Строение и функции клеток Систематика органического мира

Строение и функции клеток

Систематика органического мира n n n Систематика – это часть ботаники и зоологии, изучающая разнообразие форм живого. Систематика даёт научные названия организмам, оценивает черты сходства и различия между ними. Важной частью систематики является таксономия, целью которой является разделение организмов на группы (таксоны) и расположение этих групп в порядке, отражающем их родственные связи и иерархию

Основными таксонами являются царство, тип (отдел), класс, отряд (порядок), семейство, род, вид. n n n Каждая предыдущая группа в этом списке объединяет несколько последующих (так, семейство объединяет несколько родов и, в свою очередь, принадлежит к какому либо отряду или порядку). По мере перехода от высшей иерархической группы к низшей степень родства возрастает. Для более детальной классификации используются вспомогательные единицы, названия которых образуются прибавлением к основным единицам приставок «над » и «под » , например, надцарство, подвид.

n Начало современной систематике положила «Система природы» Карла Линнея. Он разделил всех животных на шесть классов: звери, птицы, гады, рыбы, насекомые и черви, а все растения – на несколько классов по способу размножения.

n n С развитием микробиологии стало ясно, что одной из важнейших характеристик организмов является их клеточное строение. В результате, в первой половине XX века были выделены два надцарства – прокариоты и эукариоты. Надцарство прокариот включило в себя бактерии и сине зелёные водоросли, клетки которых не содержат ядра. Остальные клеточные организмы были отнесены к ядерным (эукариотам).

n n Особой формой являются вирусы, отличающиеся от всех остальных организмов отсутствием клеточного строения. Чтобы показать отличие вирусов от других организмов, вводят новый таксон – империю – и включают в одну из империй вирусы, а в другую – все клеточные организмы.

Схема классификации животных. Меню

Клетка (лат. «целлюла» и греч. «цитос» ) — основная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к саморегуляции и самовоспроизведению. n Открыта английским ученым Р. Гуком в 1665 г. , им же предложен этот термин.

n n Клетка эукариот представлена двумя системами — цитоплазмой и ядром Цитоплазма состоит из различных органелл, которые можно классифицировать на: двухмембранные — митохондрии и пластиды; одномембранные — эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы и др. ; немембранные — рибосомы, центросомы. Ядро состоит из ядерной оболочки (двухмембранной) и немембранных структур — хромосом, ядрышка и ядерного сока. Кроме того, в клетках имеются различные включения.

Клеточная теория n n Создатель этой теории — немецкий ученый Т. Шванн, который, опираясь на работы М. Шлейдена, в 1838 1839 гг. сформулировал основные положения: все организмы растений и животных состоят из клеток; каждая клетка функционирует независимо от других, но вместе со всеми. Позднее Р. Вирхов (1858) внес существенное уточнение в последнее положение теории: все клетки возникают только из клеток путем их деления.

Современная клеточная теория содержит следующие положения: n n n 1. Клеточная организация возникла на заре жизни и прошла длительный путь эволюции от безъядерных (прокариот) к ядер ным (эукариотам), от редклеточных организмов к одно и п многоклеточным. 2. Новые клетки образуются путем деления ранее существовавших клеток. 3. Клетка является микроскопической живой системой, состоящей из цитоплазмы и ядра, окруженных мембраной (за исключением прокариот). 4. В клетке осуществляются: а) метаболизм — обмен веществ; б) обратимые физиологические процессы — дыхание, поступление и выделение веществ, раздражимость, движение; в) необратимые процессы — рост и развитие. 5. Клетка может быть самостоятельным организмом (прокариоты и простейшие, одноклеточные водоросли и грибы). Все многоклеточные организмы также состоят из клеток и их производных

Современная клеточная теория содержит следующие положения: n n Клетка –структурная и функциональная единица всех живых организмов. Клетки всех организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности. Клетка единица развития. Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки. В многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани. (Из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены системам регуляции. )

Различные эукариотические клетки. 1 – 6 клетки растительных организмов, 7 – 16 животных организмов.

