Що таке віруси? Біологія: види і класифікація вірусів

Віруси (біологія розшифровує значення цього терміна так) - позаклітинні агенти, які можуть відтворюватися тільки за допомогою живих клітин. Причому вони здатні вражати не тільки людей, рослини і тварин, але також і бактерії. Віруси бактерій прийнято називати бактеріофагами. Не настільки давно були виявлені види, які вражають один одного. Вони називаються «віруси-сателіти».

загальні характеристики

Віруси є дуже численною біологічною формою, так як існують в кожній екосистемі на планеті Земля. Їх вивченням займається така наука, як вірусологія - розділ мікробіології.

Кожна вірусна частка має декілька компонентів:

- генетичні дані (РНК або ДНК);

- капсид (білкова оболонка) - виконує захисну функцію;

Віруси мають достатньо різноманітну форму, починаючи від найпростішої спіральної і закінчуючи ікосаедріческой. Стандартні розміри становлять близько однієї сотої розміру невеликої бактерії. Однак більша частина примірників такі маленькі, що їх навіть не видно під світловим мікроскопом.

За своєю природою віруси є паразитами і не можуть розмножуватися за межами живої клітини. А ось перебуваючи поза клітини, перестають проявляти живі ознаки.

Поширюються декількома способами: віруси, що живуть в рослинах, переміщаються за допомогою комах, що харчуються трав'яними сокамі- тварини віруси переносять кровоссальні комахи. У людей віруси передаються більшою кількістю способів: повітряно-краплинним або статевим шляхом, а також за допомогою переливання крові.

Походження

Віруси (біологія налічує величезну кількість видів) мають кілька гіпотез походження. Дані паразити були виявлені на кожному міліметрі планети, де є живі клітини. Тому й існують з самого початку появи життя.

У наш час існують три гіпотези походження вірусів.

1. Гіпотеза клітинного походження повідомляє про те, що позаклітинні агенти з'явилися з фрагментів РНК і ДКН, які змогли вивільнитися від організму більшого розміру.
2. Регресивна гіпотеза показує, що віруси були дрібними клітинами, провідними паразитичний спосіб життя в крупніших видах, але з часом втратили гени, які потрібні для паразитичного існування.
3. Гіпотеза коеволюції припускає, що віруси виникли в той же час, у який з'явилися живі клітини, тобто вже мільярди років тому. І з'явилися в результаті побудови складних комплексів нуклеїнових кислот і білків.

Коротко про віруси (з біології цих організмів база знань наша, на жаль, далека від досконалості) ви можете прочитати в даній статті. Кожна з перерахованих вище теорій має свої мінуси і недоведені гіпотези.

Віруси як форма життя

Існує два визначення форми життя вірусів. Відповідно до першого, позаклітинні агенти - це комплекс органічних молекул. Друге визначення повідомляє про те, що віруси є особливою формою життя.

Віруси (біологія увазі появу багатьох нових видів вірусів) характеризуються як організми на кордоні живого. Вони схожі на живі клітини тим, що мають свій неповторний набір генів і еволюціонують виходячи з методу природного відбору. Також вони можуть розмножуватися, створюючи при цьому власні копії. Так як віруси не мають клітинної будови, вчені не розглядають їх як живу матерію.

Для того щоб синтезувати власні молекули, позаклітинним агентам потрібна клітина-господар. Відсутність власного обміну речовин не дозволяє їм розмножуватися без сторонньої допомоги.

Однак в 2013 році була опублікована наукова стаття про те, що у деяких бактеріофагів є власна імунна система, здатна до адаптації. А це зайвий доказ того, що віруси - це форма життя.

Класифікація вірусів по балтімору

Які бувають віруси, біологія описує досить детально. Дейвід Балтімор (лауреат Нобелівської премії) розробив свою класифікацію вірусів, яка до цих пір користується успіхом. Дана класифікація грунтується на способах освіти мРНК.

Віруси повинні утворювати мРНК з власних геномів. Цей процес необхідний для реплікації власної нуклеїнової кислоти і утворення білків.

Класифікація вірусів (біологія враховує їх походження), згідно балтімору, виглядає наступним чином:

- Віруси з двуцепочной ДНК без РНК стадії. До таких відносяться Мімівірус і герпевіруси.

- Одноцепочной ДНК з позитивною полярністю (парвовіруси).

- Двучепочная РНК (ротавіруси).

- Одноцепочной РНК позитивної полярності. Представники: флавівіруси, пікорнавіруси.

- Одноцепочной молекула РНК подвійний або негативної полярності. Приклади: філовірусів ортоміксовіруси.

- Одноцепочной позитивна РНК, а також наявність синтезу ДНК на матриці РНК (ВІЛ).

- Двуцепочная ДНК, і наявність синтезу ДНК на матриці РНК (гепатит В).

Життєвий період

Приклади вірусів в біології зустрічаються чи не на кожному кроці. Але у всіх життєвий цикл протікає практично однаково. Не маючи клітинної будови, розмножуватися шляхом розподілу вони не можуть. Тому і використовують матеріали всередині клітини свого господаря. Таким чином, вони відтворюють велику кількість копій самих себе.

Цикл вірусу складається з декількох етапів, які є взаімоперекривающіміся.

На першому етапі вірус прикріплюється, тобто утворює специфічну зв'язок між своїми білками і рецепторами клітини-хазяїна. Далі потрібно проникнути в саму клітину і передати їй свій генетичний матеріал. Деякі види переносять ще й білки. Після цього відбувається втрата капсида, і геномна нуклеїнова кислота вивільняється.

