неклеточными формами жизни являются

Общая информация

Вирусы (от латинского определения «vira» — яд) — это микроскопические неклеточные частицы, патогены. Они виновники многих болезней у людей, животных и растений. Происхождение и их эволюционирование не изучено до конца. Исследователи предполагают, что они являются фрагментами клеток, которые, приспосабливаясь к паразитному образу жизни, потеряли, эволюционируя, все лишнее (функции, без которых организм способен выжить). Остался только нуклеиновый ингредиент и защитная белковая оболочка. Их открыл в 1892 году русский ученый Д. И. Ивановский, микробиолог, который изучал болезни табака.

Болезнями, которые провоцируют вирусы для человека являются корь, бешенство, грипп, ВИЧ и многие другие. Заболевания животных — ящур, бруцеллез, чума у свиней и птиц. А болезни растений, вызванные этим паразитом — табачная мозаика, огуречная мозаика и другие. Наросты и капы на деревья тоже представляют собой продукт вирусного происхождения.

Считается, что эта форма находится на границе живой и неживой материи. К живым их можно отнести, потому что они, как другие организмы имеют генетический материал и способны размножаются. А близость к неживым обуславливает отсутствие клеточной структуры. Размером вирусы очень малы — от 20 до 300 нм длиной, поэтому их не увидеть в оптический микроскоп.

Они могут иметь разный вид — сферический, нитевидный, палочковидный и т. д. А еще ввиду своего малого размера запросто проходят те фильтры, которые задерживают бактерии.

Жизнь вирусов

Ввиду особого строения, их существование тоже особенное. Оно представлено двумя формами:

Все вирусы еще отличаются от клеточных организмов тем, что имеют один из видов нуклеиновых кислот — ДНК или РНК, поэтому они неспособны самостоятельно синтезировать белок. А еще в них не идут обменные процессы и они не растут. Именно это является причиной того, что эти маленькие захватчики стремятся найти себе организм для использования ферментативных систем его клеток. Прикрепляясь к стенке или проникая внутрь клетки хозяина, этот паразит изменяет ее обмен веществ так, что клетка сама начинает создавать новые вирусные частицы. Клетка, как правило, погибает, а множество новых частиц вырываются на свободу.

В настоящее время известно о вирусах, которые размножаются, используя клетки растений, животных, грибов, бактерий. Тех что используют растения еще называют бактериофагами. Считается, что их открыл в начале ХХ века французско-канадский ученый-биолог Ф. Дерелль.

Вирусы, являясь паразитами, могут нанести непоправимый вред клетке-хозяину и вызвать ряд серьезных заболеваний. Такие заболевания плохо поддаются лечению, поскольку антибиотики на них не действуют — у этих возбудителей нет обмена веществ, который можно было бы подавить. Вакцины могут быть не всегда эффективны, поскольку вирус изменяется и приспосабливается. Химическая терапия, конечно, их угнетает, но может повредить и саму клетку.

Устройство патогенов

В устройство каждого вируса входят нуклеиновая кислота (РНК или ДНК) и белок. Заключено все это в белковую оболочку, называемую капсидом. Есть вирусы, которые обладают еще одной дополнительной оболочкой, образованной из «материала» хозяина, например, ВИЧ. Белковая оболочка-капсид очень симметрична и имеет красивую многогранную или спиральную форму.

Вирусные заболевания

Вирусы могут поражать живые организмы, вызывая различные заболевания и даже генные мутации. Тот, что вызывает ВИЧ, выводит из строя клетки, отвечающие за иммунитет организма, — лейкоциты. После того как он проникает в клетку, в ней образуется вирусная ДНК и встраивается в ДНК хозяина. Перепрограммированная клетка начинает делиться и количество зараженных лимфоцитов увеличивается. Поэтому для больных ВИЧ страшна любая инфекция.

Есть группа вирусов, которые, вживаясь в клетки организма, встраиваются в геном клетки и вызывают нарушения в генетике нормальных клеток. В результате здоровая клетка может переродиться в раковую. Наука предполагает, что примерно 15% опухолей у человека провоцируется вирусом.

