На какие большие группы подразделяются вирусы в биологии
Общее описание
Вирусы находятся в атмосфере, почве, воде. Различают вирусы растений, животных, грибов, бактерий. Вирусы, поражающие бактерии, называются бактериофагами. Существуют сателлиты, которые попадают в клетку только при наличии в ней дополнительного вируса.
Рис. 1. Бактериофаг.
Большинство вирусов вызывает инфекции, некоторые виды не оказывают видимого влияния. Одним из интересных фактов является наличие остатков вирусов в ДНК человека.
Вирусы имеют разнообразную форму (шары, спирали, палочки) и мельчайшие размеры – 20-300 нм (в 1 мм 1 млн. нм). Самые крупные вирусы – мимивирусы, имеющие диаметр в 500 нм. Они имитируют строение и жизнедеятельность бактерий, и некоторые учёные считают мимивирусы переходной формой от вирусов к бактериям.
Рис. 2. Мимивирусы.
Кратко о вирусах и их отличиях от живой и неживой материи представлено в таблице.
Строение
Отличия
от неживой материи
от живых организмов
Молекулы ДНК или РНК, заключённые в плотную белковую оболочку – капсид. Сложноустроенные вирусы могут иметь дополнительную оболочку из жиров или белков
– передача наследственной информации (ДНК или РНК);
– способность к мутациям;
– способность адаптироваться к условиям окружающей среды
– Отсутствие клеточного строения;
– обладают свойствами неживой материи вне клетки;
– отсутствие обмена веществ (дыхания, питания);
– отсутствие роста и развития
Вирусы могут размножаться только внутри клетки (в цитоплазме или ядре), т.е. являются облигатными паразитами. Находясь вне клетки, вирусы кристаллизуются, превращаясь в вирионы, и могут находиться в таком состоянии долгое время.
Классификация
Вирусы выделяются в отдельное царство и классифицируются по пяти таксонам. Большинство вирусов ещё не изучено и не классифицировано.
Современная классификация включает:
- 9 отрядов;
- 127 семейств;
- 44 подсемейств;
- 782 рода;
- 4686 видов.
Биолог Дейвид Балтимор в 1971 году разработал альтернативную классификацию вирусов по особенностям генетической информации. Балтимор разграничил, какие бывают вирусы по содержанию РНК или ДНК.
Его классификацию можно объединить в три крупные группы:
- ДНК-вирусы;
- РНК-вирусы;
- Вирусы, превращающие РНК в ДНК.
Основные виды вирусов в биологии по Балтимору представлены в таблице.
Название
Класс по Балтимору
Особенности
Примеры
Двуцепочечная ДНК. Размножение в ядре клетки
Вирусы оспы, герпеса, папиллом
Одноцепочечная ДНК. Размножение в ядре
ДНК одновременно двуцепочечная и одноцепочечная
Вирус гепатита В
Двуцепочечная РНК. Размножение в цитоплазме
Одноцепочечная информативная РНК (плюс-цепь)
Одноцепочечная РНК, не несущая информацию (минус-цепь)
Одноцепочечная РНК (плюс-цепь) превращается в ДНК
Вирусы – структуры, меняющие ДНК клетки, в результате чего клетка производит новые вирусы. Когда вирусов становится слишком много, они разрывают клеточную мембрану, выходят наружу и поражают новые клетки. Иногда не убивают клетку, а отпочковываются от неё.
Рис. 3. Вирус, внедряющийся в клетку.
Что мы узнали?
Из доклада 5-6 класса узнали о строении, особенностях, классификации вирусов. Их нельзя отнести ни к живой природе, ни к неживой материи. По структуре вирусы – белки, несущие наследственную информацию, которая встраивается в живую клетку. Биолог Балтимор выделил семь классов вирусов в зависимости от особенностей строения генетического материала.
Опрос
Как вы считаете, в каком состоянии находится детское кино в России?
В упадочном. На экраны выходит слишком мало фильмов для детей!