Строение нейрона

Многоклеточные

Обыкновенная амеба и инфузория туфелька

Эвглена зеленая и лямбия

Клетка под электронным микроскопом: 1 — цитоплазма; 2 — клеточная мембрана; 3 — ядро; 4 — ядрышко; 5 — ядерная оболочка; 6 — мембраны эндоплазматической сети; 7 — рибосома; 8 — митохондрия; 9 — клеточный центр; 10 — лизосомы

Структура животной клетки

Клетка. Основные органеллы

Структура клетки животного

Структура клетки растения

Плазматические мембраны – это липопротеиновые структуры. n n Липиды спонтанно образуют бислой, а мембранные белки «плавают» в нём, словно острова в океане. В мембранах присутствуют несколько тысяч различных белков: структурные, переносчики, ферменты и другие.

n n n Разные типы мембран отличаются по своей толщине (обычно она составляет от 5 до 10 нм). По консистенции липидный бислой напоминает оливковое масло. В зависимости от внешних условий (регулятором является холестерол) структура бислоя может изменяться так, что он становится более жидким (от этого зависит активность мембран).

Жидкостно мозаичная модель плазматической мембраны

Электрические токи, возникающие в клетке, обеспечиваются движением ионов через мембрану. Для того, чтобы ионы могли двигаться через мембрану необходимо иметь мембранные структуры, сообщающие вне- и внетриклеточную среду (ионные каналы) 1 -1000 каналов на квадратный микрометр мембраны

Меню

Меню

Меню

Клеточная мембрана – это оболочка клетки, выполняющая следующие функции: n n разделение содержимого клетки и внешней среды; регуляция обмена веществ между клеткой и средой; место протекания некоторых биохимических реакций (в том числе фотосинтеза, окислительного фосфорилирования); объединение клеток в ткани.

Транспорт веществ через плазматические мембраны. n n Он необходим для доставки питательных веществ в клетку, вывода токсичных отходов, создания градиентов для поддержания нервной и мышечной активности. Существуют следующие механизмы транспорта веществ через мембрану: пассивный транспорт вещества поступают в клетку по градиентам концентрации (кислород, углекислый газ, глюкоза) или путем осмоса (вода). Не требует затрат энергии. активным транспорт вещества поступают в клетку против концентрационных или электрических градиентов (требует затрат энергии)

Пассивный транспорт (не требует дополнительной энергии). n n n диффузия (газы, жирорастворимые молекулы проникают прямо через плазматическую мембрану); при облегчённой диффузии растворимое в воде вещество проходит через мембрану по особому каналу, создаваемому какой либо специфической молекулой; осмос (диффузия воды через полупроницаемые мембраны);

Активный транспорт (требует затраты энергии АТФ). n n n активный транспорт (перенос молекул из области с меньшей концентрацией в область с большей, например, посредством специальных транспортных белков); эндоцитоз поглощение твёрдых и жидких частиц клеткой (мембрана образует впячивания, которые затем трансформируются в пузырьки или вакуоли). Различают фагоцитоз – поглощение твёрдых частиц (например, лейкоцитами крови) – и пиноцитоз – поглощение жидкостей; экзоцитоз – процесс, обратный эндоцитозу; из клеток выводятся непереварившиеся остатки твёрдых частиц и жидкий секрет.

Меню

n n Внутри клетки поддерживается высокая концентрация калия (в 35 раз выше, чем вне клетки) и низкая концентрация натрия (в 14 раз ниже внеклеточной). Это важно для создания электрических потенциалов на мембранах, процесса возбуждения в нервных и мышечных клетках, нормального протекания других внутриклеточных процессов.

Функции мембраны n n Фагоцитоз в месте контакта с частицами мембрана впячивается, затем формируется пузырек, который отшнуровывается от клеточной мембраны и поступает в цитоплазму. Свойствен ряду простейших, кишечнополостным, клеткам крови — лейкоцитам. Пиноцитоз поглощение капель жидкости по механизму, аналогичному фагоцитозу.