Способы борьбы

Иммунитет — способность организма противостоять вирусам, болезнетворным организмам и чужеродным телам. Различают три вида иммунитета:

Функция иммунитета — защищать организмы от воздействия окружающей среды. Если иммунитет «отключится» на некоторое время, организм погибнет, «съеденный» различными патогенными клеточными и неклеточными организмами.

По численности вирусы являются одной из самых распространенных и самых старых органических материй на Земле. Они старше и многочисленней человечества. Число их таково, что подавляющее большинство видов не описано и не изучено, хотя микробиология активно этим занимается. О них пишут книги и снимают фильмы.

С вирусами тяжело бороться, потому что их эволюция происходит прямо на наших глазах. Мутируя, они становятся неуязвимы, и от этого возникают новые эпидемии и пандемии. Людям удалось уже победить некоторые вирусы, например, черную оспу, но на этом все не заканчивается.

Источник

Неклеточные формы жизни. Клеточные формы жизни

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Неклеточные формы жизни

1. Во всем многообразии организмов можно выделить две резко различающиеся группы форм жизни:

К неклеточным формам жизни относятся вирусы, которые проявляют жизнедеятельность только в стадии внутриклеточ­ного паразитизма. Благодаря своей незначительной величине вирусы могут проходить через любые фильтры, в том числе каолиновые, имеющие наиболее мелкие поры, поэтому перво­начально они назывались фильтрующимися вирусами.

Существование вирусов было доказано русским ботаником Д.И. Ивановским в 1892 г., но увидеть их удалось лишь намного позже. Большинство вирусов имеют субмикроскопические размеры, поэтому для изучения их строения пользуются элек­тронным микроскопом. Наиболее мелкие вирусы, например возбудитель ящура, немногим превышают молекулу яичного белка, но встречаются и крупные вирусы, такие, как возбуди­тель оспы, которые видны в световой микроскоп.

2. Зрелые частицы вирусов — вирионы, или вироспоры, — состоят:

• из белковой оболочки;

– нуклеокапсида, в котором сосредоточен генетический матери­ал. Он представлен нуклеиновой кислотой:

• одни вирусы содержат дезоксирибонуклеиновую (ДНК);

• другие — рибонуклеиновую кислоту (РНК).

На стадии вироспоры никакие проявления жизни не обнару­живаются. И в науке нет единого мнения о том, можно ли ви­русы на этой стадии считать живыми. Некоторые из вирусов могут кристаллизоваться наподобие неживого вещества, но, проникая в клетки чувствительных к ним организмов, прояв­ляют все признаки живого. Таким образом, вирусы представ­ляют собой своего рода мост, связывающий в единое целое мир организмов с неживым органическим веществом. Вироспора — лишь одна из стадий существования вируса. В жизненном цикле вирусов можно выделить следующие этапы’.

В период латентной стадии вирус как бы исчезает. Его не уда­ется выделить из клетки, но в этот период вся клетка синтези­рует необходимые для вируса белки и нуклеиновые кислоты, в результате чего образуется новое поколение вироспор.

3. Описаны сотни вирусов, вызывающих заболевания у растений, животных и человека. К числу вирусных заболеваний человека относятся:

Группа вирусов, приспособившаяся к паразитированию в клетках бактерий и не проявляющая свойств жизни вне этих клеток, по­лучила название фагов.

Основные характеристики фагов состоят в следующем:

Иногда проникновение фагов в клетку не сопровождается ли­зисом бактерии, а ДНК фага включается в наследственные структуры бактерии и передается ее потомкам. Это может про­должаться на протяжении многих поколений потомков бакте­риальной клетки, воспринявшей фаг. Такие бактерии получи­ли название лизогенных. Под влиянием внешних факторов, особенно лучистой энергии, фаг в лизогенных бактериях на­чинает проявлять себя, и бактерии подвергаются лизису. Эта особенность лизогенных бактерий сделала их обязательными “пассажирами” космических кораблей, где они служат индика­тором проникновения космической радиации в кабину корабля. Их используют также для изучения явлений наследственности.