Фильмы для детей, конечно, снимают, но их качество меня не устраивает
Чтобы возродить детское кино, государству следует в первую очередь поддерживать воспитывающие и добрые кинопроекты
Не знаю. В городе, где я живу, в кинотеатрах всегда показывают много детских фильмов - старых и новых
Всего проголосовало: 247
Текущий номер
Учитель - это профессия, которая всегда с тобой
номер 15, от 14 апреля 2020
У педагогов на карантине выходных нет. Они не сидят без дела в соцсетях, не читают хронику эпидемии, не смотрят фильмы, которые рекламируются для скрашивания досуга. Они заняты освоением платформ и составлением видеоуроков, подбором дистанционных заданий, налаживанием каналов обратной связи. И несмотря на загруженность, они с тревогой думают о будущем. Когда и каким будет первый недистанционный урок? Какими вернутся дети? Сможет ли школа выйти из кризиса без потерь?
"Если человек имеет высшее образование как элемент общей культуры, хочет работать в школе и готов потратить время на подготовку к сдаче экзамена на профстандарт, его вполне можно допустить к преподаванию даже авансом при наличии обязательства, скажем, в течение года пройти соответствующие курсы без отрыва от производства", – считает академик РАО Виктор Болотов. Сложностям профстандарта посвящена его авторская колонка в новом номере.
Российские вузы вот уже несколько недель находятся на дистанционном обучении. Что думают о новом формате студенты? Страдает ли качество обучения при удаленной работе? Появилось ли больше времени для личной жизни и дополнительной подготовки? Читайте мнения ребят из разных регионов страны в рубрике "Студсовет"!
В самоизоляции у многих появилось появилось больше времени для чтения. Чтобы перевести внимание, прикованное к пандемии, в более конструктивное русло, представляем авторский обзор книг об эпидемиях, написанных в разное время. Невозможно не заметить, насколько обстоятельства и реалии эпидемий прошлых эпох перекликаются с днем сегодняшним.
Наши приложения
| 1 марта 2012 года в 21:55 |
Урок биологии на тему: "Неклеточные формы жизни. Вирусы"
Ирина Месникова
Грипп, ОРЗ, СПИД, ящур, атипичная пневмония, бешенство, краснуха, корь, энцефалит, детский паралич.
Список можно продолжить. Наверняка каждый из нас неоднократно слышал об этих заболеваниях. Что у них общего? Каким образом они возникают?
1) История открытия и развития знаний о вирусах:
. Его имя в науке о вирусах следует рассматривать почти в том же свете, как имена Пастера и Коха в бактериологии. Имеются все основания считать Ивановского отцом новой науки - вирусологии.
В 1887 году в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно красочная мозаика, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло большие убытки.
На место происшествия был направлен молодой ученый, выпускник Санкт-Петербургского университета Дмитрий Ивановский. Сделано бессчетное количество опытов и исследований по изучению возбудителя.
И вот в 1892 году мир науки сотрясла новость - обнаружена новая, неизвестная ранее форма жизни, открыты необычайно микроскопические организмы, проходящие сквозь самые узкие отверстия фильтров.
За открытием Ивановского последовали новые открытия вирусов и вирусных заболеваний растений, животных и человека: грипп, ящур, оспа, чума, герпес - и, наконец, открыт вирус СПИДа.
Открытие вирусов принесло мировую славу отечественному ученому - Дмитрию Иосифовичу Ивановскому.
Какую форму жизни открыл Д.И.Ивановский?
Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте вспомним уровни клеточной организации живых организмов.
Ответ: Уровни организации живых организмов
Клеточные организмы Неклеточные организмы
2) Вирусы - неклеточная форма жизни: особенности строения, химической организации и классификации вирусов.
Естествознание так ясно показывает, что самое таинственное, самое волшебное протекает необыкновенно просто, открыто и без всякой магии.
Вирусы - это неклеточная форма жизни. Они являются внутриклеточными облигатными паразитами. Вне клетки-хозяина вирусы не проявляют никаких свойств живого организма.
Вирусы - мельчайшие организмы. Их размеры меньше половины длины световой волны, поэтому их размеры измеряют в нанометрах (1 нм = 10-9 м). Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм. Форма вирусных частиц бывает самой разнообразной.
