§ 42. Різноманітність форм життя: віруси та прокаріоти

Якими є ознаки живого?

Яку будову має прокаріотична клітина?

Вам уже відомо, що основними формами життя є організми, які мають клітинну будову. Однак на нашій планеті виявлено й інші форми життя.

Віруси. Віруси не мають клітинної будови, вони є паразитами в прокаріотичних та еукаріотичних клітинах (іл. 168). Віруси використовують органели клітин-хазяїнів для синтезу нових вірусних частинок - віріонів, у них немає власного обміну речовин. Поза клітиною-хазяїном вони не виявляють ознак життя.

Іл. 168. Схематична будова деяких вірусів

До складу віріонів уходить молекула нуклеїнової кислоти - ДНК або РНК. У простих вірусів така молекула оточена капсидом, що складається з білкових молекул. Складні віруси під час формування віріонів захоплюють частину клітинної плазматичної мембрани, доповнюють її власними білками - утворюється суперкапсид. На відміну від організмів, у клітинах яких спадкова інформація зберігається у вигляді дволанцюгової молекули ДНК, геном вірусу може бути утворений як дво-, так й одноланцюговою молекулою ДНК або РНК.

В організм хазяїна віруси потрапляють різними шляхами. Віруси бактерій руйнують клітинні стінки. Віруси рослин проникають під час руйнування цілісності покривів. В організм тварин віруси проникають через різні системи органів. Наприклад, повітряно-крапельним шляхом через органи дихання проникають віруси грипу, віспи, кору. Інші віруси можуть передаватися з їжею через травну систему. Збудник ящура може передаватися із сирим молоком ураженої корови. Є віруси, що потрапляють в організм через ушкоджену або неушкоджену шкіру. Це віруси сказу, папіломи тощо. Існує загроза потрапляння вірусу в організм під час переливання крові, хірургічних операцій (збудники СНІДу, гепатиту B тощо). Статевим шляхом передаються віруси герпесу, папіломи, ВІЛ. Варто звернути увагу на те, що проникнення вірусу в організм хазяїна можливе й за участю переносників - комах, кліщів тощо.

Віруси, що уражають людину, можуть бути дуже небезпечними.

Одним з таких є вірус грипу, котрий спричиняє регулярні спалахи, уражаючи 5-15 % населення Землі. Він належить до складних вірусів. Спадкова інформація міститься у вісьмох одноланцюгових молекулах РНК (іл. 169). Цей вірус передається повітряно-крапельним шляхом і уражає переважно верхні дихальні шляхи. До складних вірусів також належить вірус імунодефіциту людини (ВІЛ). Його віріон складається з двох однакових молекул одноланцюгової РНК, оточених капсидом, над яким утворений суперкапсид. Цей вірус уражає Т-лімфоцити, чия загибель призводить до дефіциту імунних клітин в організмі, через що розвивається синдром набутого імунодефіциту (СНІД). Епідемії вірусів, які охоплюють цілі континенти, називають пандеміями. Наприклад, унаслідок пандемії грипу 1918 року загинули від 50 до 100 мільйонів людей, а пандемія викликаної SARS-CoV-2 хвороби Covid-19 менш як за 2 роки вже призвела до загибелі більш як 4 млн людей (іл. 170).

Іл. 169. Модель вірусу грипу

Іл. 170. Модель коронавірусу SARS-CoV-2

Назвіть заходи щодо попередження вірусних захворювань.

Деякі віруси швидко змінюються, що призводить до «втечі» з-під імунного контролю. Зазвичай вірусні інфекції є видоспецифічними, але мутації можуть призводити до подолання міжвидового бар’єру та зараження людини від тварин. Таке траплялося із деякими штамами грипу, а також і з новітнім коронавірусом SARS-CoV-2.

Прокаріоти. Ви вже ознайомлені з будовою та особливостями життєдіяльності прокаріотичної клітини, що ми їх розглядали в § 12. Тепер розглянемо різноманітність прокаріотичних організмів.

Бактерії (Еубактерії). Це група одноклітинних і колоніальних організмів, у клітинах яких немає ядра та мембранних органел, а клітинна стінка містить муреїн. У цитоплазмі містяться рибосоми й включення. Клітини різноманітні за формою, наприклад паличкоподібні (іл. 171). Спадкова інформація міститься в одній молекулі ДНК, що має форму замкненого кільця. За способом живлення бактерії можуть бути гетеро- або автотрофами. У цьому сенсі особливе місце посідають ціанобактерії. На їхніх поодиноких тилакоїдах, які є впинаннями плазматичної мембрани, відбувається процес фотосинтезу за допомогою хлорофілу з виділенням кисню. Цим вони подібні до рослин. Клітини бактерій розмножуються нестатево - поділом навпіл або брунькуванням. Для пристосування до несприятливих умов вони утворюють спори або цисти.

Іл. 171. Бацила - паличкоподібна форма бактеріальної клітини (збудник сибірської виразки)

Археї (Архебактерії). Це група організмів, до якої належать одноклітинні прокаріоти, що за особливостями будови і процесів життєдіяльності відрізняються від бактерій. Археї частково поєднують ознаки бактерій та еукаріотів. У них немає ядра та мембранних органел, що характерно для бактерій. Найтиповішими є паличкоподібні та сферичні форми клітин. Гени архей містять інтрони, процеси транскрипції та трансляції в них відбуваються подібно до еукаріотів (наприклад, є сплайсинг). Водночас вони мають деякі особливості, не властиві представникам інших груп організмів. Зокрема, хімічний склад їхніх мембран відрізняється і від бактеріальних, і від еукаріотичних. Особливості будови клітинної стінки та структури білків дають змогу багатьом археям існувати в екстремальних умовах - гарячих джерелах, гейзерах, солоних водоймах (іл. 172).

Іл. 172. Гетеротрофні метаноутворювальні археї

Підготуйте повідомлення про значення бактерій та архей у житті людини.

ВЧИМОСЯ АНАЛІЗУВАТИ

Проаналізуйте схеми. Виявіть ознаки подібності й відмінності розмноження вірусів і бактерій.

Схема розмноження вірусів

Схема розмноження бактерії

Використавши отримані знання, поясніть: 1) чому вірус може відтворюватися лише у клітині? 2) чому складно розробляти ефективні антивірусні ліки? 3) який процес забезпечує передавання спадкової інформації під час розмноження вірусів і бактерій?

Підготуйте повідомлення про шляхи зараження, вплив на організм людини вірусів і бактерій (на самостійно обраних 2-3 прикладах).

Складіть можливий план заходів попередження захворювання, які викликає певний інфекційний агент.

Повторіть, поміркуйте

1. Дайте означення понять віруси, бактерії, археї.
2. Схарактеризуйте особливості будови й розмноження вірусів.
3. Опишіть шляхи та наслідки проникнення вірусів в організм.
4. Порівняйте особливості організації бактерій та архей, виявіть відмінності.
5. Існування неклітинних форм життя є предметом наукової суперечки. Висловіть власну думку з цього питання.

Зміст