Біологія. Повторне видання. 9 клас. Остапченко

§ 48. Неклітинні форми життя — віруси

Пригадайте характерні ознаки життя? Що таке геном? Які мутації називають спонтанними? Які органи людини здатний уражати вірус грипу? Які заходи профілактики грипу? Що таке щеплення і вакцини?

Будову і функції вірусів, їхні властивості, шляхи передачі, способи лікування і профілактики вірусних захворювань вивчає наука вірусологія.

Віруси — неклітинні форми життя. Це виключно внутрішньоклітинні паразити різних організмів: людини, тварин, рослин, грибів і бактерій. Для свого розмноження віруси використовують будівельний матеріал та енергію клітини-хазяїна. Наслідком взаємодії між вірусом та клітиною-хазяїном часто стають вірусні захворювання.

Мал. 48.1. Будова вірусних частинок: 1 - складний вірус грипу; 2 - простий вірус папіломи

На підставі багаторічних досліджень було визначено основні властивості вірусів:

• дуже малі розміри: більшість вірусних частинок - віріонів - можна вивчати лише за допомогою електронного мікроскопа;
• наявність тільки одного типу нуклеїнової кислоти - або ДНК, або РНК; відповідно віруси поділяють на ДНК-віруси (наприклад, бактеріофаги, папіломавіруси, герпевіруси) та РНК-віруси (вірус грипу, коронавіруси, вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) тощо).
• відсутність власних систем, здатних синтезувати білки;
• внутрішньоклітинний паразитизм - здатність розмножуватись лише в клітині-хазяїні;
• відсутність проявів життєдіяльності поза клітиною-хазяїном.

Досі не існує єдиної точки зору на походження вірусів. Останнім часом більшість учених схиляється до гіпотези, за якою віруси виникли у прадавні часи незалежно від клітин, використовуючи їхні можливості для перетворення енергії та синтезу власних білків.

Усі віруси поділяють на прості й складні (мал. 48.1). Оболонка простих вірусів складається тільки з молекул білків, а до складу оболонки складних вірусів входять також ліпіди та вуглеводи.

Цікаво знати

Віруси відкрив Д. Й. Івановський (мал. 48.2), коли вивчав на території України та Молдови мозаїчну хворобу тютюну. Він довів, що витяжка від уражених рослин, коли її ввести здоровим, спричиняє їхнє захворювання. Це відбувалося навіть після проходження витяжки через керамічні фільтри достатньо малого діаметра, здатні затримувати найдрібніші бактерії. Д. Й. Івановський вважав збудників мозаїчної хвороби тютюну найдрібнішими організмами. Але вони не були здатні рости на будь-якому з поживних середовищ. Цю подію в усьому світі визнано як народження науки вірусології.

Мал. 48.2. Дмитро Йосипович Івановський (1864-1920) - основоположник науки про віруси

Важлива відмінність вірусів від прокаріотів та еукаріотів полягає в їхньому унікальному способі утворювати нові дочірні вірусні частинки. Якщо всі клітинні форми життя використовують різні форми розмноження клітин (пригадайте які), то у вірусів цей процес пов’язаний з утворенням в інфікованій клітині одразу великої кількості (від одиниць до сотень) вірусних частинок під час так званого самозбирання (мал. 48.3). Цей процес дещо нагадує складання автомобіля на конвеєрі. Оболонка вірусних частинок збирається з великої кількості вірусних білків, які синтезувала інфікована клітина (структура цих білків кодується генами вірусної нуклеїнової кислоти). Кінцевим етапом такого збирання є включення в оболонку вірусу його нуклеїнової кислоти. Після цього вірус може виходити з клітини, набуваючи здатності інфікувати нові клітини.

Мал. 48.3. Самозбирання вірусних частинок вірусу тютюнової мозаїки. Завдання. Схарактеризуйте цей процес

Класифікація вірусів ґрунтується на особливостях будови вірусної частинки та типу нуклеїнової кислоти.

Віруси розглядають як окрему групу (царство) органічного світу, але не організмів, а неклітинних форм життя.

Віруси рослин. Віруси можуть уражати представників різних груп рослин, у тому числі - й культурні види, знижуючи їхню врожайність або призводячи до загибелі. Серед основних ознак вірусних захворювань рослин можна назвати такі: мозаїчність (як згадувана раніше мозаїчність тютюну), деформацію різних органів тощо.