Вне зависимости от типа инфекции и характера вызываемого заболевания все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую.
Вирусы довольно просто устроены. Отдельная вирусная частица называется вирионом. Вирион представляет собой симметричное тело, состоящее из повторяющихся элементов. В сердцевине вириона находится генетический материал, представленный молекулами нуклеиновых кислот.
Какие виды нуклеиновых кислот вам известны и каково строение их макромолекул?
ДНК - две спирально закрученные нити, состоящие из отдельных дезоксинуклеотидов;
РНК - линейный одноцепочечный полимер, состоящий из рибонуклеотидов.
Генетический материал вирусов, называемый геномом, состоит из молекул ДНК или РНК, никогда обе кислоты не встречаются в вирионе одного вируса.
На этом основании все вирусы делятся на две большие группы:
I. ДНК-содержащие вирусы - дезоксивирусы;
II. РНК-содержащие вирусы - рибовирусы.
Капсид защищает вирус от действия ультрафиолета и других разрушающих веществ.
Многие вирусы помимо белкового капсида имеют внешнюю мембрану, состоящую из белков, липидов и полисахаридов. Такая внешняя оболочка называется суперкапсидом.
Модель вируса табачной мозаики: 1 - белковая оболочка, 2 - РНК.
Таким образом, подводя итоги строения и химической организации, мы можем выделить химические вещества, входящие в состав вирусов:
Размножение вирусов принципиально отличается от размножения других организмов.
Оно происходит только внутри клетки-хозяина и включает три этапа:
1. Вирусная нуклеиновая размножается путем репликации.
2. Синтезируются белки капсида.
3. Происходит сборка вириона (формирование вирусный частицы).
В результате в одной клетке образуется большое количество вирусных частиц, а клетки хозяина погибают. Возникает инфекционный процесс.
Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных и человека. О некоторых вирусных инфекциях человека нам расскажут специалисты.
Выступления учащихся с докладами:
2. Атипичная пневмония
Давайте подведем итоги.
Являются ли вирусы представителями живой природы?
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вспомним критерии живого вещества (признаки живых организмов).
Для живого характерны следующие критерии:
1. Единство химического состава.
2. Обмен веществ и энергии.
3. Способность к самовоспроизведению.
6. Способность к росту и развитию.
Лишь весь этот комплекс критериев можно считать достаточным и необходимым для определения живого. Если тело не отвечает хотя бы одному критерию, то его живым считать нельзя.
Теперь давайте вспомним характеристики вирусов:
1. Химический состав представлен только органическими веществами, а такие важные неорганические компоненты, как вода и минеральные соли, отсутствуют.
2. Вирусы не вырабатывают энергии, не потребляют пищу.
3. Вирусы не растут и не имеют обмена веществ.
Но - они способны:
1. Воспроизводить себе подобных (размножаться).
2. Обладают наследственностью и изменчивостью, т.к. обладают генетическим материалом.
Какой вывод можно сделать, вирусы - живые или неживые организмы?
Вирусы относятся к живым организмам, т.к. обладают рядом свойств живого организма.
Отличия вирусов от организмов с клеточной организацией:
1. Не имеют структурных составляющих.
2. Могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.
3. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот - либо ДНК, либо РНК (все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).
4. Для размножения вирусов нужна только нуклеиновая кислота.
5. Не имеют собственных систем метаболизма.
Ответьте на вопросы:
1. Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных и человека. Трудно ли с ними бороться? (Ответ мотивируйте).
2. Грипп и СПИД - заболевания, вызываемые вирусами. Почему грипп почти всегда излечим, а СПИД - смертелен?
Разделы: Биология
Тип урока: комбинированный урок, рассчитан на 2 часа.
Цель урока: продолжить формирование знаний учащихся об эволюционном происхождении, строении, значении и применении вирусов как объектов наномира.
Задачи:
- Образовательные:
- расширить знания о строении и функционировании вирусов.
- углубить знания о значении вирусов в эволюции, природе и жизни человека.
