3. Wirusy – bezkomórkowe formy materii ożywionej

3. Wirusy – bezkomórkowe formy materii ożywionej
•
•
•
•
•
Wirus to bezkomórkowa forma materii żywej, zbudowany on jest z białka i kwasu nukleinowego.
Wirusy są nawet tysiąc razy mniejsze od bakterii.
Są pasożytami w organizmach prokariotycznych jak i eukariotycznych.
Wirusy nie przeprowadzając samodzielnie żadnych funkcji życiowych.
Pochodzenie wirusów nie jest znane.
3.1. Budowa wirionu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Wirion to pojedyncza kompletna jednostka wirusa. Jednostka ta składa się z materiału genetycznego i otoczki
białkowej, czyli kapsydu. [wirion = kapsyd 95% + genom 5%]
Wirion to zakaźna cząsteczka wirusa.
Kapsydy zbudowane są z mniejszych pojedynczych cząsteczek zwanych kapsomerami.
Materiał genetyczny danego wirusa (genon) jest zawsze jednorodny, tj. RNA albo DNA.
Twory te mogą mieć dwuniciowe oraz jednoniciowe DNA/RNA (z czym RNA dwuniciowe występuje rzadziej).
Niekiedy kapsydy wirusów posiadają białkowo-lipodową osłonkę (z tego samego materiału stworzona jest też
błona komórkowa).
Osłonka tworzy się z części błony komórkowej gospodarza oraz glikoprotein wirusa (rodzaj białek mających
wbudowane cząsteczki cukrowe).
Osłonki posiadają m.in. wirusy: grypy i HIV.
Kapsydy mogą przybierać wiele form, nadając w ten sposób kształt wirionowi.
Istnieją takie formy jak: wielościenne (bryłowe), pałeczkowate (spiralne) oraz bryłowo-spiralne.
Wirusy to bezwzględne pasożyty, których nie można hodować w sztucznych pożywkach.
Cechy wirusa:
Nawiązujących
do materii
martwej:
Nie namnaża się
poza komórkami
żywiciela.
Nie oddycha, nie
posiada enzymów
oddechowych.
Nie jest wstanie
zdobywać energii
– nie rośnie.
Nie porusza się –
całkowicie bierny
poza komórkami
żywiciela.
Czasem
przybiera
postać
krystaliczną.
Nawiązujących
do organizmów
żywych:
Przyswaja składniki
z otoczenia –
pasożyty.
Można go zniszczyć:
wysoka temperatura,
substancje
chemiczne denaturacja białka.
Jest wstanie
przeżyć śmierć
komórki
gospodarza;
podlega
reprodukcji.
Może ulegać
mutacją (np.
wirus grypy – co
sezon inny).
Ma zdolność
niezależnego
ewoluowania.
•
Podział wirusów ze względu na rodzaje komórek, które atakują: bakteriofagi, w.roślinne, w.zwierzęce.
•
Wirusy roślinne przechodzą z komórki na komórkę poprzez plazmodesmy.
3.2. Namnażanie się wirusów
•
•
Wirusy potrafią wnikać do żywych komórek i w nich się namnażać.
Wirusy atakują najczulszy punkt komórki gospodarza – DNA.
•
Po wszczepieniu kwasu nukleinowego wirusa w DNA komórki, komórka ta zaczyna wytwarzać elementy
składowe nowych wirionów.
Przykładem bakteriofaga atakującego komórkę Escherchi coli jest T4, który posiada dwuniciowe DNA.
Etapy infekcji (cykl lityczny – dla baktriofaga):
•
•
(1)Etap adsorpcji:
(2)Etap penetracji (wynikania):
Przyczepienie się faga (wirusa) do powierzchni bakterii.
Komórkę bakterii chroni ściana komórkowa, dlatego
wirion T4 ma u nasady ogonka specjalne białko
kurczliwe, które służy do przebicia ściany.
Przez kanaliki, które powstają, do cytoplazmy wstrzykiwane
jest tylko DNA, a pusty kapsyd pozostaje na zewnątrz
komórki. - kapsyd pozostaje tylko u bakteriofagów.
(3)Etap replikacji:
(4)Etap składania:
Wirusowy DNA przejmuje kontrole nad metabolizmem
komórki. Jej enzymy zaczynają wykonywać genetyczne
instrukcje wirusa dotyczące produkcji białek
kapsydowych oraz powielania wirusowego DNA w wielu
kopiach.
Gdy w komórce zaczyna być wystarczająco dużo białek
kapsydowych i wirusowego DNA, zaczynają się one
samorzutnie kompletować, dzięki czemu powstają nowe
wiriony, które mają identyczną informacje genetyczną i
budowę jak fag T4.
(5)Etap uwalniania:
Bakteria ulega rozerwaniu (lizie) wskutek samorzutnego wyniszczenia lub przez enzymy lityczne rozkładające ścianę
komórkową (kodowane przez DNA wirusowy). Nowe dojrzałe już wiriony mogą atakować kolejne komórki.
•
Cykl lizogeniczny: czasem wirusowy DNA może zostać wklejony w materiał genetyczny gospodarza. Kiedy
DNA bakteriofaga znajduję się już w DNA bakterii, to wirus przechodzi w formę prowirusa, czyli formę
•
uśpioną. W takiej postaci zostaje ona przekazywany do potomnych komórek, zainfekowanej komórki. Kiedy
komórki gospodarza osłabną pod wpływem np. promieniowania UV, temperatury. Prowirus może z powrotem
przyjąć formę zjadliwą i doprowadzić do lizy komórki (wyniszczenia), przechodzi więc w cykl lityczny.
