Wirusy (biologia rozszyfrowuje znaczenie tego terminu w następujący sposób) to czynniki zewnątrzkomórkowe, które mogą się rozmnażać tylko przy pomocy żywych komórek. Ponadto są w stanie zarażać nie tylko ludzi, rośliny i zwierzęta, ale także bakterie. Wirusy bakteryjne nazywane są bakteriofagami. Nie tak dawno odkryto gatunki, które wzajemnie się zadziwiają. Nazywa się je „wirusami satelitarnymi”.
Funkcje ogólne
Wirusy są bardzo liczną formą biologiczną, ponieważ istnieją w każdym ekosystemie na Ziemi. Bada je taka nauka jak wirusologia - dział mikrobiologii.
Każda cząsteczka wirusa ma kilka składników:
- dane genetyczne (RNA lub DNA);
- kapsyd (osłonka białkowa) - pełni funkcję ochronną;
Wirusy mają dość zróżnicowany kształt, od najprostszej spirali do dwudziestościanu. Standardowe rozmiary to około jednej setnej wielkości małej bakterii. Jednak większość okazów jest tak mała, że nie widać ich nawet pod mikroskopem świetlnym.
Z natury wirusy są pasożytami i nie mogą się rozmnażać poza żywą komórką. Ale będącpoza celą, przestań pokazywać żywe znaki.
Rozprzestrzenianie się na kilka sposobów: wirusy żyjące w roślinach są przenoszone przez owady żywiące się sokami z trawy; Wirusy zwierzęce są przenoszone przez owady wysysające krew. U ludzi wirusy są przenoszone na wiele sposobów: poprzez kropelki w powietrzu, kontakty seksualne i transfuzje krwi.
Pochodzenie
Wirusy (biologia ma ogromną liczbę gatunków) mają kilka hipotez pochodzenia. Pasożyty te zostały znalezione na każdym milimetrze planety, na której znajdują się żywe komórki. Dlatego istnieją od początku życia.
W naszych czasach istnieją trzy hipotezy dotyczące pochodzenia wirusów.
- Hipoteza pochodzenia komórkowego mówi, że czynniki zewnątrzkomórkowe wyłoniły się z fragmentów RNA i DCH, które mogą zostać uwolnione z większego organizmu.
- Regresywna hipoteza pokazuje, że wirusy były małymi komórkami pasożytniczymi u większych gatunków, ale z czasem utraciły geny potrzebne do pasożytniczego istnienia.
- Hipoteza koewolucji sugeruje, że wirusy powstały w tym samym czasie, w którym pojawiły się żywe komórki, czyli już miliardy lat temu. I pojawiły się w wyniku budowy złożonych kompleksów kwasów nukleinowych i białek.
Krótko o wirusach (o biologii tych organizmów nasza baza wiedzy niestety jest daleka od doskonałości) możesz przeczytać w tym artykule. Każda z powyższych teorii ma swoje wady.i niesprawdzone hipotezy.
Wirusy jako forma życia
Istnieją dwie definicje formy życia wirusów. Według pierwszej, czynniki zewnątrzkomórkowe to kompleks cząsteczek organicznych. Druga definicja mówi, że wirusy są szczególną formą życia.
Wirusy (biologia implikuje pojawienie się wielu nowych typów wirusów) są określane jako organizmy z pogranicza żywych. Są podobne do żywych komórek pod tym względem, że mają własny, unikalny zestaw genów i ewoluują w oparciu o metodę doboru naturalnego. Mogą też się rozmnażać, tworząc kopie samych siebie. Ponieważ wirusy nie mają struktury komórkowej, naukowcy nie uważają ich za żywą materię.
Aby zsyntetyzować własne cząsteczki, czynniki zewnątrzkomórkowe potrzebują komórki gospodarza. Brak własnego metabolizmu nie pozwala im rozmnażać się bez pomocy z zewnątrz.
Jednak w 2013 roku opublikowano artykuł naukowy, że niektóre bakteriofagi mają własny adaptacyjny układ odpornościowy. A to kolejny dowód na to, że wirusy są formą życia.
Klasyfikacja wirusów B altimore
Czym są wirusy, biologia opisuje wystarczająco szczegółowo. David B altimore (laureat Nagrody Nobla) opracował swoją klasyfikację wirusów, która nadal jest sukcesem. Ta klasyfikacja opiera się na tym, jak powstaje mRNA.