- дать представление о практическом значении вирусов в нанобиотехнологиях для медицины, экологии и других производств.
- Развивающие:
- продолжить развитие познавательных процессов через:
- работу с новыми понятиями в нанобиотехнологии,
- умение работать в группах, анализировать, сравнивать, делать выводы, подводить итоги.
- Воспитательные:
- формировать патриотического воспитания через гордость за отечественного ученого, сделавшего величайшее открытие в области вирусологии.
- осуществлять санитарно-гигиенического воспитания.
- ознакомить учащихся с перспективами развития нанотехнологии и тем самым расширить их профориентационные возможности.
Оборудование: персональный компьютер, проектор.
1. Организационный момент
2. Вступление
Яркими представителями наномира являются вирусы. Вирусы – простейшая неклеточная форма жизни на 3емле, находящаяся на границе между неживой и живой природой.
3. Открытие вирусов – лекция:
О существовании вирусов ученые догадывались еще за несколько десятилетий до того, как они были открыты. Пастер, исследуя причины возникновения бешенства, не смог найти в телах скончавшихся от этой болезни каких-либо организмов, которые могли бы вызывать ее. Не отказавшись от своей теории, согласно которой причиной заболевания были микроорганизмы, Пастер предположил, что в данном случае эти микроорганизмы слишком малы, чтобы их можно было увидеть. Он оказался прав.
В 1892 году русский микробиолог Дмитрий Иосифович Ивановский изучал табачную мозаику – болезнь растения табака, при которой его листья становятся пятнистыми. Ивановский обнаружил, что сок, полученный из пораженных листьев, при нанесении его на здоровые растения способен передавать им болезнь Желая выделить микроорганизмы, вызывающие табачную мозаику, Ивановский решил пропустить сок из больных листьев через фарфоровые фильтры, поры которых столь малы, что через них не могут пройти даже самые мелкие бактерии. Профильтрованный сок по-прежнему инфицировал здоровые растения, и Ивановский решил, что его фильтры имеют дефекты и поэтому пропускают сквозь себя бактерии, вызывающие табачную мозаику.
В том же году немецкий микробиолог Фридрих Август Иоганнес Лефлер обнаружил, что агент, вызывающий ящур, болезнь, которой страдает крупный рогатый скот, также проходит сквозь поры фарфорового фильтра. Четыре года спустя уже известный вам Уолтер Рид в поисках возбудителя желтой лихорадки выявил, что инфицирующий агент является фильтрующимся вирусом. В 1914 году немецкий микробиолог Вальтер Крузе показал, что обычную простуду вызывают также вирусы.
К 1931 году было установлено, что вирусы являются виновниками примерно 40 болезней, среди которых оказались корь, свинка, ветрянка, грипп, оспа, полиомиелит и бешенство, но природа вирусов все еще оставалась загадкой. Она была полностью покрыта завесой тайны до тех пор, пока английский микробиолог Уильям Джозеф Элфорд не стал использовать фильтры из коллодия, – уменьшая размеры пор, он мог осаждать на этих фильтрах все более мелкие частицы. Наконец ему удалось осадить на фильтрах некие материальные частицы, которые и являлись инфицирующими агентами, – жидкости после пропускания их через фильтр становились незаразными. Зная размеры пор используемых мембран, он мог судить о размерах вирусов, вызывавших конкретное заболевание. Оказалось, что Бейеринк был не прав, даже самый маленький вирус был крупнее большинства молекул. Самые большие вирусы по размерам приближались к риккетсиям.
В течение нескольких лет после открытия Элфорда ученые спорили, являются ли вирусы живой материей или нет.
4. Происхождение вирусов
По этому вопросу были выдвинуты три основные гипотезы. Согласно первой из них, вирусы являются потомками бактерий или других одноклеточных организмов, претерпевших дегенеративную эволюцию. Согласно второй, вирусы являются потомками древних, доклеточных, форм жизни, перешедших к паразитическому способу существования. Согласно третьей, вирусы являются дериватами клеточных генетических структур, ставших относительно автономными, но сохранившим зависимость от клеток.
