Вирусы - на грани живого и неживого

Государственный университет управления

Институт туризма и развития рынка

Кафедра инновационного менеджмента

 

 

 

 

 

 

                     

 

 

                         Дисциплина: Естественно - научные основы инновационных технологий

Реферат

Тема: «Вирусы -  на грани живого и неживого»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                Выполнила:

                                                                                                                                Студентка 1 курса ИТиРР                                                                                                                                                                                          

                                                                                                                                Группы МО 1-2

                                                                                                                                 Грауле Ю.О.

                                                  

                                                                               Москва, 2011                                                     

Оглавление:

1. Введение: «Вирусы. Грань между живым и неживым .» (стр.3);
2. Происхождение и природа вирусов (стр.4);
3. Особенности вирусов:

а) Основные свойства вирусов(стр.6);

б) Строение (морфология) вирусов (стр.6);

в) Основные этапы взаимодействия вирусов с клеткой хозяина (стр.7);

г) Исходы взаимодействия вирусов с клеткой хозяина. Основные болезни, вызываемые вирусами(стр.10);

д) Репликация вирусов (стр.12);

е)Вирусы бактерий (бактериофаги) (стр.14) ;

ж) Свойства фагов и их практическое использование(стр.15).

       4. Классификация вирусов (стр.16):

             а) Сферические;

             б) Палочковидные;

             в) Кубоидалъные;

             г) Сперматозоидные;

             д) Пулевидные;

             е) Нитевидные.

        5. Борьба с вирусами (стр.18);

        6. Заключение(стр.19);

        7. Источники (стр.20).

 

 

 

Часть первая. Введение. Вирусы – грань между живым и неживым.

Сложную работу ведут ученые, изучающие мир бактерий и других микроорганизмов. Но неизмеримо сложнее труд исследователя вирусов. Уже много лет вирусы находятся под пристальным вниманием ученых, они изучаются всевозможными способами и интерес к вирусам из года в год только набирает обороты. Следует отметить одно из свойств вирусов — их   вездесущность. Они поражают человека, домашних и диких животных, сельскохозяйственные и дикие растения, простейших, бактерии, грибы и даже микроплазмы. И эти элементы далеко не всегда нейтральны по отношению к человеку и объектам его хозяйственной деятельности. Каждую секунду на земном шаре рождается 4 человека, в сутки—350 тыс., а за год — около 130 млн. Прирост населения за год составляет около 80 млн. Всех живущих подстерегают многочисленные болезни и в первую очередь различные инфекции, среди которых более 75% вызываются вирусами. Цифры заболеваемости по нашей стране показывают, что уже много лет первые четыре места среди всех инфекций уверенно держат четыре, уже знакомые вам вирусные болезни. Это, прежде всего, различные ОРЗ, затем грипп, далее следует гепатит и, наконец, корь. В масштабах мира эти цифры многократно увеличиваются, и поэтому, когда мы говорим о громадном вирусном бремени, которое несет современное человечество, мы не грешим против истины и не преувеличиваем опасности. В большей степени изучение вирусов необходимо для того, чтобы найти оптимальный способ борьбы с вирусными инфекциями. Вирусы окружают нас повсюду, куда бы мы не направились, всюду мы столкнёмся с этими созданиями природы.

Впервые существование вируса (как нового типа возбудителя болезней) доказал в 1892 году русский учёный Д. И. Ивановский. После многолетних исследований заболеваний табачных растений, в работе, датированной 1892 годом, Д. И. Ивановский приходит к выводу, что табачная мозаика вызывается «бактериями, проходящими через фильтр Шамберлана, которые, однако, не способны расти на искусственных субстратах».

Пять лет спустя, при изучении заболеваний крупного рогатого скота, а именно — ящура, был выделен аналогичный фильтрующийся микроорганизм. А в 1898 году, при воспроизведении опытов Д. Ивановского голландским ботаником М. Бейеринком, он назвал такие микроорганизмы «фильтрующимися вирусами». В сокращённом виде, это название и стало обозначать данную группу микроорганизмов.