Wirusy muszą tworzyć mRNA z własnych genomów. Ten proces jest niezbędny do samodzielnej replikacji kwasu nukleinowego itworzenie białka.
Klasyfikacja wirusów (biologia uwzględnia ich pochodzenie), według B altimore, wygląda następująco:
- Wirusy z dwuniciowym DNA bez etapu RNA. Należą do nich mimiwirusy i herpewirusy.
- Jednoniciowy DNA z dodatnią polaryzacją (parwowirusy).
- Dwuniciowy RNA (rotawirusy).
- Jednoniciowy RNA o dodatniej polarności. Przedstawiciele: flawiwirusy, pikornawirusy.
- Jednoniciowa cząsteczka RNA o podwójnej lub ujemnej polaryzacji. Przykłady: filowirusy, ortomiksowirusy.
- Jednoniciowy pozytywny RNA, a także obecność syntezy DNA na matrycy RNA (HIV).
- Dwuniciowy DNA i obecność syntezy DNA na matrycy RNA (zapalenie wątroby typu B).
Czas życia
Przykłady wirusów w biologii można znaleźć prawie na każdym kroku. Ale dla wszystkich cykl życia przebiega prawie tak samo. Bez struktury komórkowej nie mogą się rozmnażać przez podział. Dlatego używają materiałów znajdujących się w komórkach gospodarza. W ten sposób reprodukują dużą liczbę swoich kopii.
Cykl wirusa składa się z kilku zachodzących na siebie etapów.
Na pierwszym etapie wirus jest dołączony, to znaczy tworzy specyficzne połączenie między swoimi białkami a receptorami komórki gospodarza. Następnie musisz przeniknąć do samej komórki i przenieść do niej swój materiał genetyczny. Niektóre gatunki tolerują również białka. Następnie następuje utrata kapsydu i genomowego kwasu nukleinowegowydany.
Gdy pasożyt dostanie się do komórki, rozpoczyna się montaż cząsteczek wirusa i modyfikacja białek. Wreszcie wirus opuszcza komórkę. Nawet jeśli nadal aktywnie się rozwija, może nie zabić komórki, ale nadal w niej żyć.
Choroby ludzkie
Biologia interpretuje wirusy jako najniższą manifestację życia na planecie Ziemia. Przeziębienie jest jedną z najprostszych ludzkich chorób wirusowych. Jednak te pasożyty mogą również powodować bardzo poważne choroby, takie jak AIDS lub ptasia grypa.
Każdy wirus ma określony mechanizm działania na swoim gospodarzu. Proces ten obejmuje lizę komórek, co prowadzi do ich śmierci. W organizmach wielokomórkowych, gdy umiera duża liczba komórek, cały organizm zaczyna słabo funkcjonować. W wielu przypadkach wirusy mogą nie szkodzić zdrowiu ludzkiemu. W medycynie nazywa się to latencją. Przykładem takiego wirusa jest opryszczka. Niektóre gatunki utajone mogą być korzystne. Czasami ich obecność wyzwala odpowiedź immunologiczną przeciwko patogenom bakteryjnym.
Niektóre infekcje mogą być przewlekłe lub trwać całe życie. Oznacza to, że wirus rozwija się pomimo ochronnych funkcji organizmu.
Epidemie
Epidemiologia wirusów to nauka badająca sposoby kontrolowania przenoszenia infekcji wirusowych u ludzi. Przenoszenie pasożytów może być horyzontalne, to znaczy od osoby do osoby; lub pionowe - od matki do dziecka.
Przekładnia pozioma jest najbardziejpowszechny typ wirusa rozprzestrzeniający się wśród ludzkości.
Częstość przenoszenia wirusa zależy od kilku czynników: gęstości zaludnienia, liczby osób o słabej odporności, a także jakości leków i warunków pogodowych.
Ochrona ciała
Rodzaje wirusów w biologii, które mogą wpływać na ludzkie zdrowie, są niezliczone. Pierwszą reakcją ochronną jest odporność wrodzona. Składa się ze specjalnych mechanizmów, które zapewniają niespecyficzną ochronę. Ten rodzaj odporności nie jest w stanie zapewnić niezawodnej i długotrwałej ochrony.
Kiedy kręgowce rozwijają odporność nabytą, wytwarzane są specjalne przeciwciała, które przyczepiają się do wirusa i czynią go nieszkodliwym.
