Розділ «Тема 19. НЕКЛІТИННІ ФОРМИ ЖИТТЯ»

Віруси, їх хімічний склад, будова та відтворення

Віруси вивчає наука вірусологія. Засновником цієї науки вважається російський вчений Д. Й. Івановський (1864-1920), який, вивчаючи мозаїчне захворювання тютюну, відкрив у 1892 році раніше не відомі субмікроскопічні істоти. У 1898 році видатний голандський мікробіолог М. В. Бейєрінк підтвердив це відкриття і запропонував назвати збудника мозаїчної хвороби вірусом (лат. virus – отрута). У 1915 році англійський бактеріолог Ф. Туорт, а в 1917 році французький вчений Ф. д'Ерель, незалежно один від одного, відкрили віруси бактерій, названі Ф. д'Ерелем бактеріофагами ("пожирачі бактерій"). Особливого розвитку ця наука зазнала після того, як стало відомо, що такі небезпечні для людини захворювання, як грип, віспа, кір, ящур, сказ та інші зумовлені вірусною інфекцією. Систематичне вивчення вірусів почалося лише в 30-ті роки XX ст. – після винаходу електронного мікроскопа. В наступні роки вивчення вірусів відіграло важливу роль у розвитку епідеміології, імунології, молекулярної генетики та інших розділів біології. Основними напрямками досліджень сучасної вірусології є:

• вивчення властивостей вірусів людини, тварин, бактерій, рослин та інших організмів, особливостей їх взаємодії з клітиною, механізмів організації та реалізації геному вірусів;

• вивчення патогенезу вірусних інфекцій, механізмів ураження різних органів і систем;

• розроблення методів визначення вірусів і методів діагностики спричинюваних ними захворювань;

• вивчення закономірностей циркуляції вірусів у різних біоценозах;

• розроблення заходів боротьби з вірусними інфекціями та їх профілактики; .

• розроблення нових біотехнологій зі створення ефективних вакцинних препаратів тощо.

Вивчення вірусів допоможе зрозуміти їх значення в структурі живої природи та здійснити успішну профілактику й лікування вірусних хвороб.

Особливості будови й складу вірусів. Найсуттєвішими ознаками, які відрізняють віруси від інших організмів, є;

1. Відсутність клітинної будови, тому віруси є особливою групою неклітинних форм життя.

2. Дуже малі розміри, які вимірюються нанометрами. Розміри різних вірусів коливаються від 10 до 300 нм. Прикладом великих вірусів є вірус віспи, середніх розмірів – вірус грипу, малих розмірів – вірус енцефаліту.

3. Відносно простий хімічний склад. Прості віруси складаються з білків і одного виду нуклеїнової кислоти (РНК або ДНК, унаслідок чого розрізняють РНК- і ДНК-вмісні віруси). Складні віруси мають ще білки, ліпіди, вуглеводи та інші речовини. Крім названих компонентів, до складу всіх вірусів входять катіони металів. Білки вірусів поділяють на структурні та ферментні.

Д. Івановський

4. Різноманітність організації генетичного матеріалу. У клітинних організмів він має вигляд дволанцюгових молекул ДНК, а у вірусів ним можуть бути як молекули ДНК, так і молекули РНК. При цьому кожен з типів може перебувати у віріоні у формі подвійного або одинарного ланцюга.

5. Відносно проста будова. Прості віруси мають білкову оболонку – капсид з білкових частинок – капсомерів, і серцевину – нуклеїнову кислоту. Капсид складних вірусів виконує функції стабілізації геному, його захист від зовнішніх ушкоджень, а у простих вірусів, крім того, ще й рецепторну та ферментативну функції.

Структуру, яка містить нуклеїнову кислоту і капсид, називають нуклеокапсидом. Складні віруси можуть мати додаткові ліпопротеїдні оболонки, молекули глікопротеїдів (для розпізнавання специфічних рецепторів на поверхні оболонки клітини-хазяїна), ферменти тощо.

6. Відсутність власних білоксинтезуючих систем. Це визначає характер паразитизму вірусів – абсолютний внутрішньоклітинний паразитизм на молекулярно-генетичному рівні організації життя (віруси не можуть існувати без шкоди для клітини, хоча є й так звані непатогенні віруси, як то ендогенні віруси чи аденоасоційовані віруси).

7. Специфічність, яка полягає у можливості взаємодії вірусів лише з певними рецепторами клітинних мембран. Наприклад, вірус гепатиту паразитує в клітинах печінки, вірус грипу – в клітинах епітелію дихальних шляхів, вірус СНІДу – в Т-лімфоцитах тощо. Серед інших особливостей життєдіяльності багатьох вірусів (наприклад, збудника грипу) слід зазначити так званий антигенний дрейф – мутації, які виникають у збудника кожні 3-4 роки і полягають у заміні якоїсь ділянки гена. Значення цього процесу полягає у протидії специфічному імунітетові. Цікаво, що один вірус, потрапивши в організм людини, захищає його від проникнення інших вірусів, таке явище відоме під назвою інтерференції вірусів.