Из истории открытия
В конце $ХІХ$ века российский ученый Д. И. Ивановский занимался исследованиями болезней растений. Он с помощью специальных микробиологических фильтров пытался выделить возбудителя заболевания табака – листовой мозаики. Но фильтры с даже самым маленьким диаметром пор не могли его задержать. Отфильтрованный материал зараженого растения приводил к заболеванию здоровых. На основе этих опытов Ивановский предположил существование неизвестного науке организма, который значительно меньший по размеру, чем бактерии.
Все эти, незаметные в обычный микроскоп, организмы получили название вирусов (от латинского слова «virus» - «яд»). Но регулярное и тщательное изучение вирусов началось лишь в $30$-е годы $ХХ$ века, когда был изобретен электронный микроскоп.
Положение вирусов в системе органического мира
Вирусы нельзя отнести ни к растениям, ни к грибам, ни к животным, ни к бактериям. Они чрезвычайно мелкие. Они способны жить только в клетках живых организмов. Вне клеток животных и растений вирусы жить не могут. От других групп организмов вирусы отличаются отсутствием клеточного строения.
Вирусы – это, собствено, внутриклеточные паразиты. Вне клетки или вне организма они не проявляют признаков живого, характерных для других организмов. Только после проникновения в клетки и взаимодействия с их аппаратом синтеза белка, вирусные частички могут проявлять отдельные признаки живого – способность к размножению.
Поэтому вирусы считаются особыми, неклеточными формами жизни и объединяются в отдельное царство Вира (Vira).
Особенности строения и функционирования вирусов
Каждый вирус состоит из оболочки, которая окружает молекулу нуклеиновой кислоты. Эти нуклеиновые кислоты имеют различный вид: одиночной или двойной спирали, которые бывают линейными, кольцевыми или вторично скрученными. Молекула нуклеиновой кислоты является наследственным аппаратом вируса.
Размеры вирусных частичек у разных вирусов варьируют от $15$ до $2000$ нанометров. В зависимости от структуры и химического состава вирусы разделяют на простые и сложные.
У простых вирусов оболочка состоит из однотипных белковых образований (субъединиц). Простые вирусы имеют разную форму – палочкообразную, нитевидную, шарообразную.
Сложные вирусы покрыты дополнительной мембраной. Эта мембрана состоит из белков и липидов. Она может также содержать соединения, которые служат для распознавания специфических рецепторов на мембране клетки-хозяина и прикрепления к ней вирусной частицы. Вирусы способны длительное время существовать вне организма хозяина и выдерживать неблагоприятные условия среды: солнечный свет, очень низкие и высокие температуры (некоторые – даже кратковременное кипячение).
Стадии жизненного цикла вируса
Жизненные циклы у вирусов очень отличаются между собой. Но большинство вирусов проходит три стадии развития (три стадии вирусной инфекции).
- Первой стадией является адсорбция вируса на клеточной мембране и проникновение вируса в клетку.
- На второй стадии происходит угнетение синтеза клеточного белка и налаживание синтеза вирусных нуклеиновых кислот и вирусных белков с использованием ресурсов клетки-хозяина. Этот процесс носит название экспрессии и репликации вирусного генома. Собственно происходит размножение вируса в клетке и истощение клеточных ресурсов.
- На третьей стадии происходит собирание вирусов и выход их из клетки. Это сопровождается разрушением клеточной мембраны и гибелью клетки. Поэтому вирусные заболевания чрезвычайно опасны.
Значение вирусов
Вирусы, являясь внутриклеточными паразитами, вызывают заболевания живых организмов и, зачастую, их гибель. Но они могут приносить для человека и пользу. Человек может использовать вирусы для борьбы с болезнетворными бактериями, для биологической защиты растений. Последнее время проводятся исследование по применению вирусов в генной инженерии.