Фагоцитоз (греч. «фагос» — пожирать). n n n Термин предложен в 1882 г. русским ученым И. И. Мечниковым. Представляет собой процесс поглощения клеткой частиц пищи, крупных молекул или отдельных клеток. При фагоцитозе у клетки образуются выпячивания цитоплазмы в виде ложных ножек, которые захватывают ее и погружают внутрь клетки. Затем присоединяется лизосома, выделяются пищеварительные ферменты, расщепляющие захваченную пищу до простых органических соединений. Фагоцитоз свойствен простейшим, кишечнополостным, клеткам крови — лейкоцитам (фагоцитам), защищающим организм от бактерий.

Эндоцитоз

Экзоцитоз

Изменение формы тела амебы при движении и захвате пищи (фагоцитоз). Меню

Эндоплазматическая сеть – это сеть мембран, пронизывающих цитоплазму эукариотических клеток. n n Её можно наблюдать только при помощи электронного микроскопа. Эндоплазматическая сеть связывает органеллы между собой, по ней происходит транспорт питательных веществ. Гладкая ЭПС имеет вид трубочек, стенки которых представляют собой мембраны, сходные по своей структуре с плазматической мембраной. В ней осуществляется синтез липидов и углеводов. На мембранах каналов и полостей гранулярной ЭПС расположено множество рибосом; данный тип сети участвует в синтезе белка.

Эндоплазматическая сеть: гладкая и гранулярная структуры. (На фотографии увеличение в 10 000 раз)

Схематическое изображение митохондрий.

Митохондрии (греч. «митос» — нить, «хондрион» — зерно) n n n — органеллы, имеющие двухмембранное строение. Имеют форму палочек, зернышек, нитей длиной 2, 0 7, 0 мкм, диаметром 0, 5 1, 0 мкм. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя образует различной формы выросты — кристы. Пространство внутри митохондрии заполнено полужидким содержимым (матриксом), куда входят ферменты, белки, липиды, соли, а также РНК, ДНК; и рибосомы. Функция – «энергетические станции клетки» (дыхательные центры) окисление органических соединений с выделением энергии для синтеза АТФ.

Схематическое изображение хлоропласта

Пластиды (греч. «пластос» — вылепленный, оформленный). — органеллы двухмембранного строения. n n n Характерны для растительных клеток Существует три вида пластид — лейкопласты, хлоропласты и хромопласты Самые простые по строению — лейкопласты (например, в клетках клубня картофеля), одни из них запасают крахмал, другие на свету могут превращаться в хлоропласты (в результате чего клубень зеленеет). Осенью хлоропласты превращаются в хромопласты и зеленые листья и плоды становятся красными, желтым, оранжевыми. Из всех пластид наибольшую роль в жизнедеятельности клетки играют хлоропласты, в которых осуществляется фотосинтез. Пластиды, как и митохондрии, имеют собственный генетический аппарат (ДНК, РНК), рибосомы и синтезируют собственные белки.

Хлоропласты (греч. «хлорос» — зеленый) n n n — двухмембранные органеллы, содержащие хлорофилл и осуществляющие фотосинтез Хлоропласты покрыты наружной гладкой мембраной, внутренняя мембрана образует структуры, называемые тилакоидами (мешками). Дисковидные тилакоиды формируют граны Мембраны тилакоидов содержат пигменты хлорофилл (зеленый) и каротиноиды (красно оранжево желтые). Хлорофилл — основной пигмент связан с глобулярными белками в комплексы, расположенные по наружной стороне мембраны тилакоидов гран.

Хлоропласты в растительных клетках

Строение хлоропластов. (Хорошо видны содержащие хлорофилл граны, собранные из стопки тилакоидных мембран. Справа – электронная фотография)

Электронная микрофотография целого хлоропласта листа шпината.