Вопрос 14. Клеточные формы жизни

1. Основную массу живых существ составляют организмы, обла­дающие клеточной структурой. В процессе эволюции органического мира клетка оказалась единственной элементарной систе­мой, в которой возможно проявление всех закономерностей, характеризующих жизнь.

Организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две кате­гории:

Различия между прокариотами и эукариотами гораздо более существенны, чем между высшими растениями и животными.

2. Прокариоты — доядерные организмы — не имеют типичного яд­ра, заключенного в ядерную мембрану. Генетический материал находится у них в нуклеоиде и представлен единственной ни­тью ДНК, образующей замкнутое кольцо. Эта нить не приоб­рела еще сложного строения, характерного для хромосом, и называется гонофором. Деление клетки только амитотическое. В клетке прокариот отсутствуют:

К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, объединяемые общим термином “дробянки”. Клетка типичных дробянок покрыта оболочкой из целлюлозы. Дробянки играют существенную роль в круговороте веществ в природе:

• сине-зеленые водоросли — синтезаторы органического вещества;

• бактерии – минерализаторы органического вещества. Многие бактерии имеют медицинское и ветеринарное значение как возбудители инфекционных заболеваний.

3. Из организмов, имеющих клеточное строение, наиболее прими­тивны микоплазмы – бактериоподобные существа, ведущие паразитический или сапрофитный образ жизни. По размерам микоплазмы приближаются к вирусам. Самые мелкие клетки микоплазм крупнее вируса гриппа, но мельче вируса коровьей оспы. Если вирус гриппа имеет диаметр от 0,08 до 0,1 мкм, а вирус коровьей оспы — от 0,22 до 0,26 мкм, то диаметр мико­плазмы — возбудителя повального воспаления легких рогатого скота — колеблется от 0,1 до 0,2 мкм.

В отличие от вирусов микоплазма способна проявлять жизне­деятельность подобно организмам с клеточным строением. Эти бактериоподобные формы могут:

• самостоятельно расти и размножаться на синтетической среде;

• их клетка построена из сравнительно небольшого числа моле­кул (около 1200), но имеет полный набор макромолекул, ха­рактерных для любых клеток (белки, ДНК и РНК);

• клетка микоплазмы содержит около 300 различных ферментов.

По некоторым признакам клетки микоплазм стоят ближе к клеткам животных, чем растений. Они не имеют жесткой обо­лочки, окружены гибкой мембраной; состав липидов близок к таковому в клетках животных.

4. Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной.

Генетический материал сосредоточен преимущественно в хро­мосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Деление клеток митотическое. Из органелл у них имеются:

• пластиды. Эукариоты бывают:

Кроме того, эукариот принято делить на царства, которые от­личаются по ряду признаков, например по типу питания.

• царство растений. У большинства растений тип питания автотрофный;

• царство животных, для которых характерен гетеротрофный тип питания;

• царство грибов с сапрогетеротрофным типом питания.

Однако провести четкую грань между всеми растениями и все­ми животными не удается.

Разделение эукариот на три царства:

Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки

1. Характеристика прокариотических клеток

2. Характеристика эукариотических клеток

3. Основные формы эукариотических клеток

1. Основные характеристики прокариотических клеток состоят в следующем:

В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии), имеются различно структурированные крупные выпячивания мембра­ны — тилакоиды, по своей функции соответствующие пласти­дам эукариот. Эти же тилакоиды (или в бесцветных клетках — более мелкие выпячивания мембраны, а иногда даже сама плазматическая мембрана) в функциональном отношении за­меняют митохондрии.

Другие сложно дифференцированные выпячивания мембраны называют мезосомами; их функция неясна. Только некоторые органеллы прокариотической клетки гомологичны соответст­вующим органеллам эукариот. Для прокариот характерно на­личие муреинового мешка — механически прочного элемента клеточной стенки.

