Pe scurt despre viruși în biologie. Raport: Viruși. De ce bolile virale devin epidemii?

Există opinia că animalele, plantele și oamenii predomină în număr pe planeta Pământ. Dar de fapt nu este cazul. Există nenumărate microorganisme (microbi) în lume. Și virușii sunt printre cei mai periculoși. Ele pot provoca diverse boli la oameni și animale. Mai jos este o listă a celor mai periculoși zece viruși biologici pentru oameni.

Hantavirusurile sunt un gen de viruși transmisi oamenilor prin contactul cu rozătoarele sau cu produsele lor reziduale. Hantavirusurile provoacă diverse boli aparținând unor astfel de grupuri de boli precum „febră hemoragică cu sindrom renal” (mortalitate în medie 12%) și „sindromul cardiopulmonar hantavirus” (mortalitate până la 36%). Primul focar major de boală cauzat de hantavirusuri, cunoscut sub numele de febră hemoragică coreeană, a avut loc în timpul războiului din Coreea (1950–1953). Apoi, peste 3.000 de soldați americani și coreeni au simțit efectele unui virus necunoscut atunci care a provocat sângerări interne și afectarea funcției renale. Interesant este că acest virus este considerat cauza probabilă a epidemiei din secolul al XVI-lea care a exterminat poporul aztec.

Virusul gripal este un virus care provoacă o boală infecțioasă acută a tractului respirator la om. În prezent, există peste 2 mii dintre variantele sale, clasificate în trei serotipuri A, B, C. Grupul de virusuri din serotipul A, împărțit în tulpini (H1N1, H2N2, H3N2 etc.) este cel mai periculos pentru om și poate duce la epidemii și pandemii. În fiecare an, între 250 și 500 de mii de oameni din întreaga lume mor din cauza epidemiei de gripă sezonieră (majoritatea dintre ei copii sub 2 ani și vârstnici peste 65 de ani).

Virusul Marburg este un virus uman periculos descris pentru prima dată în 1967, în timpul unor mici focare din orașele germane Marburg și Frankfurt. La om, provoacă febră hemoragică Marburg (rata de mortalitate 23-50%), care se transmite prin sânge, fecale, salivă și vărsături. Rezervorul natural al acestui virus sunt oamenii bolnavi, probabil rozătoarele și unele specii de maimuțe. Simptomele în stadiile incipiente includ febră, dureri de cap și dureri musculare. În etapele ulterioare - icter, pancreatită, scădere în greutate, delir și simptome neuropsihiatrice, sângerări, șoc hipovolemic și insuficiență multiplă de organe, cel mai adesea ficatul. Febra Marburg este una dintre primele zece boli mortale transmise de la animale.

Pe locul șase pe lista celor mai periculoși viruși umani se află Rotavirusul, un grup de viruși care reprezintă cea mai frecventă cauză de diaree acută la sugari și copiii mici. Transmis pe cale fecal-oral. Boala este de obicei ușor de tratat, dar ucide peste 450.000 de copii sub cinci ani în întreaga lume în fiecare an, dintre care majoritatea trăiesc în țări subdezvoltate.

Virusul Ebola este un gen de virus care provoacă febră hemoragică Ebola. A fost descoperit pentru prima dată în 1976, în timpul unui focar al bolii în bazinul râului Ebola (de unde și numele virusului) în Zair, RD Congo. Se transmite prin contact direct cu sângele, secrețiile, alte fluide și organe ale unei persoane infectate. Febra Ebola se caracterizează printr-o creștere bruscă a temperaturii corpului, slăbiciune generală severă, dureri musculare, dureri de cap și dureri în gât. Adesea însoțită de vărsături, diaree, erupții cutanate, afectarea funcției renale și hepatice și, în unele cazuri, sângerare internă și externă. Potrivit Centers for Disease Control din SUA, în 2015, 30.939 de persoane au fost infectate cu Ebola, dintre care 12.910 (42%) au murit.

Virusul dengue este unul dintre cei mai periculoși virusuri biologice pentru om, provocând febra dengue, în cazuri severe, care are o rată a mortalității de aproximativ 50%. Boala se caracterizează prin febră, intoxicație, mialgii, artralgii, erupții cutanate și ganglioni limfatici umflați. Se găsește în principal în țările din Asia de Sud și de Sud-Est, Africa, Oceania și Caraibe, unde aproximativ 50 de milioane de oameni sunt infectați anual. Purtătorii virusului sunt bolnavii, maimuțele, țânțarii și liliecii.

