Неклеточные формы жизни (вирусы)

Вирусы открыл Д.И. Ивановский в 1892 г при изучении мозаичной болезни листьев табака. Вирусы представляют собой частицы, состоящие из белковой капсулы (капсида) и заключенной в нее нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. Вне клетки вирусы не проявляют признаков жизни и называются вирионом. Они способны размножаться только после попадания их нуклеиновой кислоты в клетку. Нуклеиновая кислота вируса используя ферментные системы клетки, способна реализоваться, синтезировать белки и образовывать новые вирусные частицы. Вирусы вызывают инфекционные заболевания у растений, животных и человека. Размеры их колеблются в границах от 20 до 300 нм.

Отдельную группу составляют вирусы бактерий – бактериофаги или фаги, которые обуславливают лизис (растворение) бактерий (рис.2.1.).

Бактериофаги используют в исследованиях по генетике и молекулярной биологии, в диагностике инфекционных заболеваний, определении бактерий. Препараты бактериофагов используют для профилактики и лечения некоторых инфекционных болезней.

Рис.2.1. Схема строения вируса (а) и бактериофага (б); 1— нуклеиновая кислота; 2 — белковая оболочка; 3 — полый стержень; 4 — базальная пластинка; 5 — отростки (нити).

 

Неканонические вирусы (субвирусные агенты).

Вироиды – инфекционные агенты, которые вызывают некоторые заболевания у растений. По химической природе они являют собой небольшие молекулы РНК из 200- 400 нуклеотидов. РНК вирионов не кодирует белков. Однако они способны реплицироваться в живой клетке, используя ее ферментные системы. Вироиды могут изменятся и приспосабливаться к условиям существования. Они устойчивы к нагреванию, облучению, действия формалина, нуклеаз, противовирусных препаратов.

Существует мнение, что вироиды являют собой небольшие интронные участки про-РНК вырезанные в процессе сплайсинга, которые приобрели способность к репликации (так называемые «беглецы-интроны»).

 

Прионы

Прионы – это белковые молекулы, которые способны паразитировать в клетках человека и животных, вызывая ряд нейродегенеративных заболеваний. Открыты американским биологом Стенли Прузинером в 1982 г.

Прионы не содержат нуклеиновых кислот и, таким образом, отличаются от всех известных микроорганизмов, таких как бактерии, грибки, вирусы и вирусоподобные частицы.

Белок – прион обозначается как PrPsc. Он гомологичен обычному клеточному белку – PrPc, который находится в клетках нервной системы, некоторых тканей и лимфоцитах. PrPsc и PrPc имеют одинаковую первичную структуру, но различаются по вторичной и третичной структурах. Они кодируются геном PrP весьма сходным у всех млекопитающих. Ныне известно 18 мутаций человеческого гена PrP, которые связаны с различными прионовыми болезнями.

Прионы образуются путем посттрансляционной модификации нормального клеточного белка PrPс, при его встрече с молекулой PrPsc. Молекула PrPс, сталкиваясь с молекулой PrPsc, меняет свою конфигурацию и становится инфекционной. Таким образом единичный прион превращает полипептиды клетки с близкой ему структурой в свое подобие.

Все прионы имеют высокую инфекционность. Они устойчивы к различным физико-химическим воздействием: кипячению в течении 30-60 мин., высушиванию, замораживанию, химической обработке спиртами, формальдегидом, кислотами, УФ-облучению, гамма-облучению. Поэтому их очень тяжело инактивировать, обезвредить.

Для прионов не существует видового барьера, они имеют длительный инкубационный период. Инкубационный период, например, возбудителя бешенства крупного рогатого скота (губчатой энцефалопатии) - 6 лет.

Человек может быть инфицирован прионами двумя способами:

1. Наследственная передача по Менделю (аутосомно-доминантный тип наследования через предварительную генную ауторепликацию инфекционного агента).

2. При употреблении мяса, а также при медицинских манипуляциях (прививках, операциях, пункциях).

Прионы в настоящее время интенсивно изучаются. Причиной столь пристательного внимания является не только теоретический интерес, но и неизлечимость прионовых болезней на сегодняшний день. Однако в природе прионовых болезней еще много неясного.

Профилактика прионовых болезней предусматривает:

- ограничение использования лечебных препаратов животного происхождения;

- остановка производства гормонов гипофиза животных;

- усиление контроля при трансплантации тканей;

- использование резиновых перчаток при работе с биологическими жидкостями больных.

 

Клеточные формы жизни