2. Средняя величина эукариотической клетки — около 13 мкм (большие колебания в размерах). Клетка разделена внутренни­ми мембранами на различные компартменты (реакционные пространства).

От протоплазмы (цитоплазмы) оболочкой из двух мембран от­граничены три вида органелл (пласты):

• пластиды (последние только у растений).

Пластиды служат главным образом для фотосинтеза, а мито­хондрии — для выработки энергии. Все пласты содержат ДНК в качестве носителя генетической информации.

Цитоплазма содержит различные органеллы, большей частью видимые только с помощью электронного микроскопа, в том числе рибосомы, которые имеются также в пластидах и мито­хондриях. Все органеллы лежат в матриксе (это та часть цито­плазмы, которая даже в электронном микроскопе представля­ется гомогенной).

3. Существуют три основные формы эукариотических клеток.

Источник

Биология

План урока:

Вирусы

История открытия и изучения вирусов начинается с 1852 года, когда впервые было доказано их существование.Открытие вирусов принадлежит ботанику Д.И.Ивановскому. Из растений табака, зараженных мозаичной болезнью, им был изготовлен инфекционный экстракт. Эту жидкость он пропустил через фильтр, удерживающий бактерии, однако раствор все равно хранил свои заразные свойства. Ивановский сделал вывод, что помимо бактерий есть еще организмы, способные вызывать различные инфекции.

Голландский ученый М.В. Бейеринк в 1898 году открыл вирус табачной мозаики, повторив эксперименты русского ботаника. Эти возбудители болезней получили название вирусы.

Спустя ряд лет был выявлен возбудитель ящура, который также не удерживался бактериальным фильтром. Открытие вируса ящера у животных в 1897 г принадлежит бактериологам Ф. Леффлеру и П. Фрошу.

На данное время эти существа объединяют в отдельное царство – Вирусы. Установлено свыше 400 представителей этого царства у различных организмов.

Вирусы очень мелкие, невидимые без светового микроскопа, размеры их могут быть 30-250 нм. Соответственно с целью изучения строения организма вируса применяется метод электронной микроскопии. Такие необычные формы живых существ как вирусы, имеют неклеточное строение. Однако, способны осуществлять свою жизнедеятельность исключительно в живых клетках.

По особенностям строения вирусы подразделяются на 2 группы: простые и сложные.

1. Простые вирусы имеют элементарное строение: белковая оболочка и капсид [1] с генетическим материалом. Наследственную информацию несет нуклеиновая кислота. Отдельные вирусы имеют РНК, а другие – ДНК. Зрелая частица вируса именуется вирион.

Самым первым стал известен вирус табачной мозаики, поэтому его структура исследована наиболее хорошо. Эта разновидность вируса имеет палочковидную пустотелую конфигурацию. Стенка построена из белка, а в полости есть молекула РНК в виде спирали. Верхняя мембрана предохраняет ее от воздействия плохих условий. Не дает она проникнуть также ферментам к нуклеиновой кислоте. Иначе произошел бы ее распад.

2. Сложное строение вируса обусловлено наличием добавочной липопротеидной оболочки, которая образуется из плазматической мембраны хозяйской клетки(т.е. он как бы встраивается внутрь клетки и использует материал мембраны для образования своей оболочки). Такая структура встречается у вирусов гриппа, герпеса, иммунодефицита человека, коронавируса.

Пока вирус не попал в клетку, он не имеет никаких проявлений активности жизненных процессов. Часто эти организмы могут встречаться в форме кристаллов, но, попав в живую структуру,тут же начинают активный процесс жизнедеятельности.