Возможность дегенеративной эволюции была неоднократно установлена и доказана, и, пожалуй, наиболее ярким примером ее может служить происхождение некоторых клеточных органелл эукариотов от симбиотических бактерий. В настоящее время на основании изучения гомологии нуклеиновых кислот можно считать установленным, что хлоропласты простейших и растений происходят от предков нынешних сине-зеленых бактерий, а митохондрии – от предков пурпурных бактерий. Обсуждается так же возможность происхождения центриолей от прокариотических симбионов. Поэтому такая возможность не исключена и для происхождения вирусов, особенно таких крупных, сложных и автономных, каким является вирус оспы.
Третья гипотеза 20–30 лет казалась маловероятной и даже получила ироническое название гипотезы взбесившихся генов. Однако накопленные факты дают все новые и новые аргументы в пользу этой гипотезы. Ряд этих фактов будет обсужден в специальной части книги. Здесь же отметим, что именно эта гипотеза легко объясняет не только вполне очевидное полифилетическое происхождение вирусов, но и общность столь разнообразных структур, какими являются полноценные и дефектные вирусы, сателлиты и плазмиды и даже прионы. Из этой концепции также вытекает, что образование вирусов не явилось единовременным событием, а происходило многократно и продолжает происходить в настоящее время. Уже в далёкие времена, когда начали формироваться клеточные формы, наряду и вместе с ними сохранились и развивались неклеточные формы, представленные вирусами – автономными, но клеточно-зависимыми генетическими структурами. Ныне существующие вирусы являются продуктами эволюции, как древнейших их предков, так и недавно возникших автономных генетических структур. Вероятно, хвостатые фаги служат примером первых, в то время как R-плазмиды – примером вторых.
5. Классификация вирусов – работа с таблицей. Поскольку основу всего живого составляют генетические структуры, то и вирусы классифицируют сейчас по характеристике их наследственного вещества – нуклеиновых кислот. Все вирусы подразделяют на две большие группы: ДНК-содержащие вирусы (дезоксивирусы) и РНК-содержащие вирусы (рибовирусы). Затем каждую из этих групп подразделяют на вирусы с двухнитчатой и однонитчатой нуклеиновыми кислотами. Следующий критерий – тип симметрии вирионов (зависит от способа укладки капсомеров), наличие или отсутствие внешних оболочек и т.п.
Таблица 1.1. Классификация вирусов
| КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ | |||
| ДЕЗОКСИВИРУСЫ | РИБОВИРУСЫ | ||
| 1. ДНК двухнитчатая | 2. ДНК однонитчатая | 1. РНК двухнитчатая | 2. РНК однонитчатая |
| 1.1. Кубический тип симметрии: 1.1.1. Без внешних оболочек: аденовирусы 1.1.2. С внешними оболочками: герпес-вирусы 1.2. Смешанный тип симметрии: Т-четные бактериофаги 1.3. Без определенного типа симметрии: оспенные вирусы | 2.1. Кубический тип симметрии: 2.1.1. Без внешних оболочек: крысиный вирус Килхама, аденосателлиты | 1.1. Кубический тип симметрии: 1.1.1. Без внешних оболочек: реовирусы, вирусы раневых опухолей растений | 2.1. Кубический тип симметрии: 2.1.1. Без внешних оболочек: вирус полиомиелита , энтеровирусы, риновирусы 2.2. Спиральный тип симметрии: 2.2.1. Без внешних оболочек: вирус табачной мозаики 2.2.2. С внешними оболочками: вирусы гриппа, бешенства, онкогенные РНК-содержащие вирусы, ВИЧ |
Приведенная таблица имеет некоторое сходство с таблицей Менделеева. В ней тоже есть незаполненные места. Так, например, до сих пор неизвестны дезоксивирусы со свойствами 2.2 (однонитчатая ДНК, спиральный тип симметрии) или рибовирусы со свойствами 1.2 (РНК двухнитчатая, смешанный тип симметрии). Может быть, что таких вирусов и нет в природе, а может, их еще не открыли. Совсем недавно рибовирусы со свойствами 1.1.1 не были известны, но затем оказалось, что к ним относятся реовирусы и сходные с ними вирусы раневых опухолей растений. То же самое относится и к дезоксивирусам со свойствами 2.1.1.