Virusul variolei este un virus complex, agentul cauzal al unei boli foarte contagioase cu același nume care afectează numai oamenii. Aceasta este una dintre cele mai vechi boli, ale cărei simptome sunt frisoane, durere în sacru și spate, creșterea rapidă a temperaturii corpului, amețeli, dureri de cap, vărsături. În a doua zi, apare o erupție cutanată, care în cele din urmă se transformă în vezicule purulente. În secolul al XX-lea, acest virus a luat viețile a 300-500 de milioane de oameni. Aproximativ 298 milioane USD au fost cheltuiți pentru campania împotriva variolei din 1967 până în 1979 (echivalentul a 1,2 miliarde USD în 2010). Din fericire, ultimul caz cunoscut de infecție a fost raportat pe 26 octombrie 1977 în orașul somalez Marka.

Virusul rabiei este un virus periculos care provoacă rabie la oameni și animale cu sânge cald, care provoacă leziuni specifice sistemului nervos central. Această boală se transmite prin salivă de la mușcătura unui animal infectat. Însoțit de creșterea temperaturii la 37,2–37,3, somn slab, pacienții devin agresivi, violenți, apar halucinații, delir, senzație de frică, în curând apare paralizia mușchilor oculari, a extremităților inferioare, tulburări respiratorii paralitice și deces. Primele semne ale bolii apar cu întârziere, când au avut loc deja procese distructive la nivelul creierului (umflare, hemoragie, degradare a celulelor nervoase), ceea ce face tratamentul aproape imposibil. Până în prezent, au fost înregistrate doar trei cazuri de recuperare umană fără vaccinare, toate celelalte s-au încheiat cu deces.

Virusul Lassa este un virus mortal care este agentul cauzal al febrei Lassa la oameni și primate. Boala a fost descoperită pentru prima dată în 1969 în orașul nigerian Lassa. Se caracterizează printr-o evoluție severă, afectarea sistemului respirator, rinichilor, sistemului nervos central, miocardită și sindromul hemoragic. Se găsește mai ales în țările din Africa de Vest, în special în Sierra Leone, Republica Guineea, Nigeria și Liberia, unde incidența anuală variază de la 300.000 la 500.000 de cazuri, dintre care 5 mii duc la decesul pacientului. Rezervorul natural al febrei Lassa sunt șobolanii polimamati.

Virusul imunodeficienței umane (HIV) este cel mai periculos virus uman, agentul cauzal al infecției HIV/SIDA, care se transmite prin contactul direct al mucoaselor sau sângelui cu lichidul corporal al pacientului. În timpul infecției cu HIV, aceeași persoană dezvoltă noi tulpini (soiuri) de virus, care sunt mutante, complet diferite ca viteză de reproducere, capabile să inițieze și să omoare anumite tipuri de celule. Fără intervenție medicală, speranța medie de viață a unei persoane infectate cu virusul imunodeficienței este de 9-11 ani. Conform datelor din 2011, 60 de milioane de oameni au fost infectați cu HIV în întreaga lume, dintre care 25 de milioane au murit, iar 35 de milioane continuă să trăiască cu virusul.

Întrebarea 1. Cum funcționează virușii?

Virușii sunt forme de viață necelulare. Au o structură foarte simplă. Fiecare virus este alcătuit din acid nucleic (ARN sau ADN) și proteine. Acidul nucleic este materialul genetic al virusului; este înconjurat de o înveliș protector - capside. Capsida este formată din molecule proteice și are un grad ridicat de simetrie, având de obicei o formă elicoidală sau poliedrică. Pe lângă acidul nucleic, enzimele proprii ale virusului pot fi localizate în interiorul capsidei. Unii virusuri (de exemplu, virusul gripal și HIV) au o înveliș suplimentară formată din membrana celulei gazdă.

Întrebarea 2. Care este principiul interacțiunii dintre un virus și o celulă?

Întrebarea 3. Descrieți procesul de penetrare a virusului într-o celulă.

Virusul se leagă de suprafața celulei gazdă și apoi pătrunde în întregul organism (endocitoză) sau își introduce acidul nucleic în celulă folosind mecanisme speciale. De exemplu, bacteriofagii „aterizează” pe membrana celulară a bacteriei gazdă și apoi „se întorc pe dos în afară”, eliberând acid nucleic în interiorul bacteriei. Unii virusuri conțin enzime în interiorul capsidei care dizolvă membranele protectoare ale celulei gazdă.

Întrebarea 4. Care este efectul virușilor asupra celulei?

Materialul genetic al virusului interacționează cu ADN-ul gazdei în așa fel încât celula însăși începe să sintetizeze proteinele necesare virusului. În același timp, are loc copierea acizilor nucleici ai parazitului. După ceva timp, auto-asamblarea noilor particule virale începe în citoplasma gazdă. Aceste particule părăsesc celula treptat, fără a-i provoca moartea, ci modificându-i performanța, sau pleacă simultan în cantități mari, ceea ce duce la distrugerea celulei.