В 1901 году было обнаружено первое вирусное заболевание человека — жёлтая лихорадка. Это открытие было сделано американским военным хирургом У. Ридом и его коллегами.

В 1911 году Фрэнсис Раус доказал вирусную природу рака — саркомы Рауса (лишь в 1966 году, спустя 55 лет, ему была вручена за это открытие Нобелевская премия по физиологии и медицине).

В последующие годы изучение вирусов сыграло важнейшую роль в развитии эпидемиологии, иммунологии, молекулярной генетики и других разделов биологии. Так, эксперимент Херши-Чейз стал решающим доказательством роли ДНК в передаче наследственных свойств. В разные годы еще как минимум шесть Нобелевских премий по физиологии и медицине и три Нобелевских премии по химии были вручены за исследования, непосредственно связанные с изучением вирусов.

В 2002 году в Нью-Йоркском университете был создан первый синтетический вирус (вирус полиомиелита).

Вирусы – это чрезвычайно необычный организм. Множество загадок, касающихся вирусов, до сих пор остаются неразгаданными. Основная из этих загадок – является ли вирус живым организмом.

Цель работы.

Цель моей работы заключается в том, чтобы изучить морфологию вируса, узнать о его происхождении, его свойствах, его взаимодействии с клеткой хозяина, о последствиях этого взаимодействия, о методах борьбы с вирусами и на основе всего этого сделать вывод – чего же больше в вирусах, живого или неживого.

 

 

 

Часть вторая. Происхождение и природа вирусов. Гипотезы происхождения вирусов.

 

На протяжении всего развития науки о вирусах были выдвинуты три основные гипотезы.

Согласно первой из них, вирусы являются потомками бактерий или других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную эволюцию. Согласно второй, вирусы являются потомками древних, доклеточных, форм жизни, перешедших к паразитическому способу существования. Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток.

Возможность дегенеративной эволюции была неоднократно установлена и доказана, и, пожалуй, наиболее ярким примером ее может служить происхождение некоторых клеточных органелл эукариотов от симбиотических бактерий. Например, можно считать установленным, что хлоропласты простейших и растений происходят от предков нынешних сине-зеленых бактерий, а митохондрии – от предков пурпурных бактерий. Поэтому такая возможность не исключена и для происхождения вирусов, особенно таких крупных, сложных и автономных, каким является вирус оспы.

Все же мир вирусов слишком разнообразен, чтобы признать возможность столь глубокой дегенеративной эволюции для большинства его представителей, от вирусов оспы, герпеса до реовирусов, не говоря уж о таких автономных генетических структурах, как плазмиды.

Разнообразие генетического материала у вирусов является одним из аргументов в пользу происхождения вирусов от доклеточных форм. Действительно, генетический материал вирусов "исчерпывает" все его возможные формы: одно - и двунитевые РНК и ДНК, их линейные, циркулярные и фрагментарные виды. И все же разнообразие генетического материала у вирусов скорее свидетельствует о полифилетическом происхождении вирусов, нежели о сохранении предковых доклеточных форм, геном которых эволюционировал по маловероятному пути от РНК к ДНК, от однонитевых форм к двунитевым и т.п.

Третья гипотеза 20-30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако именно она легко объясняет не только вполне очевидное полифилетическое происхождение вирусов, но и общность столь разнообразных структур, какими являются полноценные и дефектные вирусы, сателлиты и плазмиды. Из этой концепции также вытекает, что образование вирусов не явилось единовременным событием, а происходило многократно и продолжает происходить в настоящее время. В далекие времена, наряду с формированием клеточных форм, происходило образование и неклеточных, представленных вирусами - автономными, но клеточно-зависимыми генетическими структурами. Ныне существующие вирусы являются продуктами эволюции, как древнейших их предков, так и недавно возникших автономных генетических структур.

В 80-е годы 19 века на юге России табачные плантации подверглись грозному нашествию. Отмирали верхушки растений, на листьях появлялись светлые пятна, год от года число пораженных полей увеличивалось, а причина заболеваний неизвестна.