Меню

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи) — n n одномембранные органеллы, представляют собой стопочку из цистерн, трубочек, мелких пузырьков. В них накапливаются вещества, синтезируемые в клетке, принимают участие в образовании лизосом.

Аппарат Гольджи

Лизосомы (греч. «лизис» — растворение и «сома» — тело) мембранные пузырьки диаметром около 0, 5 мкм. n n Лизосомы содержат пищеварительные ферменты. Эти ферменты образуются на рибосомах, затем поступают в канал ЭПС, оттуда в комплекс Гольджи, где формируются лизосомы. Они принимают участие в фагоцитозе, образуя пищеварительные вакуоли, в удалении отмирающих органелл, целых клеток или органов. Лизосомы называют «орудиями самоубийства клетки» .

Лизосомы n n n представляют собой мембранные мешочки, наполненные пищеварительными ферментами. Лизосомы расщепляют питательные вещества, переваривают попавшие в клетку бактерии, удаляют путём переваривания ненужные части клеток. Лизосомы также являются «средствами самоубийства» клетки: в некоторых случаях (например, при отмирании хвоста у головастика) содержимое лизосом выбрасывается в клетку, и она погибает.

n n n Рибосомы — органеллы клетки, на которых происходит синтез белков. Открыты с помощью электронного микроскопа Это субмикроскопические органеллы диаметром 15 35 нм, характерные для клеток всех организмов. В каждой клетке их содержится по нескольку тысяч. У эукариот они более крупные — 80 S, у прокариот, митохондрий и пластид — 70 S. Большая часть рибосом образуется в ядрышке ядра в виде субъединиц и затем переходит в цитоплазму, где находится в свободном состоянии. Каждая рибосома в рабочем виде состоит из двух частей субъединиц (большой и малой).

Включения n n — внутриклеточные образования, характерные для растительной и животной клеток, представленные в основном запасными питательными веществами: маслами, жирами, зернами крахмала, глыбками гликогена и белка.

Микротрубочки n n полые цилиндрические органеллы диаметром около 25 нм; в длину они могут достигать нескольких микрометров; стенки микротрубочек сложены из белка тубулина. имеются во всех эукариотических клетках

Центриоли – n n n мелкие полые цилиндры длиной в десятые доли микрометра, построенные из 27 микротрубочек. встречаются в клетках животных и низших растений во время деления клетки центриоли образуют веретено, вдоль которого выстраиваются хромосомы

Центриоли

Микротрубочки n n Другая функция микротрубочек – транспорт питательных веществ. Микротрубочки представляют собой достаточно жёсткие структуры и поддерживают форму клетки, образуя своеобразный цитоскелет

Цитоскелет: 1, 2, 3 – элементы цитоскелета, 4 – мембрана, 5 – ЭПС, 6 – митохондрия. Меню

Ядро n n n Ядро имеется в клетках всех эукариот за исключением эритроцитов млекопитающих. У некоторых простейших имеются два ядра, но как правило, клетка содержит только одно ядро. Ядро обычно принимает форму шара или яйца; по размерам (10– 20 мкм) оно является самой крупной из органелл.

n n n Ядро отграничено от цитоплазмы ядерной оболочкой, которая состоит из двух мембран: наружной и внутренней, имеющих такое же строение, как и плазматическая мембрана. Между ними находится узкое пространство, заполненное полужидким веществом. Через множество пор в ядерной оболочке осуществляется обмен веществ между

Ядро (лат. «нуклеус» , греч. «карион» ) — главнейшая структура клетки. n n n Отделено от цитоплазмы ядерной оболочкой. В его состав входят ядрышко, хроматин (хромосомы) и ядерный сок. Диаметр ядра 5 20 мкм. В клетках может быть два ядра (у простейших). Встречаются и многоядерные клетки. Это клетки печени, костного мозга, мышцы, соединительная ткань.

Ядерная оболочка n n — двухмембранная пористая оболочка, отделяющая содержимое ядра от цитоплазмы. Наружная мембрана оболочки переходит в мембраны ЭПС. Для ядерной оболочки характерны поры. Через поры идет непрерывный обмен веществ.