Întrebarea 5. Folosind cunoștințele despre modalitățile de răspândire a infecțiilor virale și bacteriene, sugerați modalități de prevenire a bolilor infecțioase.

Dacă boala este răspândită într-o anumită zonă, este indicată vaccinarea populației. Monitorizarea medicală constantă este necesară pentru a detecta rapid un focar al bolii și pentru a preveni răspândirea acesteia. Multe infecții sunt transmise prin picături în aer (de exemplu, virusul gripal). În timpul apariției unor astfel de boli, este logic să folosiți pansamente sau aparate respiratorii din tifon de bumbac.

Există agenți patogeni care se transmit prin obiecte de uz casnic, alimente și apă. Acestea includ virusul hepatitei A, holera Vibrio, bacilul ciumei și multe altele. Pentru a evita infectarea, trebuie să respectați regulile de igienă personală: spălați-vă mâinile înainte de a mânca, nu folosiți obiectele personale ale altor persoane (prosop, periuță de dinți), spălați fructele și legumele, evitați contactul cu persoanele bolnave. Este necesară monitorizarea sanitară constantă a stării surselor de apă și a produselor alimentare, precum și dezinfecția spațiilor, sterilizarea instrumentelor și pansamentelor. Material de pe site

Există boli transmise prin sânge și alte fluide corporale, în special HIV și virusul hepatitei C. Grupurile de risc pentru astfel de boli includ dependenții de droguri (seringile sunt adesea folosite de mai multe ori) și persoanele care practică relații sexuale promiscue neprotejate. Nu există încă tratamente eficiente pentru aceste boli, așa că cel mai bun mod de a te proteja este să iei următoarele măsuri de precauție:

• ar trebui să evitați actul sexual ocazional și, în timpul contactelor, să vă izolați folosind un prezervativ;
• în medicină și cosmetologie este necesară utilizarea seringilor de unică folosință și sterilizarea cu atenție a instrumentelor reutilizabile;
• Sângele donat trebuie verificat pentru viruși.

Nu ați găsit ceea ce căutați? Utilizați căutarea

Pe această pagină există material pe următoarele subiecte:

• mesaje biologia virusului
• scurt rezumat pe tema virușilor
• forme de viață non-celulare definiție scurtă
• eseu despre virusurile în biologie

Reprezentanții formelor de viață non-celulare sunt viruși - particule minuscule care pătrund în interiorul celulei. Ramura microbiologiei care studiază virusurile se numește virologie.

Descriere generală

Virușii se găsesc în atmosferă, sol și apă. Există viruși de plante, animale, ciuperci și bacterii. Virușii care infectează bacteriile se numesc bacteriofagi. Există sateliți care intră în celulă doar dacă există un virus suplimentar în ea.

Orez. 1. Bacteriofag.

Majoritatea virușilor provoacă infecții; unele tipuri nu au niciun efect vizibil. Unul dintre faptele interesante este prezența reziduurilor virale în ADN-ul uman.

Virușii au o varietate de forme (bile, spirale, tije) și cele mai mici dimensiuni - 20-300 nm (1 milion nm în 1 mm). Cei mai mari virusuri sunt mimivirusurile, avand un diametru de 500 nm. Ei imită structura și activitatea bacteriilor, iar unii oameni de știință consideră mimivirusurile ca fiind o formă de tranziție de la viruși la bacterii.

Orez. 2. Mimivirusuri.

În tabel este prezentată o scurtă descriere a virușilor și a diferențelor lor față de materia vie și cea nevii.

TOP 4 articolecare citesc împreună cu asta

Virușii sunt clasificați într-un regn separat și clasificați în cinci taxoni. Majoritatea virusurilor nu au fost încă studiate și clasificate.
Clasificarea modernă include:

• 9 echipe;
• 127 familii;
• 44 de subfamilii;
• 782 genuri;
• 4686 specii.

Biologul David Baltimore a dezvoltat în 1971 o clasificare alternativă a virusurilor bazată pe caracteristicile informațiilor genetice. Baltimore a distins ce tipuri de viruși există pe baza conținutului de ARN sau ADN.
Clasificarea sa poate fi combinată în trei grupuri mari:

• virusuri ADN;
• virusuri ARN;
• Virușii care transformă ARN-ul în ADN.

Principalele tipuri de viruși din biologie conform Baltimore sunt prezentate în tabel.

Virușii sunt structuri care modifică ADN-ul unei celule, determinând celula să producă noi viruși. Când sunt prea mulți viruși, aceștia rup membrana celulară, ies și infectează celule noi. Uneori, ei nu ucid celula, ci înfloresc din ea.

Orez. 3. Un virus care invadează o celulă.

