Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 62. Вірусні захворювання

Поміркуйте

  • Існує думка, що віруси не можна вважати живими організмами. Чи можна з цим погодитися?

Згадайте

  • Неклітинні форми життя
  • Властивості живого
  • Імунна система
  • Шляхи передачі

Віруси

Віруси — це паразитичні неклітинні системи, здатні розмножуватися в живих клітинах. Вивчення вірусів було розпочато 1892 року Д. Й. Івановським, який з'ясував, що збудник тютюнової мозаїки не росте на поживних середовищах і проходить крізь бактеріальні фільтри.

Характерними особливостями вірусів є наявність у них лише одного типу нуклеїнової кислоти (залежно від виду віруса, це може бути ДНК або РНК) і відсутність у них власних систем синтезу білків та перетворення енергії (мал. 62.1). Через це віруси не можуть розмножуватися самостійно і є внутрішньоклітинними паразитами. Наразі описано вже більше п'яти тисяч видів вірусів, які уражають представників усіх царств живої природи.

Мал. 62.1. Будова вірусу грипу

Життєвий цикл вірусів

Як ви вже знаєте, життя вірусу можна поділити на дві головні фази. В одній із них він існує у вигляді віріона поза клітинами живих організмів, а в іншій — усередині живих клітин. У формі віріона віруси не здатні до росту й розмноження та підтримання гомеостазу. Але в цьому стані вони можуть перетворюватися на кристали, що не є характерним для живих організмів. Головне завдання віріона — знайти потрібну клітину і проникнути до неї. Здійснюватися це може як шляхом простого механічного переносу (наприклад, повітряно-крапельний шлях передачі вірусу грипу), так і з допомогою посередників (наприклад, перенесення вірусів рослин за допомогою попелиць).

Вірус виявляє потрібну клітину (упізнає її за специфічними рецепторами, які розташовані на мембрані) та проникає в її цитоплазму (мал. 62.2). Після потрапляння в цитоплазму вірус блокує роботу ДНК клітини-хазяїна й починає керувати роботою систем клітини. Він використовує її ресурси для синтезу власних білків та нуклеїнових кислот. Із синтезованих білків і нуклеїнових кислот шляхом самозбирання утворюються нові віріони. Коли ресурси клітини закінчуються, вона гине, а віріони виходять у навколишнє середовище.

Існує ще один варіант розвитку подій після потрапляння вірусу в клітину. У цьому випадку ДНК вірусу (або ДНК, синтезована з вірусної РНК за допомогою спеціального ферменту зворотної транскриптази) вбудовується в ДНК клітини-хазяїна. У такому стані вона може залишатися неактивною дуже довго.

Вірусні захворювання людини

Вірусні захворювання є дуже поширеними в людських популяціях. Вони тривалий час були однією з головних причин високої смертності. Навіть зараз вони можуть ставати причиною як загибелі людей, так і значних економічних втрат.

Мал. 62.2. Проникнення вірусу в клітину

Боротьба з вірусними захворюваннями

Лікування вірусних захворювань ускладнюється тим, що засоби для боротьби з їхніми збудниками важко підбирати. Антибіотики, які широко використовують проти бактеріальних інфекцій, проти вірусів не є дієвими. Їх призначають тільки в деяких випадках як допоміжний засіб для попередження бактеріальних ускладнень після вірусного захворювання.

Для лікування і профілактики вірусних інфекцій зараз використовують деякі спеціальні речовини. Широко застосовується білок інтерферон, який утворюється клітинами в разі їх інфікування вірусом і перешкоджає зараженню нових клітин. Використовують також спеціальні препарати, що запобігають розмноженню вірусів. Так, ацикловір убудовується у вірусну нуклеїнову кислоту й порушує її функції. А ремантадин запобігає вивільненню нуклеїнової кислоти вірусу з оболонки капсида.

Проте найбільший успіх у боротьбі з вірусами має профілактика цих інфекцій. Більшість вірусних інфекцій людини легше попередити, ніж лікувати. Найбільш поширеним заходом профілактики вірусних інфекцій людини залишається щеплення. До речі, перша у світі справжня вакцина була створена саме проти вірусної хвороби (віспи) ще за сто років до відкриття самих вірусів. Завдяки профілактичним заходам удалося навіть повністю ліквідувати природні осередки віспи й суттєво зменшити поширення цілої низки інших вірусних інфекцій.

Для створення вакцин проти вірусів сучасна медицина використовує ослаблені живі віруси, мертві віруси та окремі вірусні білки, отримані методами генної інженерії (так, білок вірусу гепатиту В було введено до геному дріжджів, які й почали його синтезувати). Зараз досліджують одержання вірусних часток без нуклеїнових кислот. Такі частки не будуть спричиняти захворювання, але зможуть створити імунітет до вірусу.

Для профілактики вірусних інфекцій широко використовують і заходи, які перешкоджають проникненню вірусів у живі організми. До таких заходів належить карантин (ізоляція заражених особин та тих, які могли заразитися), який застосовують для боротьби з вірусами рослин, тварин і людини. Для запобігання потраплянню в організми вірусів, які поширюються повітряно-крапельним шляхом, використовують марлеві пов'язки. Для тих вірусів, які передаються контактним шляхом, використовують засоби стерилізації та асептики. З тими вірусами, які заражають за допомогою певних переносників, борються шляхом обмеження кількості цих переносників або їх ізоляції. Так діють із комарами і кліщами, які переносять віруси людини та тварин, і з попелицями, які переносять віруси рослин.

Ключова ідея

Віруси є неклітинними формами життя, які містять лише одну форму нуклеїнової кислоти — ДНК або РНК. Віруси не можуть розмножуватися самостійно і роблять це тільки в клітинах інших живих організмів.

Запитання та завдання

1. Складіть перелік основних відмінностей вірусів від клітинних форм життя. 2. Які переваги дає вірусу перебування в латентній формі, вбудованій у ДНК клітини-хазяїна?