Ядрышко — ядерная структура шаровидной формы n n Состоит из белка и р. РНК. В ядрышках – образуются субъединицы рибосом. Во время деления клетки ядрышко распадается, а в телофазе вновь формируется. Количество ядрышек 1 10.

Хромосомы клетки человека непосредственно перед делением ядра (увеличение в 950 раз). Пары хромосом связаны между собой центромерами

Кариотип человека: А – Мужчины, Б – Женщины. Меню

Сравнительная характеристика растительной и животной клетки. n Общие признаки n Единство химического состава. Единство структурных систем — цитоплазмы и ядра. Универсальное мембранное строение. Сходство процессов обмена веществ и энергии. Единство генетического кода. Сходство процесса деления клеток. n n n

Вакуоли n В животных клетках могут наблюдаться небольшие вакуоли, выполняющие фагоцитарную, пищеварительную, сократительную и другие функции.

Вакуоль – n n наполненный жидкостью мембранный мешочек. Растительные клетки имеют одну большую центральную вакуоль. Жидкость, заполняющая её, называется клеточным соком. Это концентрированный раствор сахаров, минеральных солей, органических кислот, пигментов и других веществ. Вакуоли накапливают воду, могут содержать красящие пигменты, защитные вещества (например, таннины), гидролитические ферменты, вызывающие автолиз клетки, отходы жизнедеятельности, запасные питательные вещества.

Прокариоты (Бактерии) n n n Бактерии встречаются в самых разных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных. Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0, 1 до 10 мкм.

Бактерии n n Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или микробами Микроорганизмы изучает микробиология. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией. Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине зелёных водорослей датируются возрастом 3, 5 млрд. лет.

По своей форме бактерии делятся на несколько групп: n n кокки (имеют округлую форму); бациллы (имеют палочковидную форму); спириллы (имеют форму спирали); вибрионы (имеют форму запятой).

Различные формы бактерий. Слева бациллы, по центру – стрептококки, справа – спириллы

Колония бактерий

Трёхдневный налёт на зубах. Большинство из этих микроорганизмов безвредны, но некоторые могут вызвать заболевания зубов

n По способу питания бактерии делятся на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы. К автотрофам, не нуждающимся в веществах, произведённых другими организмами, относятся фотосинтетики (например, пурпурные бактерии и сине-зелёные водоросли) и хемосинтетики (железобактерии, серобактерии, азотные бактерии). Цианобактерии (сине зелёные водоросли) расщепляют воду на водород, используемый для синтеза углеводов, и кислород. По видимому, именно эти организмы в свое время наполнили атмосферу Земли кислородом. К гетеротрофам относятся паразиты (возбудители гонореи, менингита и пр. ) и сапрофиты (например, бактерии гниения или брожения).

n По способу дыхания бактерии делятся на: n аэробы (большинство бактерий) для дыхания нужен кислород анаэробы (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены) – для них кислород бесполезен или даже ядовит. n

Размножение бактерий n n n Бактерии размножаются путем деления примерно каждые 20 минут (в благоприятных условиях). ДНК реплицируется, каждая дочерняя клетка получает по своей копии родительской ДНК. Возможна также передача ДНК между неделящимися клетками (посредством захвата «голой» ДНК, при помощи бактериофагов или путём конъюгации, когда бактерии соединяются между собой копуляционными фимбриями), однако увеличения количества особей при этом не происходит. Размножению препятствуют солнечные лучи и продукты их собственной жизнедеятельности.

Споры бактерий n n При неблагоприятных условиях образуется спора бактерия покрывается плотной оболочкой, цитоплазма обезвоживается, жизнедеятельность почти прекращается. В таком состоянии споры бактерии могут часами находиться в глубоком вакууме, переносить температуру от – 240 °С до +100 °С.