Після того як паразит потрапляє всередину клітини, починається збірка вірусних частинок і модифікація білка. І в підсумку вірус виходить з клітки. Навіть якщо він продовжує активно розвиватися, то може і не вбивати клітку, а продовжувати в ній жити.

Захворювання людини

Віруси біологія інтерпретує як нижчу прояв життя на планеті Земля. Одним з найпростіших вірусних захворювань людини є застуда. Проте дані паразити можуть викликати і дуже серйозні захворювання, такі як СНІД або пташиний грип.

Кожний вірус має певний механізм дії на свого господаря. Цей процес включає лізис клітин, який призводить до їх смерті. У багатоклітинних організмів при відмирання великої кількості клітин починає погано функціонувати весь організм. У багатьох випадках віруси можуть і не завдавати шкоди людському здоров'ю. У медицині це називається латентністю. Прикладом такого вірусу є герпес. Деякі латентні види здатні приносити користь. Часом їх присутність викликає імунну відповідь проти бактеріальних патогенів.

Деякі інфекції можуть бути хронічними або довічними. Тобто вірус розвивається, незважаючи на захисні функції організму.

Епідемії

Вірусна епідеміологія - це наука, яка вивчає, як контролювати передачу вірусних інфекцій серед людей. Передача паразитів може бути горизонтальною, тобто від людини до людині- або вертикальної - від матері до дитини.

Горизонтальна передача є найпоширенішим типом поширення вірусу серед людства.

Швидкість передачі вірусу залежить від декількох факторів: щільності популяції, кількості людей з поганим імунітетом, а також від якості медицини і погодних умов.

Захист організму

Види вірусів в біології, які можуть вплинути на людське здоров'я, незліченні. Найпершою захисною реакцією є вроджений імунітет. Його складають спеціальні механізми, які дають неспецифічний захист. Такий вид імунітету не здатний забезпечити надійну і довгу захист.

Коли у хребетних з'являється набутий імунітет, то виробляються спеціальні антитіла, які приєднуються до вірусу і роблять його безпечним.

Однак далеко не проти всіх існуючих вірусів утворюється набутий імунітет. Наприклад, ВІЛ постійно змінює амінокислотнихпослідовність, тому йде від імунної системи.

Лікування і профілактика

Віруси в біології - це дуже поширене явище, тому вчені вивели спеціальні вакцини, що містять «вбивчі речовини» для самих вірусів. Самою поширеним і дієвим методом боротьби є вакцинація, яка створює імунітет до інфекцій, а також противірусні препарати, які здатні вибірково інгібувати реплікацію вірусів.

Віруси і бактерії біологія описує в основному як шкідливих мешканців людського організму. В даний час за допомогою вакцинації можна побороти більше тридцяти вірусів, що оселилися в тілі людини, і ще більше - в організмі тварин.

Заходи профілактики проти вірусних захворювань слід проводити вчасно і якісно. Для цього людство має вести здоровий спосіб життя і намагатися всіма можливими способами підвищити імунітет. Держава ж повинна вчасно влаштовувати карантини і забезпечувати гарне медичне обслуговування.

Віруси рослин

Форми вірусів біологія розглядає найчастіше округлі і паличкоподібні. Таких паразитів досить велика кількість. У господарстві вони в основному впливають на врожайність, але позбавлятися від них економічно невигідно. Від рослини до рослини такі віруси поширюються за допомогою комах-переносників. Такі види не вражають людини або тварин, так як можуть розмножуватися тільки в рослинних клітинах.

Зелені друзі нашої планети теж можуть від них захищатися за допомогою механізму гена стійкості. Дуже часто рослини, уражені вірусом, починають виробляти такі противірусні речовини, як саліцилова кислота або оксид азоту. Молекулярна біологія вірусів займається вирішенням проблем поразки родючих рослин паразитами, а також змінює їх хімічно і генетично, що сприяє подальшому розвитку біотехнологій.

Штучні віруси

Види вірусів в біології численні. Особливо потрібно враховувати те, що вчені навчилися створювати штучних паразитів. Перший штучний вид був отриманий в 2002 році. У більшості позаклітинних агентів штучний ген, введений в клітку, починає проявляти інфекційні якості. Тобто в них міститься вся інформація, яка потрібна для утворення нових видів. Дана технологія широко застосовується для отримання антиінфекційних вакцин.

Можливість створювати віруси в штучних умовах може мати багато наслідків. Вірус не може повністю вимерти до тих пір, поки є чутливі до нього тіла.

Віруси - це зброя

На жаль, інфекційні паразити можуть створювати спустошливі епідемії, тому можуть використовуватися як біологічна зброя. Підтвердженням цього є іспанський грип, який був створений в лабораторних умовах. Іншим прикладом є віспа. Вакцина від неї вже знайдена, але, як правило, вакцинацію проходять тільки медичні працівники і військовослужбовці, це означає, що решта населення знаходиться в зоні потенційного ризику, якщо цей вид біологічної зброї буде застосований на практиці.

Віруси і біосфера

На даний момент позаклітинні агенти можуть "похвалитися" найбільшою кількістю особин і видів, що проживають на планеті Земля. Вони виконують важливу функцію, регулюючи чисельність популяцій живих організмів. Дуже часто вони утворюють з тваринами симбіоз. Наприклад, отрута деяких ос містить компоненти вірусного походження. Проте їх головною роллю в існуванні біосфери є життя в морі і океані.

В одній чайній ложці морської солі міститься приблизно мільйон вірусів. Їх основною метою є регуляція життя у водних екосистемах. Велика їх частина абсолютно нешкідливі для флори і фауни

Але це далеко не всі позитивні якості. Віруси регулюють процес фотосинтезу, тому збільшують процентний вміст кисню в атмосфері.