Цикл жизни многих вирусов идентичен. Начинается он с прикрепления к поверхности хозяина. Далее чужеродный организм внедряется в цитоплазму, трансформируясь в вакуоль, в этом виде он может доставляться к любым частям клетки. Именно с этого момента начинается размножение вируса в клетке. Дальнейший процесс сопровождается освобождение нуклеиновый кислоты от оболочки и внедрение ее в генный аппарат клетки-хозяина. Вирусный геном удваивается, начинается синтез белковых структур для образования капсида и происходит сборка нового вируса. После размножения РНК покрывается белковой оболочкой и становится новым вирусным элементом.Сложно устроенные вирусы должны приобрести еще дополнительную оболочку. Для этого они прикрепляются своей поверхностью к плазматической мембране клетки, которую они инфицировали, и используют ее материал для построения добавочной оболочки. Только после этого их жизненный цикл считается завершенным.При накоплении вирусов они активизируются и покидают инфицированную клетку.

Причем по окончании процесса размножения отдельные вирусы выходят из клетки полностью, ее разрушая, а иные отделяются при помощи почкования.

После этого начинается скрытый период жизни вируса – он будто пропадает. Его не удается увидеть либо обнаружить в клеточной структуре, однако в этот момент вся клетка производит нужные для вируса соединения, вследствие чего создается новое поколение вироспор.

Происхождение вирусов не совсем понятно.Одни исследователи представляют их первичными примитивными организмами, стоящими у истоков жизни. Однако мы знаем, что существовать вне клеточной структуры они не способны, поэтому и появиться раньше них не могли. По другим версиям, вирусы происходят от организмов, имевших более высокую организацию, но сильно упростившихся в связи с паразитированием. К примеру, некоторые одноклеточные организмы являются паразитами человека. Предположили, что в процессе эволюции отдельные экземпляры утратили свою клеточную структуру и приспособились к жизни в виде таких форм как вирусы. Наконец, существует и третья точка зрения, что вирусы являются группами генов или фрагментами других структур, обретших независимость существования.

Вирусы играют негативную роль в жизни всех организмов.Селясь в клетках живых созданий, они стимулируют развитие многих серьезных болезней. К примеру, у растений вирусы способствуют задержке роста, изменчивости листьев, возникновению полосок на лепестках цветов отдельных сортов тюльпанов.Пестролистность снижает декоративность тюльпанов, при этом уменьшается размер цветка, и растение через несколько лет может погибнуть.У сельскохозяйственных растений вирусные заболевания снижают урожайность и приводят к их гибели.

У животных и человека вирусы вызывают серьезные заболевания, которые нередко приводят к тяжелым последствиям.

Вирус иммунодефицита человека

Наиболее страшным считается вирусом иммунодефицита человека, вызывающий ВИЧ-инфекцию.

Завершающей стадией ВИЧ-инфекции считается СПИД – синдром приобретенного иммунодефицита человека. Инфекция, вызываемая вирусом иммунодефицита человека, поражает иммунную систему. При этом организм становится незащищенным от микроорганизмов, которые в обычных условиях не способствуют развитию болезни.

Изначально СПИД был отмечен на территории США в 1981г. Позднее, в 1983г., получилось обосновать, что он вызывается неведомым людским вирусом. На протяжении последующих лет вирус подробно изучался в лабораториях США и Франции.Открытие вируса иммунодефицита человека принадлежит ученым Люку Монтанье и Франсуазе Барр-Синусси.

Вирус иммунодефицита человека имеет сложное строение. Вирусная частица круглой формы покрыта внешней фосфолипидной оболочкой и внутренней – белковой мембраной. Внутри есть РНК, а также своеобразный фермент – обратная транскриптаза, позволяющий преобразовывать вирусную РНК в вирусную ДНК.

Жизненный цикл ВИЧ во многом схож с другими вирусами. Проникнув в клеточную структуру, вирионы ВИЧ распадаются. При этом высвобождается его РНК и фермент обратная транскриптаза. Данный фермент, используя вирусную РНК в качестве матрицы, синтезирует по ее подобию вирусную ДНК.

Подобная ДНК-копия проникает в ядро, встраивается в ее генетический аппарат и заставляет производить новые вирусные частицы. Объектом поражения вируса иммунодефицита человека являются лимфоциты – клетки иммунной системы.

Вирус иммунодефицита человека относится к ретровирусам и обладает значительной изменчивостью. Это не дает решить вопрос получения вакцины, а также препятствует осуществлению профилактики СПИДа.