На жаль, вилікувати хвору рослину неможливо. Тому важливо застосовувати заходи профілактики вірусних захворювань рослин. Насамперед слід уникати потрапляння інфікованих вірусами у посадки здорових росин, боротися з переносниками вірусів рослин у посадки здорових, знищувати бур’яни, які можуть бути вражені вірусами, здатними інфікувати і культурні рослини. Якщо рослини потрапляють з інших країн, вони мають пройти певний період карантину, за який може проявитись вірусне захворювання. У разі виявлення уражених рослин їх потрібно знищувати.

Віруси людини і тварин. Віруси здатні уражати організми людини і різних видів тварин, часто спричинюючи важкі, а то й смертельно небезпечні захворювання. Як вам вже відомо, одним з них є синдром¹ набутого імунодефіциту (СНІД), збудником якого є вірус імунодефіциту людини (ВІЛ). Це складний вірус, його генетичний матеріал - дві молекули РНК.

Завдання

Пригадайте заходи профілактики СНІДу.

У курсі біології 8 класу ви дізналися про вірус грипу, різні штами якого здатні спричиняти небезпечні захворювання людини. Ще небезпечнішою в останні роки виявилась коронавірусна інфекція, яку скорочено позначають COVID-19 (від англ. COronaVIrus Disease 2019; 2019 рік - рік виявлення перших випадків захворювання людини в китайському місті Ухань). Це гостра респіраторна інфекція, збудником якої є вірус SARS-CoV-2 (від англ. Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, що перекладається як тяжкий гострий респіраторний синдром, пов’язаний з коронавірусом 2).

¹ Синдром (від грец. синдроме - той, хто біжить разом) - поєднання ознак (симптомів) певного захворювання.

COVID-19 становить собою смертельно небезпечну хворобу людини і деяких тварин (кажанів, норок тощо), пов’язану з ураженням різних органів, насамперед органів дихання. Вона може перебігати як у легкій формі, нагадуючи гостру респіраторну вірусну інфекцію (ГРВІ), так і у тяжкій, ускладненням якої може бути вірусна пневмонія. У разі пневмонії в легенях інтенсивно розвиваються процеси запалення, здатні призводити до гострого дефіциту кисню в організмі та задухи. Це потребує надання негайної медичної допомоги, зокрема застосування методів кисневої терапії (апаратів штучної вентиляції легень (ШВЛ)) та підтримання нормального функціонування органів дихання в умовах лікувального закладу.

За досить короткий час COVID-19 розвинувся у пандемію - епідемію, що охоплює багато країн на різних материках. Пригадаймо: епідемія - швидке поширення серед людей певного інфекційного захворювання; при цьому рівень захворюваності значно перевищує звичайний для певної території. Причинами пандемії часто стають відсутність ефективних засобів профілактики та лікування, чому рівень несприйнятливості збудниками серед людей досить низький.

Людина може захворіти на COVID-19 унаслідок потрапляння вірусних частинок на слизові оболонки носа або очей з краплинами, які виділяє інфікована людина під час кашлю або чхання.

Мал. 48.4. І. Будова вірусної частинки коронавірусу: зверніть увагу, що COVID-19 є РНК-умісним і належить до складних вірусів; II. Роль колективного імунітету у запобіганні поширенню збудника певного інфекційного захворювання: 1 - хворі люди, здатні поширювати збудника захворювання; 2 - люди, сприйнятливі щодо збудника; 3 - люди, несприйнятливі щодо збудника внаслідок вакцинації; 4 - поширення хвороби

Цікаво знати

Подолати епідемію COVID-19 допоможе профілактичне щеплення сертифікованою вакциною. Мета масового вакцинування - створити колективний імунітет. Колективний імунітет - несприйнятливість населення певної території (наприклад, країни або низки сусідніх країн) до збудників певних інфекційних захворювань (мал. 48.4). У Всесвітній організації охорони здоров’я (ВООЗ) вважають, що колективний імунітет проти коронавірусу буде досягнутий, якщо вакцинують не менше 60-70 % світового населення.

Ключові терміни та поняття: віруси прості та складні.

Перевірте здобуті знання

1. Яка наука вивчає віруси? 2. Як було відкрито віруси? 3. Які віруси називають простими та складними? 4. Які особливості будови та способи поширення COVID-19?

Поміркуйте. Будова вірусних частинок значно простіша, ніж клітин прокаріотів та еукаріотів. Чи могли віруси виникнути раніше, ніж організми, які мають клітинну будову?