Ce am învățat?

Din raportul claselor 5-6 am aflat despre structura, caracteristicile și clasificarea virușilor. Ele nu pot fi clasificate nici ca natură vie, nici ca materie neînsuflețită. În structură, virușii sunt proteine ​​care poartă informații ereditare care sunt integrate într-o celulă vie. Biologul Baltimore a identificat șapte clase de viruși în funcție de caracteristicile structurale ale materialului genetic.

Test pe tema

Evaluarea raportului

Evaluare medie: 4.6. Evaluări totale primite: 1097.

Dacă virușii sunt izolați în forma lor pură, atunci există sub formă de cristale (nu au propriul metabolism, reproducere și alte proprietăți ale viețuitoarelor). Din această cauză, mulți oameni de știință consideră virușii ca fiind o etapă intermediară între obiectele vii și cele nevii.

Virușii sunt forme de viață necelulare. Particulele virale (virionii) nu sunt celule:

• virusurile sunt mult mai mici decât celulele;
• virusurile sunt mult mai simple ca structură decât celulele - sunt formate doar din acid nucleic și o înveliș proteic, constând din multe molecule de proteine ​​identice.
• virusurile conțin fie ADN, fie ARN.

Sinteza componentelor virusului:

1. Acidul nucleic al virusului conține informații despre proteinele virale. Celula produce aceste proteine ​​ea însăși, pe ribozomii săi.
2. Celula reproduce acidul nucleic al virusului însuși, folosind enzimele sale.
3. Apoi are loc auto-asamblarea particulelor virale.

Sensul virusului:

• provoacă boli infecțioase (gripă, herpes, SIDA, etc.)
• Unii virusuri își pot introduce ADN-ul în cromozomii celulei gazdă, provocând mutații.

Viruși: informații istorice

Virușii au fost descoperiți pentru prima dată în 1892 de remarcabilul biolog rus D.I. Ivanovsky, care a devenit fondatorul unei noi discipline biologice - virologia. Virologia astăzi este una dintre ramurile biologiei cu cea mai rapidă creștere. Este posibil ca în viitor regatul virușilor să fie împărțit în mai multe regate.

Omenirea a aflat despre existența virușilor în urmă cu 110 ani. La 12 februarie 1892, la o ședință a Academiei Ruse de Științe, D.I. Ivanovsky și-a raportat descoperirea: agentul cauzator al bolii mozaicului de tutun este un organism care poate trece prin filtre care rețin bacteriile. Loeffler și Frosch au arătat în 1898 că o boală a vitelor, febra aftoasă, se transmite de la un animal la altul printr-un agent care trece prin filtre care rețin chiar și cele mai mici bacterii. Termenul de „virus” a fost propus de M. Beijerinck în 1899.

Structura virușilor a fost descoperită după inventarea microscopului electronic. În mărime, virușii ocupă un loc între cele mai mici celule bacteriene și cele mai mari molecule organice - de la 0,02 la 0,3 microni. Pentru comparație, dimensiunea celulelor umane este de la 3 la 30 de microni.

Disputa a continuat mulți ani: virusurile sunt ființe vii sau fac parte din natura neînsuflețită. Imposibilitatea existenței și reproducerii virusurilor în afara celulei, capacitatea lor de a se auto-asambla și de a se cristaliza, a indicat că virusul se comportă ca o materie „nevie”. După ce natura genei a fost stabilită și materialul genetic inerent organismelor vii a fost descoperit în viruși, virușii au început să fie clasificați ca natură vie.

Conform conceptelor moderne, virușii se află la granița dintre „vii” și „nevii” sunt forme de viață extracelulare care pot pătrunde în anumite celule vii și se pot multiplica doar în interiorul lor.

Aparatul genetic al virusurilor este reprezentat de diverse forme de acizi nucleici, nicio altă formă de viață nu are o asemenea diversitate. În toate organismele vii, cu excepția virusurilor, aparatul genetic constă dintr-o moleculă de acid dezoxiribonucleic (ADN) dublu catenar, iar acidul ribonucleic (ARN), care acționează ca purtător de informații în celule, este întotdeauna monocatenar.

Virușii au toate variantele posibile ale structurii aparatului genetic: ARN monocatenar și dublu catenar, ADN monocatenar și dublu catenar. În acest caz, atât ARN-ul viral, cât și ADN-ul viral pot fi fie liniari, fie închise într-un inel. Până la începutul secolului al XXI-lea, au fost studiate peste 1000 de virusuri diferite, care provoacă boli precum gripa, herpesul, hepatita, variola, poliomielita, infecția cu citomegalovirus, encefalita, rujeola etc.În general, aproximativ 80% dintre bolile infecțioase raportate în prezent sunt cauzate de viruși.