В переводе с латинского «virus» означает яд. Именно так называются просто устроенные микроскопические формы жизни, инфицирующие или, проще говоря, заражающие живые организмы. Вирусы, маскируясь под химические вещества, на самом деле не могут жить и размножаться вне живой клетки. Вирусы, вечно ищущие готовый источник питания, являются самыми настоящими паразитами!

О чем мы думаем, когда слышим это устрашающее слово «Вирус»?! Конечно же, в первую очередь, о болезни! Ведь каждый школьник на уроках биологии обязательно знакомиться с историческим фактом открытия в 1892 году вируса мозаичной болезни табака русским учёным Дмитрием Иосифовичем Ивановским.

Мозаичная болезнь табака. Источник

Многим известно, что существуют вирусные болезни картофеля, бобов, свёклы, сахарного тростника и других сельскохозяйственных культур. У насекомых обнаружены вирусные заболевания. Например, у пчёл вирус деформации крыла, Кашмирский вирус, вызывающий гибель взрослых насекомых и личинок и т. д.

Деформация крыльев у пчёл

Доказана вирусная природа болезней рыб, амфибий, птиц. А о вирусных заболеваниях человека узнаем сразу же после рождения, когда еще совсем в раннем возрасте нам ставят прививки, например, против кори, полиомиелита, краснухи и т.д. Известный сегодня вирус гриппа, который вызывает заболевание у человека, а так же у птиц и млекопитающих, описан Гиппократом в книге «Эпидемия» еще в V веке.

Несмотря на то, что спор по поводу происхождения вирусов ведется до сих пор, сегодня существует несколько основных теорий. Однако, ведущей теорией всё же является версия самостоятельного их происхождения и эволюции.

Мощную «армию» вирусов объединяют общие свойства, присущие каждому ее агенту:

- сам вирус не имеет клеточной структуры, а размножается строго внутри клетки, используя воспроизводящие и энергетические системы хозяина;

- в своем геноме вирус содержит только один тип нуклеиновой кислоты, РНК или ДНК. При этом у вирусов может быть как одна, так и две цепочки нуклеиновых кислот;

- вирусы очень изменчивы и подчиняются законам эволюции;

- у вирусов очень маленький размер, от 10-20 до 400 нм;

- в природе вирусы распространены повсеместно.

Интересно, что ДНК- и РНК-вирусы в природе распространены неравномерно. Например, большие ДНК-содержащие вирусы не могут распространяться в растениях, они там не выживают и присутствуют только в водорослях. У высших растений их место занимают РНК-содержащие вирусы.

А знали ли вы о том, что пока вирус свободно существует вне клетки он называется вирионом!? Когда вирион попадает в клетку, он распадается на составные элементы, содержащие лишь одну молекулу своей нуклеиновой кислоты.

Все вирусы можно увидеть лишь при помощи электронного микроскопа, разрешение которого в 1-10 тысяч раз превосходит разрешение светового. Давайте посмотрим на реальное фото и на более распространенную художественную иллюстрацию вируса.

Вирион кори (фотография)

Вирус кори (иллюстрация)

Когда учёные стали более подробно изучать вирусы под электронным микроскопом, то оказалось, что все они имеют очень разнообразную форму и довольно сложное строение. Пока вирус вне клетки и считается вирионом, он представляет собой капсид, который иногда может быть покрыт дополнительно специальной защитной мембраной. Капсид хранит самое главное – ДНК или РНК – кодировку вируса.

Строение вириона

Разнообразие форм вирусов

Мы уже отмечали то, что вирусы очень изменчивы. Но вы даже себе не представляете насколько!!! А в основе такой изменчивости лежат мутации, то есть спонтанные изменения. Именно поэтому учёным приходится изобретать всё новые и новые лекарства для лечения болезней. Но существует одно единственное проверенное средство борьбы с вирусами – естественный иммунитет живых существ!!!

Что же получается, все вирусы – это внутриклеточные паразиты, а, следовательно, враги человека?! Да, паразиты! Но не все являются врагами, а точнее, паразитические способности вируса человек научился использовать с пользой. Представляем вам вирус бактерий – БАКТЕРИОФАГ!!!

Впервые бактериофаги открыли Фредерик Туорт в 1915 году и Феликс Д'Эрелль в 1917 году. Бактериофаги, буквально – пожиратели бактерий. Вирус размножается в клетках бактерий, растворяет их и переходит в другие, как правило, молодые, растущие клетки.

Большинство бактериофагов состоят из округлой головки и длинного отростка. Но есть вирусы, которые не имеют отростка, одни из них нитевидные, другие просто округлые. Поэтому учёные разделили фагов на шесть основных групп.

Формы бактериофагов

Отросток представляет собой полую трубочку, окруженную чехлом. Чехол содержит специальные сократительные белки, которые позволяют ему сокращаться, подобно мышцам.

На конце отростка у многих бактериофагов есть базальная пластинка с несколькими, обычно шиловидными, выступами. Так же от пластинки отходят тонкие и длинные нити. Именно они помогают фагу прикрепиться к бактерии.

Строение бактериофага

Пожиратели бактерий очень широко распространены, многочисленны, а так же являются очень древней группой вирусов. В природе (почве, воде и т. д.) фаги встречаются там, где есть чувствительные к ним бактерии. Каждый вид фага «съедает» только свой определенный вид бактерий!

ИНТЕРЕСНО!

• Установлено, что за секунду могут быть инфицированы 1024 бактерий.
• Если подходящие бактерии отсутствуют, то многие фаги могут ждать их десятилетиями.

А теперь о самом главном! Как же человек научился использовать свойства бактериофагов?

Во-первых, бактериофаги помогают определить вид микроорганизма и тем самым поставить точный диагноз при заболевании.

Во-вторых, препараты бактериофагов используют для профилактики и лечения инфекционных болезней.

В-третьих, фагов используют, в качестве индикаторов загрязнения окружающей среды, для выявления бактериального загрязнения. Например, колифаги являются точными индикаторами загрязнения воды.

Чтобы закрепить знания, предлагаем вам самим попробовать сделать «хвостатого» фага.

ЗАДАНИЕ-РАСПЕЧАТКА

(нажмите, чтобы скачать)

Для сборки модели можно распечатать сразу тренировочный и цветной листы. Можно использовать только тренировочный лист и раскрасить фага по вашему усмотрению. Обязательно присылайте фото пожирателей!!!

Занятие подготовлено с использованием источников:

Генералов, И. И. Медицинская вирусология: учебное пособие / И. И. Генералов, Н. В. Железняк, В. К. Окулич, А. В. Фролова и др. Под ред. И.И. Генералова. – Витебск : ВГМУ, 2017. - 307 с.

Иконникова, Н. В. Бактериофаги – вирусы бактерий: учеб. пособие / Н. В. Иконникова. – Минск : ИВЦ Минфина, 2017. – 41 c.

Микробы и человек : [сайт]. URL: http://mikrobiki.ru/

Биомолекула : [сайт]. URL: https://biomolecula.ru

ПостНаука : [сайт]. URL: https://postnauka.ru

BioFAQ : [сайт]. URL: https://bio-faq.ru