Jednak nie wszystkie istniejące wirusy tworzą nabytą odporność. Na przykład wirus HIV stale zmienia sekwencję aminokwasową, więc unika układu odpornościowego.
Leczenie i zapobieganie
Wirusy w biologii są bardzo powszechnym zjawiskiem, dlatego naukowcy opracowali specjalne szczepionki zawierające „substancje zabójcze” dla samych wirusów. Najpopularniejszą i najskuteczniejszą metodą kontroli są szczepienia, które tworzą odporność na infekcje, a także leki przeciwwirusowe, które mogą selektywnie hamować replikację wirusów.
Biologia opisuje wirusy i bakterie głównie jako szkodliwych mieszkańców ludzkiego ciała. Obecnie za pomocą szczepień można pokonać ponad trzydzieści wirusów, które zadomowiły się na świecie.ludzkie ciało, a nawet więcej - w ciele zwierząt.
Środki profilaktyczne przeciwko chorobom wirusowym powinny być przeprowadzane terminowo i z zachowaniem wysokiej jakości. Aby to zrobić, ludzkość musi prowadzić zdrowy tryb życia i próbować w każdy możliwy sposób zwiększyć odporność. Państwo powinno na czas zorganizować kwarantannę i zapewnić dobrą opiekę medyczną.
Wirusy roślin
Formy wirusów, które biologia uważa za najczęściej zaokrąglone i w kształcie pręcików. Takich pasożytów jest całkiem sporo. W gospodarstwie wpływają głównie na plon, ale pozbycie się ich nie jest ekonomicznie opłacalne. Z rośliny na roślinę takie wirusy są przenoszone przez wektory owadów. Takie gatunki nie zarażają ludzi ani zwierząt, ponieważ mogą rozmnażać się tylko w komórkach roślinnych.
Zieloni przyjaciele naszej planety mogą również chronić się przed nimi za pomocą mechanizmu genu odporności. Bardzo często rośliny dotknięte wirusem zaczynają wytwarzać substancje przeciwwirusowe, takie jak kwas salicylowy czy tlenek azotu. Biologia molekularna wirusów zajmuje się problemem pasożytniczej inwazji roślin płodnych, a także zmienia je chemicznie i genetycznie, co przyczynia się do dalszego rozwoju biotechnologii.
Sztuczne wirusy
Rodzaje wirusów w biologii są liczne. Szczególnie należy wziąć pod uwagę fakt, że naukowcy nauczyli się tworzyć sztuczne pasożyty. Pierwszy sztuczny gatunek uzyskano w 2002 roku. W przypadku większości środków zewnątrzkomórkowych sztuczny gen wprowadzony do komórkizaczyna wykazywać cechy zakaźne. Oznacza to, że zawierają wszystkie informacje potrzebne do powstania nowych gatunków. Technologia ta jest szeroko stosowana do produkcji szczepionek przeciwinfekcyjnych.
Zdolność do tworzenia wirusów w sztucznych warunkach może mieć wiele implikacji. Wirus nie może całkowicie wyginąć, dopóki istnieją ciała na niego wrażliwe.
Wirusy to broń
Niestety zakaźne pasożyty mogą wywoływać niszczycielskie epidemie, więc mogą być używane jako broń biologiczna. Potwierdza to hiszpańska grypa, która powstała w laboratorium. Innym przykładem jest ospa. Odkryto już na to szczepionkę, ale z reguły szczepieni są tylko pracownicy medyczni i personel wojskowy, co oznacza, że reszta populacji jest narażona na potencjalne ryzyko, jeśli ten rodzaj broni biologicznej zostanie użyty w praktyce.
Wirusy i biosfera
W tej chwili czynniki pozakomórkowe mogą "pochwalić się" największą liczbą osobników i gatunków żyjących na planecie Ziemia. Pełnią ważną funkcję regulując liczebność populacji organizmów żywych. Bardzo często tworzą symbiozę ze zwierzętami. Na przykład jad niektórych os zawiera składniki pochodzenia wirusowego. Jednak ich główną rolą w istnieniu biosfery jest życie w morzu i oceanie.
Jedna łyżeczka soli morskiej zawiera około miliona wirusów. Ich głównym celem jest regulowanie życia w ekosystemach wodnych. Większość z nich jest całkowicie nieszkodliwa dla flory i fauny
Ale to nie wszystkie pozytywne cechy. Wirusy regulują proces fotosyntezy, zwiększając w ten sposób procentową zawartość tlenu w atmosferze.