В Бессарабию и Украину была направлена экспедиция, в которую входили Д.И. Ивановский и В.В. Половцев.

В 1892 году Ивановский открыл новое царство живых существ. На поиски возбудителей болезни Ивановский потратил несколько лет. Он собирал факты, делал наблюдения, расспрашивал крестьян о симптомах болезни, и экспериментировал. Опыты показали, что дело не в составляющих растения – корневой системе, семенах, пыльце или цветках: болезнетворное начало поражает растения иным путём. Тогда молодой учёный ставит простой опыт. Он собирает больные листья, измельчает их и закапывает на участках со здоровыми растениями. Через некоторое время растения заболевают. Итак, путь от больного растения к здоровому найден. Возбудитель передаётся листьями, попавшими в почву, перезимовывает и весной поражает посевы. Но о самом возбудителе он так ничего и не узнал. Его опыты показали лишь одно, – нечто заразное содержится в соке. В эти годы ещё несколько учёных в мире бились над опознанием этого "нечто". А. Майер в Голландии предложил, что заразное начало – бактерии. Однако Ивановский доказал, что Майер ошибся, посчитав носителями болезни бактерии. Профильтровав заразный сок через тонкопористые фарфоровые фильтры, он осадил на них бактерии. Теперь бактерии удалены… но заразность сока сохранилась.

Итак, этот непонятный агент, вызывающий болезнь не размножается на искусственных средах, проникает сквозь самые тонкие поры, погибает при нагревании. Фильтруемый яд! Таким был вывод ученого. Но яд это – вещество, а возбудитель болезни табака был существом. Он отлично размножался в листьях растений.

Так Ивановский открыл новое царство живых организмов, самых мелких из всех живых и потому невидимых в световом микроскопе, проходящих сквозь тончайшие фильтры, сохраняющихся в соке годами и при этом не теряющих вирулентности.

Итак, как было выяснено, вирусы проходят через фильтры, задерживающие бактерии. Они не растут даже на самых сложных по составу питательных средах и развиваются только в живых организмах, что считалось основным критерием отличия развития вирусов от других микроорганизмов. Но были открыты бактерии, не развивающиеся на питательных средах - риккетсии и хламидии. Таким образом, живая клетка - единственная возможная среда обитания для вирусов, риккетсий, хламидий и некоторых простейших. Но сейчас выяснилось, что вирусы для своего размножения не нуждаются в целой клетке, им достаточно её одной определённой части.

Современные представления о вирусах складывались постепенно. После открытия их считали просто очень мелкими микроорганизмами, не способными расти на искусственных питательных средах. Вскоре после открытия вируса табачной мозаики была доказана вирусная природа ящура, а еще через несколько лет были открыты бактериофаги. Таким образом, были открыты три основные группы вирусов, поражающие растения, животных и бактерии.

 

 

                                     Часть третья. Особенности вирусов.

Основные свойства вирусов, по которым они отличаются от остального живого мира.

1.Ультрамикроскопические размеры (измеряются в нанометрах). Крупные  вирусы (вирус оспы) могут достигать  размеров 300 нм, мелкие- от 20 до 40 нм. 1мм=1000мкм, 1мкм=1000нм.

2.Вирусы содержат нуклеиновую  кислоту только одного типа- или ДНК (ДНК- вирусы) или РНК (РНК- вирусы). У всех остальных организмов геном представлен ДНК, в них содержится как ДНК, так и РНК.

3.Вирусы не способны к росту  и бинарному делению.

4.Вирусы размножаются путем  воспроизводства себя в инфицированной  клетке хозяина за счет собственной  геномной нуклеиновой кислоты.

5.У вирусов нет собственных  систем мобилизации энергии и  белок- синтезирующих систем, в связи с чем вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами.

6.Средой обитания вирусов являются  живые клетки- бактерии (это вирусы бактерий или бактериофаги), клетки растений, животных и человека.