Неклеточные формы жизни Наряду с одно- и многоклеточными

Неклеточные формы жизни Наряду с одно- и многоклеточными организмами в природе существуют и другие формы жизни. Таковыми являются вирусы, вироиды и прионы, не имеющие клеточного строения. Они представляют собой переходную форму между неживой и живой материей. Вирусы (лат. virus — яд) были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирионом. У некоторых вирусов (например, герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная липопротеидная оболочка, возникающая из плазматической мембраны клетки хозяина.

Поскольку в составе вирусов присутствует всегда один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК, вирусы делят также на ДНК-содержащие и РНК-содержащие. При этом наряду с двухцепочечными ДНК и одноцепочечными РНК встречаются одноцепочечные ДНК и двухцепочечные РНК. ДНК могут иметь линейную и кольцевую структуры, а РНК, как правило, линейную. Подавляющее большинство вирусов относится к РНК-типу. В отличие от обычных живых клеток вирусы не употребляют пищи и не вырабатывают энергии. Они не способны размножаются без участия живой клетки. Вирус начинает размножаться лишь после того, как он проникнет в клетку определенного типа. Многие из них во внешней среде имеют форму кристаллов. Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм в диаметре

• Вирусы состоят из различных компонентов: • а) сердцевина - генетический материал (ДНК или РНК). Генетический аппарат вируса несет информацию о нескольких типах белков, которые необходимы для образования нового вируса: ген, кодирующий обратную транскриптазу и другие. • б) белковая оболочка, которую называют капсидом. • Оболочка часто построена из индентичных повторяющихся субъединиц - капсомеров. Капсомеры образуют структуры с высокой степенью симметрии. • в) дополнительная липопротеидная оболочка. • Она образована из плазматической мембраны клеткихозяина. Она встречается только у сравнительно больших вирусов (грипп, герпес).

• Изучению вирусов, инфицирующих некоторые бактерии в кишечнике человека, показало, что цикл размножения этих вирусов протекает следующим образом: вирусная частица прикрепляется к поверхности клетки, после чего нуклеиновая кислота вируса (ДНК) проникает внутрь клетки, а белковая оболочка остается снаружи. Вирусная нуклеиновая кислота, оказавшись внутри клетки, начинает самовоспроизводиться, используя в качестве строительного материала вещества клеткихозяина. Затем, опять таки из продуктов обмена клетки, вокруг вирусной нуклеиновой кислоты образуется белковая оболочка: так формируется зрелая вирусная частица. Вследствие этого процесса некоторые жизненно важные частицы клетки-хозяина разрушаются, клетка гибнет, ее оболочка лопается, освобождаются вирусные частицы, готовые к заражению других клеток. Вирусы вне клетки представляют собой кристаллы, но при попадании в клетку «оживают» .

Бактериофаги • Особую группу представляют вирусы бактерий — бактериофаги, или фаги, которые способны проникать в бактериальную клетку и разрушать ее.

Вироиды • Вироиды — мельчайшие инфекционные агенты (молекулярная масса 150 000 -170 000), представляющие собой низкомолекулярную одноцепочечную кольцевую РНК, не кодирующую собственные белки. Впервые вироиды были обнаружены в 1971 году Теодором О. Динером, исследовавшим веретеновидность клубней картофеля. Особенностью вироидов, кроме меньшей, чем у вирусов, молекулярной массы, является отсутствие у них капсида. Виройдная РНК не кодирует собственные белки.

• Вироиды вызывают различные заболевания растений, такие как веретеновидность клубней, карликовость, утонченность покровов, обводненность тканей пораженного растения и т. д. переносчиками вироидов являются питающиеся клеточным соком насекомые (например, тли) и некоторые паразиты растений (например, круглые черви). Также они могут распространятся при вегетативном размножении растений и их механической обработке. Некоторые виды распространяются через семена и пыльцу Механизм репликации вироидов окончательно не выяснен

Прионы • Прионы (от англ. — белковые заразные частицы) — белковые инфекционные агенты, не содержащие нуклеиновых кислот и вызывающие ряд заболеваний нервной системы человека и животных. Человек может заразиться прионами, содержащимися в пище. Так переносится болезнь Крейтцфельдта. Якоба, которой люди заражаются после употребления в пищу говядины, содержащей нервную ткань из голов скота, больных бычьей губчатой энцефалопатией (коровье бешенство).

• Прионы могут проникать в тело и парентеральным путем при внутримышечном введении препаратов, изготовленных из человеческих гипофизов (главным образом гормоны роста для карликовости), а также при нейрохирургических операциях через инструменты. Прионы обладают высокой устойчивостью: не разрушаются при кипячении в течение 4 часов и под действием пищеварительных ферментов, очень стойки к обычным методам дезинфекции. Ионизирующее, ультрафиолетовое или микроволновое излучение на них практически не действует. Надежно их ликвидируют дезинфицирующие реактивы — сильные окислители, разрушающе действующие на белки

• Инфекционное воздействие прионов связано с патогенной конформацией их белковой молекулы. Прионный белок, обладающий аномальной трехмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный, присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию. Пораженная нервная ткань приобретает губчатую структуру, утрачивает способность выполнять свои функции. В результате развивается болезнь губчатая энцефалопатия, приводящая к гибели организма.

Плазмида • ПЛАЗМИДА, внехромосомный самовоспроизводящийся генетич. элемент (фактор наследственности) бактерий и некрых др. организмов. Представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК, закрученную в суперспираль (см. Нуклеиновые кислоты). Размеры плазмид необычайно широко варьируют-от 2 тыс. до неск. сотен тысяч пар оснований; нек-рые из них содержат 1 -3 гена, другие достигают 10 -20% размера бактериальной хромосомы.

• Большинство плазмид может передаваться от одной бактерии к другой при конъюгации клеток (трансмиссибельные плазмиды). Такие плазмиды способны провоцировать конъюгацию между бактериями и тем самым обеспечивают собственную миграцию от клетки к клетке и распространение среди бактерий. Нетрансмиссибельные плазмиды передаются благодаря конъюга-тивным плазмидампомощникам. Во мн. случаях для переноса плазмид между клетками необязательна конъюгация последних. Так, мелкие плазмиды могут передаваться в виде коинте-гратов с бактериофагами (вирусами микробов).

• Число копий плазмид в клетке зависит от их генетич. особенностей. Плазмиды, находящиеся под "ослабленным контролем", могут реплицироваться до тех пор, пока каждая клетка не будет содержать в среднем от 10 до 200 копий. Плазмиды, находящиеся под "строгим контролем", реплицируются примерно с той же скоростью, что и хромосома, и содержатся в клетке в виде одной или неск. копий. В обоих случаях благодаря контролируемой репликации число плазмид в клетке поддерживается постоянным в ряду поколений.

• Помимо ряда общих ф-ций, свойственных очень многим плазмидам, существует множество спец. ф-ций, характерных для разного вида плазмид. У бактерий наиб. изучены три главные группы плазмид: Fплазмиды ответственны за половой процесс, R -плазмиды обеспечивают устойчивость бактериальных клеток к действию антибиотиков , в Col-плазмидах локализованы гены синтеза колицинов (бактерио-цинов) - токсичных белков, к-рые не действуют на производящую их клетку, но убивают др. бактерии.

• Плазмиды не являются неотъемлемой составной частью бактериальной клетки, однако их наличие расширяет ее генетич. возможности. Плазмиды позволяют бактериям получать энергию необычными способами, напр. окислением водорода или метана. Плазмиды играют важную роль в эволюции бактерий, особенно в их быстрой адаптации к меняющимся факторам среды.