Однако вирион не при всех условиях способен выживать. Гибель вируса наступает при повышении температуры до 56 0 С в течение 40 минут, а также при кипячении – в течение 2-6 минут. Воздействие дезинфекторов также приводит к гибели вириона. А вот ультрафиолетовые лучи и ионизирующая радиация никакой вред ему не причиняют.

До сих пор многие ученые задаются вопросом о происхождении инфекции вируса иммунодефицита человека. Хотя в современном мире известно, что источником инфекции бывает заболевший человек или вирусоноситель, не имеющий симптомов.

Заражение вирусом иммунодефицита человека происходит тремя путями. Познакомимся на рисунке.

Болезнь, вызванная вирусом иммунодефицита человека характеризуется продолжительным развитием в организме. Симптомы заболевания у взрослых могут не проявляться в течение 4 лет.

Существует версия, что ВИЧ способен оставаться в организме человека навсегда. Соответственно, больной человек может заражать других. Для того, чтобы избежать заражения ВИЧ-инфекцией, следует соблюдать основные меры профилактики.

Бактериофаги

Следует отметить вирусы бактерий – фаги, или бактериофаги. Эти вирусы приспособились к паразитированию в теле бактерий.

Обратимся к истории открытия этих вирусов.

В 1917 году французский ученый Ф. Д’Эреллем выращивал культуру бактерий и обратил внимание, что кто-то их разрушает. Они буквально на глазах набухали и лопались. Ученый исследовал «невидимого врага» и назвал его бактериофагом, то есть «пожирателем бактерий».

По своему строению бактериофаги сложнее вирусных форм.

Бактериофаги имеют головастикообразную форму, состоят из головки и хвоста. В составе головки бактериофага выделяется ДНК. Хвост представляет собой пустотелый цилиндр, покрытый оболочкой из сократительного белка. Завершается он пластинкой с шестью нитями, с помощью которых он прикрепляется к бактерии.

Жизненный цикл бактериофага начинается с прикрепления к клетки бактерий с помощью белковых нитей. Причем каждый бактериофаг проникает только в определенный тип бактериальных клеток. В зоне соприкосновения фаг растворяет клеточную оболочку, используя ферменты.

Затем головка сокращается, и молекула ДНК впрыскивается в клетку. В течение 15-20 минут после взаимодействия бактериофага с клеткой ее структура перестраивается. В результате бактерия начинает производить вирусную ДНК, а не свою. Завершается этот процесс появлением большого числа фаговых частиц и гибелью бактерии.

Иногда проникновение бактериофага не влечет за собой уничтожение клетки, при этом ДНК фага встраивается в наследственный материал бактерии и переходит ее потомкам. Этот процесс способен длиться значительное время, в течение множества поколений. Данный вид бактерий получили обозначение лизогенные.

Однако под влиянием внешних факторов, особенно лучистой энергии, фаг в таких бактериях активизируется и начинает уничтожать клетку. Такие типы бактерий используют для изучения наследственности на молекулярном уровне. Поэтому бактериофаги являются объектом изучения молекулярной биологии.

Цикл развития бактериофагов нашел применение для борьбы с болезнетворными бактериями. Из бактериофагов в 1930 году начали производить лекарственные препараты, которые эффективно применялись для лечения дизентерии и холеры.

Однако не всегда лечение бактериофагами оказывалось эффективным. Ученые сразу обратили внимание, что бактериофаги чувствительны каждый к своему виду бактерий. Поэтому для производства препарата сначала необходимо было определить возбудителя болезни.

С появлением антибиотиков бактериофаги утратили свое значение. Однако в настоящее время, с развитием молекулярной биологии, вновь начали проводить лечение бактериальных заболеваний с использованием фагов. Причем, появились бактерии, устойчивые к антибиотикам и лечение бактериофагами все чаще стало применяться в медицине.

Словарь

Капсид – это оболочка вируса, построенная из белковых молекул.

Источник