Природа и происхождение вирусов

Гипотезы о происхождении вирусов
После открытия вирусов Д. Ивановский и многие другие исследователи того времени подчеркивали два основных свойства вирусов:
Фильтруемость и неспособность размножаться на исскуственных питательных средах.
А вот и нет!!!

Гипотезы о происхождении вирусов
Позже выяснилось, что эти свойства не абсолюты, так как были обнаружены фильтрующиеся формы бактерий и микоплазмы, не растущие а исскуственных питательных средах и по размерам приближавшиеся к наиболее крупным вирусам .
А. Львовым был сформулирован основной критерий отличия вирусов от других организмов:
Генетический материал вирусов представлен одним из двух типов нуклеиновой кислоты – РНК или ДНК, тогда как другие организмы имеют оба типа нуклеиновых кислот.
Однако этот критерий не является абсолютным. ДНК-содержащие вирусы в процессе своей репродукции синтезируют информационные РНК, а РНК-содержащие вирусы – ДНК.

Гипотезы о происхождении вирусов
Абсолютным и основным критерием, отличающим вирусы от других форм жизни, является отсутствие у них собственных систем синтеза белка. Синтез вирусных белков осуществляется белоксинтезирующим аппаратом клетки.
Рис. 1 жизненный цикл ретровируса

Гипотезы о происхождении вирусов
К уникальным свойствам вирусов относится их способ размножения, который резко отличается от способа размножения всех других клеток и организмов (бинарное деление, почкование, образование спор). Вирусы не растут, и их размножение обозначается как дисъюнктивная (разобщенная) репродукция.
Рис. 2 размнжение вирусов

Гипотезы о происхождении вирусов
ГИПОТЕЗА 1
Вирусы являются результатом крайнего проявления регрессивной эволюции бактерий или других одноклеточных организмов. Гипотеза регрессивной эволюции не может объяснить разнообразия генетического материала у вирусов, некле­точной их организации, дисъюнктивного способа репродукции и отсутствия белоксинтезирующих систем. Поэтому в настоящее время эта гипотеза имеет скорее историческое значение и не разделяется большинством вирусологов.
ГИПОТЕЗА 2
Согласно второй гипотезе вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни — протобионтов, предшествовавших появлению клеточных форм жизни, с которых и началась биологическая эволюция.

Гипотезы о происхождении вирусов
ГИПОТЕЗА 3
Третья гипотеза предполагает, что вирусы произошли от генетических элементов клеток, ставших автономными, хотя не ясно, какие из этих элементов дали начало столь большому разнообразию генетического материала у вирусов.

Вирусы
Свойства вирусов:
Рис. 3 размеры и форма вирусов
Ультрамикроскопические размеры (17 нм -1мкм);
Вирусы содержат нуклеиновую кислоту только одного типа: или ДНК, или РНК. Все другие организмы содержат нуклеиновые кислоты обоих типов, а геном у них представлен только ДНК;
Вирусы не способны к росту и бинарному делению;

Вирусы
Вирусы размножаются путем воспроизведения себя из собственной геномной кислоты. Размножение всех прочих организмов включает стадии бинарного деления клеток;
5. У вирусов отсутствуют собственные системы мобилизации энергия;
6. У вирусов не собственных белоксинтезирующих систем;
7. В связи с отсутствием собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами.
Рис. 4 строение вирусов

Прионы
Название «прионы» предложил открывший их в 1982 г. С. Прузинер. Прионы – низкомолекулярные, не содержащие нуклеиновых кислот белки, которые вызывают так называемые трансмиссивные губкообразные энцефалопатии. Последние выделены в особую группу медленных летальных прионных инфекций, для которых характерны очень длительный инкубационный период, медленно прогрессирующее течение, дегенеративные изменения в ЦНС, отсутствие признаков воспаления и выраженного иммунного ответа и летальный исход.
Рис. 5 структура приона

Вироиды
Название «вироид» было предложено в 1971 г. Т. Динером.
Основные признаки:
1. Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют белковой оболочки и состоят только из инфекционной молекулы РНК. Они не обладают антигенными свойствами и поэтому не могут быть обнаружены серологическими методами.
2. Вироиды имеют очень малые размеры: длина молекулы РНК вироидов равна 1*10-6 мм, она состоит из 300 – 400 нуклеотидов. Вироиды – самые маленькие способные к размножению единицы, известные в природе.
Рис. 6 строение вироида
Рис. 7 вироид веретеновидности клубней

Вироиды
3. Молекулы вироидов представляют собой одноцепочечные кольцевые РНК. Такую кольцевую структуру имеет еще только один вирус – вирус дельта-гепатита.
4. Молекулы РНК вироидов не кодируют собственных белков, поэтому их размножение может происходить либо аутокаталитически, либо с участием клетки-хозяина.
Рис. 8 вироиды
Рис. 9 вироид