Неклеточные формы жизни — вирусы

Вирусы были открыты в 1892 г. русским биологом Д.И. Ивановским, ставшим основоположником вирусологии. Они являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой материей. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых организмов только попав внутрь клетки.

Отличия вирусов от неживой природы:

  1. способность к размножению;
  2. наследственность и изменчивость.

Отличия вирусов от клеточных организмов:

  1. не имеют клеточного строения;
  2. не происходит обмен веществ и энергии (метаболизм);
  3. могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
  4. не увеличиваются в размерах (не растут);
  5. размножаются особым способом;
  6. имеют только одну нуклеиновую кислоту либо ДНК, либо РНК.

Размеры вирусов от 20 до 300 нм. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки — капсида. Более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.

Вирусы существуют в двух формах: внеклеточной {покоящейся), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной (репродуцирующей), когда осуществляется размножение вирусов. Вне клеток вирусные частицы — вирионы — устойчивы к высушиванию, высоким дозам радиации, низким температурам. Они погибают при воздействии дезинфицирующих средств, облучении ультрафиолетом.

При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки. Вирусы, паразитирующие на бактериях — бактериофаги — как правило, не попадают внутрь клетки полностью, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.

Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых формируются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются, и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает. Так, у вируса гриппа за 30 ч проходит пять-шесть циклов с продуцированием более 100 вирусных частиц в каждом. При заражении некоторыми вирусами клетки не разрушаются, а начинают усиленно делиться, часто образуя злокачественные опухоли.

Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Первым был открыт вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.