірус ящуру — через молоко хворої корови);

2. перентеральний (віруси ВІЛ, гепатиту В);

3. трансмісивний (вірус кліщового енцефаліту, жовтої пропасниці);

4. через неушкоджену шкіру (вірус герпесу 1-го типу, віспи, папіломи)

5. через ушкоджену (рановий), а іноді й неушкоджену шкіру (віруси сказу, коров’ячої віспи, герпесу 1-го типу, папіломи);

6. статевий (віруси герпесу 2-го типу, ВІЛ);

7. вертикальний (вірус краснухи).

Існує кілька механізмів потрапляння вірусу безпосередньо у клітину:

• вірусні оболонки можуть зливатися з клітинною мембраною (вірус грипу);

• вірус потрапляє в клітину шляхом піноцитозу, при цьому ферменти клітини-хазяїна розщеплюють його оболонку і вивільняють його нуклеїнову кислоту (вірус поліомієліту);

• через пошкоджені ділянки клітинної стінки рослинних клітин з наступним переходом від однієї клітини до іншої цитоплазматичними містками (вірус тютюнової мозаїки).

Що спільного для всіх вірусів? Визначте правильні твердження.

А) Вони заражають живі клітини
Б) Основна їхня мета – реплікуватися, робити копії
В) Усі віруси мають поверхневі булавовидні виступи, що нагадують фігуру сонячної корони
Г) Допомагають виживати клітинам господаря, в якому паразитують
Д) Походять з однієї частини світу

Послідовні етапи розмноження вірусу є такими:

1-ша стадія: зараження (крізь фізичні ушкодження, шляхом направленого вприскування, направленого пошкодження поверхні тощо);

2-га стадія: проникнення в клітину-хазяїна (якщо віріон має зовнішню ліпопротеїдну мембрану, то після контакту з клітиною-хазяїном мембрани зливаються і віріон опиняється у цитоплазмі; це легше відбувається в клітинах тварин, оскільки ті не мають клітинних стінок);

3-тя стадія: відбувається вивільнення носія генетичної інформації — нуклеїнової кислоти вірусу (рнК або днК), яка на наступній стадії змінює діяльність клітини-хазяїна;

4-та стадія: на основі вірусної нуклеїнової кислоти відбувається синтез необхідних вірусу сполук, які потім будуть направляти синтез нуклеїнової кислоти вірусу;

5-та стадія: синтез компонентів вірусної частки — нуклеїнової кислоти і білків капсиду, причому у великій кількості;

6-та стадія: із синтезованих раніше чисельних копій нуклеїнової кислоти і білків формуються нові вібріони шляхом самозбирання;

7-ма стадія: вихід нових зібраних вірусних часток з клітини-хазяїна (шляхом загибелі клітини або з живої клітини шляхом відбруньковування).

Перегляньте презентацію:

1. Наведіть приклади вірусів.

2. Як віруси взаємодіють з клітинами?

3. Назвіть основні типи взаємодії вірусів із клітинами.

Роль вірусів в еволюції організмів

Віруси мають генетичні зв’язки з рослинами, тваринами, бактеріями та грибами. За останніми дослідженнями, геном людини частково (за різними оцінками, від 8 до 32 %) складається для вірусоподібних елементів, транспозонів та їхніх залишків. Вважається, що такі ділянки з’явилися від 10 до 50 млн років тому як наслідок інфікування зародкових клітин наших предків.

За допомогою вірусів може відбуватися так званий горизонтальний перенос генів — тобто передача генетичної інформації не від безпосередніх батьків до своїх нащадків (вертикальний перенос), а між двома неспорідненими (іноді навіть такими, що належать до різних видів) особинами. При цьому можливе захоплення ділянок ДНК клітини-хазяїна. Таким чином генетична інформація може мігрувати між організмами.

Є думка, що віруси зіграли центральну роль у ранній еволюції, щодо розходження бактерій, архей і еукаріотів — за часів, коли на Землі існував останній універсальний спільний предок.

Також віруси є потужним мутагенним фактором: після вірусних хвороб у людини та тварин суттєво збільшується кількість пошкоджених хромосом. Таким чином, віруси є постачальниками нових мутацій для природного відбору.

Крім того, віруси могли стимулювати розвиток імунітету і появу багатоклітинності (одна з клітин приймає на себе удар і, загинувши за спеціальними механізмами, може врятувати інші клітини від вірусу).

3. Використання вірусів у біологічних методах боротьби зі шкідливими видами

Бактеріофаги застосовуються для боротьби з бактеріальними захворюваннями. Також віруси використовують для боротьбі з кліщами, комахами та гризунами — шкідниками сільськогосподарських культур та лісу приклади: ентомопатогенні віруси, що викликають ядерний поліедром, гранульоз, віспу комах, хворобу райдужності та деякі інші. У середині ХХ ст. в Австралії також застосували вірус міксоматозу для зменшення кількості кроликів.

1. Які властивості вірусів визначають їхню роль в еволюції?

2. Що таке біологічний метод боротьби зі шкідниками?

3. Наведіть приклади використання вірусів для біологічної боротьби зі шкідниками.

4. Наведіть приклади використання вірусів у боротьби зі шкідливими видами.

5. У чому недоліки та переваги застосування таких методів порівняно з хімічними?