Бактерии полезные n n n Важнейшая экологическая функция бактерий минерализация органических останков. Важнейшая экологическая функция бактерий– фиксация азота. Связывание молекулярного азота бактериями с образованием аммиака (азотфиксация) и последующая нитрификация аммиака – жизненно важный процесс, поскольку растения не могут усваивать газообразный азот. Примерно 90 % связанного азота производится бактериями, симбиотирующими с бобовыми растениями. Бактерии широко применяются в пищевой промышленности для производства сыров и кисломолочной продукции, квашения капусты (при этом образуются органические кислоты). Бактерии используются для очистки сточных вод от органических останков для производства медицинских препаратов (например, интерферона). Некоторые бактерии поселяются в пищеварительном тракте травоядных млекопитающих, обеспечивая переваривание клетчатки. Кишечные бактерии – симбионты человека (синтез некоторых витаминов)

Бактерии вредные n n n Бактерии размножаются в пищевых продуктах, вызывая тем самым их порчу. Чтобы приостановить размножение, продукты пастеризуют (выдерживают полчаса при температуре 61– 63 °C), хранят на холоде, высушивают (вяление или копчение), солят или маринуют. Бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека (туберкулёз, сибирскую язву, ангину, пищевые отравления, гонорею и др. ), животных и растений (например, бактериальный ожог яблонь). Благоприятные внешние условия увеличивают скорость размножения бактерий и могут вызвать эпидемии. Болезнетворные бактерии проникают в организм воздушно капельным путем, через раны и слизистую оболочку, пищеварительный тракт. Симптомы болезней, вызываемых бактериями, обычно объясняются действием ядов, вырабатываемых этими микроорганизмами или образующихся при их разрушении.

Бактерия возбудитель заболевания (туберкулёз)

n n Естественная защита организма человека и высших животных основана на фагоцитозе бактерий белыми кровяными тельцами и иммунной системе, вырабатывающей антитела, которые связывают и удаляют из кровотока чужеродные белки и углеводы. Кроме того, против бактерий существуют природные и синтетические лекарственные средства (например, антибиотик пенициллин, разрушающий клеточную оболочку бактерии, или стрептомицин, инактивирующий рибосомы бактерий).

Схематическое представление прокариотической бактериальной клетки (А) и эукариотической животной

Строение прокариотической клетки.

Плазмиды n n n — внехромосомные небольшие кольцевые ДНК, гены которых контролируют часть наследственных признаков бактериальной клетки. Находятся в цитоплазме могут встраиваться в хромосому, а затем из нее выделяться. Широко используются в генной инженерии. К плазмидам часто относят генетический аппарат митохондрий и пластид, представленный кольцевой молекулой ДНК.

Мезосома n n n — впячивание плазматической мембраны в цитоплазму прокариотической клетки. Многослойная мембранная система, контактирующая с кольцевой хромосомой и принимающая участие в ее делении. Участвует в фотосинтезе и аэробном дыхании бактерий.

Неклеточная форма жизни. Вирусы n n n Вирусы (лат. «яд» ) –внутриклеточные паразиты. Открыты в 1892 году русским ботаником Д. Ивановским. Долгое время оставались неисследованными т. к. имели мельчайшие размеры (от 20 до 300 нм). Появление электронного микроскопа позволило изучить вирусы. Наука, изучающая вирусы, называется вирусологией. Они поражают все группы живых организмов, живут в клетках растений, животных, человека и даже бактерий. Бактериофаги – вирусы, поражающие бактерии.

n n По современным представлениям, вирусы произошли от клеточных форм организмов в результате автономизации нуклеиновой кислоты, которая приобрела способность реплицироваться независимо от той клетки, в которой возникла. Вирусы очень устойчивы, они переносят высушивание и низкие температуры.

Основные отличия вирусов от других организмов: n n n вирусы – это неклеточная форма жизни; вирусы содержат только один тип нуклеиновой кислоты; вирусы являются внутриклеточными паразитами на генетическом уровне.