Powielanie się wirusów nazywane jest namnażaniem lub cyklem reprodukcyjnym, ponieważ twory
potomne mają określony wzorzec genetyczny. Czasem jednak dochodzi do drobnych zmian na przykład w
ułożeniu się białek kapsydowych, te zmiany zachodzą najczęściej u wirusów posiadających RNA.
3.3. Systematyka wirusów
•
•
•
Klasyfikacja wirusów ma charakter sztuczny, ponieważ ich pochodzenie jest niejasne.
W klasyfikacji bierze się pod uwagę: wielkość i kształt wirionu, rodzaj materiału genetycznego oraz typ
komórki, które atakują.
Wirusy podzielone na zasadzie typu komórek które atakują:
Bakteriofagi Przybierają kształty złożone (buławkowate), pałeczkowe lub wielościenne. Najczęściej ich m.
(fagi):
genetycznym jest DNA. Umieją same uszkodzić ścianę komórkową bakterii, po czym do komórki wnika
jedynie m. genetyczny wirusa – kapsyd pozostaje na zewnątrz. Fagi to najczęściej wirusy
wyspecjalizowane w atakowaniu jednego gatunku bakterii np. T4 atakuje Escheriche coli.
Wirusy
roślinne:
Przybierają kształt pałeczkowaty. Ich m. genetycznym jest prawie zawsze RNA. Żeby dostać się do
komórki ofiary muszą zaczekać aż ściana zostanie uszkodzona, np. wskutek uderzania owada, ponieważ
same nie potrafią jej uszkodzić. Objawami zainfekowania rośliny jest: mozaikowatość liści, nekrozje
(plamki martwej tkanki), kędzierzawienie (zwijanie się liści), narośla rakowe (nienaturalny przyrost
tkanki). Rodzaj wirusa określa się poprzez objawy rośliny np. wirus mozaiki tytoniu, wirus
kędzierzawienia pomidorów.
Wirusy
zwierzęce:
Przybierają zróżnicowane kształty, często wielościenne. Ich m. genetycznym jest DNA (ospy,
różyczki) oraz RNA (grypa, HIV, świnka). Bywają bardzo wyspecjalizowane, atakują konkretne narządy
(wirus żółtaczki zakaźnej (RNA) atakuje tylko komórki wątroby). Mogą się przenosić do organizmów
drogą powietrzną lub za pomocą wektorów, czyli owadów krwiopijnych, pajęczaków, much.
•
Do komórki zwierzęcej i roślinnej wiriony wnikają w całości, następnie enzymy wydzielane przez komórkę,
spalają białko, i m. genetyczny zostaje uwolniony.
Niektóre choroby wirusowe zwierząt i człowieka
•
Choroby wywoływane przez wirusy:
Wścieklizna:
Choroba przenoszona między zwierzętami w bezpośrednim kontakcie. Wirus rozwija się w mózgu,
co powoduje śmierć w ciągu kilkunastu dni.
Pryszczyca:
Choroba bydła oraz parzystokopytnych, objawem jest owrzodzenie pyska i racic(kopyt). Wirus łatwo
przenosi się podczas kontaktu bezpośredniego oraz za pośrednictwem owadów.
Nosówka:
Choroba ssaków drapieżnych, RNA-wirusa rozwija się w płucach, przewodzie pokarmowym lub
mózgu. Nieleczenie nosówki często równa się ze śmiercią zwierzęcia.
Myksomatoza:
Śmiertelna choroba atakująca wyłącznie króliki, poraża ich układ nerwowy.
AIDS:
Zespół nabytego niedoboru odporności. Chorobę tę wywołuje wirus HIV, atakowane są białe krwinki
człowieka. Przenosi się drogą płciową bądź za pośrednictwem zakażonej krwi. Prowadzi do śmierci
na skutek rozwoju chorób, które nie mogą być zwalczane.
Żółtaczka
zakaźna:
Występuje w kilku odmianach. „A”przenosi się drogą pokarmową, a „B” przenosi się przez kontakt z
zakażoną krwią. Prowadzi do uszkodzenia wątroby, a czasem też do śmierci.
Zapalenie opon
mózgowych:
Wywoływane jest przez wiele rodzajów wirusów poprzez zakażenie się drogą bezpośrednią lub za
pośrednictwem kleszczy.
Grypa:
Wywoływana jest przez trzy podstawowe typy wirusów: A, B, C. Bywa mylona z przeziębieniami
(nieżytami), ma jednak od nich poważniejszy przebieg i niekiedy może doprowadzić do śmiertelnych
powikłań.
•
Do chorób wirusowych należą także: gorączka krwotoczna (wirus Ebola), SARS (ciężki, ostry zespół
oddechowy), odra, ospa wietrzna, świnka, różyczka, paraliż dziecięcy.
3.4. Inne bezkomórkowe czynniki chorobotwórcze
Wiroidy i priony
•
Wiroid to twór organiczny – chorobotwórczy, uważany jest za wirusa pozbawionego kapsydu. Jego
materiałem genetycznym jest jednorodne RNA. Wywołuje choroby ziemniaków i owoców cytrusowych.
•
Prion to cząsteczka białka odpornego na wysoką temperaturę, mogąca się przenosić z organizmu do
organizm, w jakiś sposób ulega powieleniu. Powodują choroby centralnego układu nerwowego bydła
(choroba „szalonych krów”), owiec, a także człowieka (choroba Creutzfeldta-Jacoba).