Вирусы: неклеточные формы жизни

История открытия и развитие вирусологии

Наука, изучающая неклеточные формы жизни, называется вирусологией. Своим появлением она обязана русскому ботанику Дмитрию Иосифовичу Ивановскому, который в 1892 году совершил прорывное открытие.

Изучая мозаичную болезнь, поражающую растения табака, Ивановский провел изящный эксперимент. Он получил инфекционный экстракт из тканей зараженных растений и пропустил его через специальный фильтр. Поры этого фильтра были настолько малы, что гарантированно задерживали любые известные на тот момент бактерии. Однако ключевой факт эксперимента заключался в том, что отфильтрованная жидкость не утратила своих свойств — она по-прежнему вызывала заболевание у здоровых растений. Это доказало существование возбудителей, значительно уступающих бактериям в размерах.

Несколько лет спустя, в 1898 году, голландский исследователь Мартин Бейеринк для описания этого загадочного инфекционного агента ввел в научный оборот термин «вирус». Само слово происходит от латинского virus, что в переводе означает «яд».

Основные свойства и механизм паразитизма

Вирусы представляют собой мельчайшие живые существа, рассмотреть которые возможно исключительно с помощью электронного микроскопа. Их главная характеристика — принадлежность к неклеточным формам жизни и статус облигатных паразитов.

Облигатный паразитизм означает, что вирусы принципиально не способны к самостоятельному размножению и жизнедеятельности вне организма хозяина. В окружающей среде, передаваясь от одной клетки к другой, они существуют в виде абсолютно инертных частиц, не проявляющих признаков жизни.

Механизм патогенного действия вируса разворачивается только после успешного внедрения в живую клетку:

1. Вирус проникает в клетку хозяина.
2. Происходит «выключение» собственной ДНК клетки-хозяина, клеточные процессы останавливаются.
3. Вирус внедряет собственный генетический аппарат (ДНК или РНК).
4. Клетка получает новую команду и начинает непрерывный синтез новых вирусных частиц, тратя на это свои ресурсы, что в итоге приводит к развитию заболевания.

Формы существования: вирион и внутриклеточная стадия

Жизненный цикл вируса строго разделен на две принципиально разные фазы, в зависимости от его местонахождения относительно клетки хозяина.

• Внеклеточная форма (Вирион). Представляет собой полностью сформированную, готовую к заражению инфекционную частицу. На этой стадии вирус находится вне живой клетки и структурно является нуклеопротеидным комплексом. В таком виде он путешествует в пространстве, ожидая встречи с подходящим хозяином.
• Внутриклеточная форма. Оказавшись внутри клетки-хозяина, вирус утрачивает свою оболочку. На этой стадии он существует исключительно в форме чистой нуклеиновой кислоты, которая и осуществляет генетический контроль над зараженной клеткой.

Гипотезы происхождения вирусов

Поскольку вирусы не оставляют ископаемых остатков, их эволюционное прошлое остается предметом научных дискуссий. На сегодняшний день в вирусологии доминируют три основные теории их возникновения:

1. Происхождение от клеточных организмов. Предполагается, что предками вирусов могли быть древние бактерии, которые перешли к строгому внутриклеточному паразитизму.
2. Теория «беглой» нуклеиновой кислоты. Согласно этой гипотезе, вирусы произошли от фрагментов нуклеиновых кислот, которые изначально принадлежали нормальным клеткам, но в процессе эволюции приобрели способность реплицироваться (удваиваться) совершенно независимо от той клетки, в которой они возникли.
3. Теория дегенерации. Эта концепция гласит, что вирусы возникли в результате глубокого эволюционного вырождения (дегенерации) полноценных клеточных организмов, утративших за ненадобностью все органеллы, кроме генетического аппарата.

Распространение в природе

Вирусы отличаются повсеместным (убиквитарным) распространением. Они интегрированы во все биоценозы и способны поражать абсолютно все известные группы живых организмов, от бактерий до млекопитающих.

Разнообразие вирусных агентов колоссально. Только на сегодняшний день описано около 500 форм вирусов, специализирующихся на поражении теплокровных позвоночных животных. Кроме того, известно более 300 форм, вызывающих различные заболевания у высших растений.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Архитектура и химический состав нуклеопротеидного комплекса вириона
• Классификация вирусов по типу нуклеиновой кислоты (ДНК- и РНК-содержащие)
• Молекулярные механизмы «выключения» ДНК клетки-хозяина
• Особенности вирусных заболеваний теплокровных позвоночных
• Специфика проникновения вирусов в клетки высших растений

Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.