Строение вирусов n n n Каждая вирусная частица состоит из небольшого количества генетического материала (ДНК или РНК), заключённого в белковую оболочку (капсид). Некоторые вирусы (например, вирус герпеса) имеют дополнительную оболочку, образующуюся из плазматической мембраны клетки хозяина. В отличие от всех остальных организмов вирусы не имеют клеточного строения.

Слева: вирус табачной мозаики (фотография сделана электронным микроскопом с увеличением в сто тысяч раз). Справа: схема строения вируса; красную нить РНК окружают молекулы белка

Вирус табачной мозаики: 1 – белки капсулы, 2 – РНК. Меню

Модель бактериофага Т-2 А – до присоединения к бактериальной клетке, Б – фаг, выделяющий ДНК в клетку. Меню

Фаг Т 4 Размеры головки фага — 100 nm в длину и 75 nm в ширину. Схема показывает расположение основных белков в частице фага. Углы икосаэдрической головки образованы белком gp 24, грани состоят из белков gp. Soc, gp. Hoc и gp 23. Наследственный материал фага представлен двухцепочечной линейной ДНК примерно 170 000 п. о. в длину. Хромосома содержит около 130 известных генов и порядка 100 неидентифицированных открытых рамок считывания.

принципиально отличается от размножения остальных организмов n n Вирусы воспроизводятся только внутри живой клетки (хозяина), используя её для синтеза своей нуклеиновой кислоты и своих белков. Попав внутрь клетки, вирус теряет свою белковую оболочку, его нуклеиновая кислота освобождается и становится матрицей для синтеза белка оболочки вируса ДНК хозяина инактивируется. Вирусы передаются из клетки в клетку в виде инертных существ.

Частицы фага Т 4 на поверхности E. coli Частицы фага закрепляются на поверхности клетки с помощью хвостовых нитей. Через "хвост" ДНК фага впрыскивается в бактериальную клетку.

Вирусная инфекция n Поздняя стадия инфицирования бактериальной клетки бактериофагом. Вирусные частицы собираются внутри клетки, пустые фаговые оболочки еще сидят на поверхности.

T лимфоцит, инфицированный ВИЧ • Белые кровяные клетки, ищут, распознают и уничтожают инфицированные клетки. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) поражает Тлимфоциты и ослабляет иммунную систему. В конечном счете это приводит к клиническим процессам.

Жизненный цикл вируса иммунодефицита человека (ВИЧ)

Вирусная инфекция Вирус СПИДа, отпочковывающийся от инфицированного человеческого лимфоцита.

Сравнительные размеры вирусов

Вирусы: А – герпеса, Б – гриппа. Меню

Значение вирусов n n n Вирусы являются возбудителями многих опасных болезней человека, животных и растений. Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно капельным, половым путём и другими способами. Вирусы могут также переноситься другими организмами (переносчиками): так, вирус бешенства переносится собаками, рогатым скотом, летучими мышами и другими млекопитающими.

Вирусы возбудители многих опасных болезней человека, животных и растений. n n n ДНК-вирусы (вирус оспы, группа герпеса, аденовирусы (заболевания дыхательных путей и глаз), паповавирусы (бородавки), вирусы, вызывающие гепатит B. РНК-вирусы – возбудители болезней: гепатит A, полиомиелит, ОРЗ, грипп, корь, свинка, энцефалит. К вирусным заболеваниям относится и обнаруженный в 1981 году вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД.

Вирус гриппа (увеличение в 30 000 раз)

Вирус СПИДа – чума XX века

n n Из за высокой мутабельности вирусов лечение вирусных заболеваний довольно сложно. Гораздо успешнее применять вакцинацию, заключающуюся во введении аттенуированных (то есть ослабленных) микроорганизмов или умеренных (близкородственных, но не патогенных) штаммов.

n n n В 1796 году Эдуард Дженнер изобрел оспопрививание (сейчас вирус оспы остался только в нескольких научных лабораториях. Луи Пастер сделал первую прививку от бешенства. Также практикуют пассивную иммунизацию, то есть введение уже готовых антител из крови животных.