Ближайшие годы покажут, реализовала ли природа все возможные схемы строения вирусов, или некоторые из них оказались нежизненными и потому нереализованными.
7. Функционирование вирусов – работа со схемой:
| В клетку вирусы могут попасть вместе с пиноцитозными пузырьками или путем погружения части оболочки клетки с приклеившимся к ней вирусом в цитоплазму, а также путем растворения оболочки клетки. |
| Вирусы вносят в клетку свою генетическую информацию, и клетка начинает производить подобные вирусы. |
| Внутри клетки начинает синтезироваться ДНК или РНК вируса и образуется множество вирусов. В результате клетка гибнет, и вирусы выходят наружу, заражая новые клетки. Встроенный в геном клетки геном вируса может существовать в таком виде долгое время. |
| Вирусы, благодаря мутированию и способности быстро размножаться внутри клеток, становятся устойчивыми к действию лекарств, и это обстоятельство затрудняет лечение таких вирусных заболеваний, как грипп, гепатит и др. |
8. Роль вирусов:
Негативная роль
- Вызывают заболевания растений, животных и человека.
- Используются как биологическое оружие.
Позитивная роль
- Регулируют численность живых организмов в биосфере.
- Являются объектом нано – биотехнологий.
А) Заболевания человека, вызванные вирусами:
Основными путями передачи вирусной инфекции являются:
- Пищевой путь, при котором вирус попадает в организм человека с загрязненными продуктами питания и водой (вирусный гепатит А, Е и др.)
- Парентеральный (или через кровь), при котором вирус попадает непосредственно в кровь или внутреннюю среду человека. Главным образом это происходит при манипуляции зараженными хирургическими инструментами или шприцами, при незащищенном половом контакте, а также трансплацентарно от матери к ребенку. Таким путем передаются хрупкие вирусы, быстро разрушающиеся в окружающей среде (вирус гепатита В, ВИЧ, вирус бешенства и др.).
- Дыхательный путь, для которого свойственен воздушно-капельный механизм передачи, при котором вирус попадает в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, который содержит частицы мокроты и слизи выброшенных больным человеком или животным. Это наиболее опасный путь передачи, так как с воздухом вирус может переноситься на значительные расстояния и вызывать целые эпидемии. Так передаются вирусы гриппа, парагриппа, свинки, ветряной оспы и др.
Большинство вирусов обладают определенным сродством к тому или иному органу. Например, вирусы гепатита размножаются преимущественно в клетках печени. По типу органов-мишеней, которые поражаются в ходе той или иной болезни различаем следующие виды вирусных заболеваний: кишечные, респираторные (дыхательные), поражающие центральную и периферическую нервную систему, внутренние органы, кожу и слизистые оболочки, сосуды, иммунную систему и пр.
Б) Вирусы вызывают табачную мозаику, раковые опухоли у растений, у животных и человека – оспу, грипп, полиомиелит, гепатит, СПИД. Наибольшую опасность в наше время представляет вирус СПИДа. Он попадает в организм человека при переливании крови, при половых контактах. Этот вирус поражает клетки организма, отвечающие за иммунитет. В результате человек оказывается беззащитным перед инфекционными болезнями и быстро погибает.
9. Меры профилактики:
- Соблюдение здорового образа жизни.
- Меры по повышению иммунитета.
- Повышение санитарной культуры населения.
- Своевременное выявление и лечение больных.
- Ношение марлевых повязок при контакте с больными.
- Соблюдение санитарно-гигиенических правил.
- Вакцинация населения.
10. Вирусы в нанобиотехнологии – доклады учащихся с использованием презентаций.
1) Вирусы в борьбе против раковых заболеваний
Наряду с этим вирусы, использующиеся в вирусотерапии, способны не только физически уничтожать раковые клетки, разрывая их на части, но и доставлять в клетки гены, повышающие их чувствительность к обычным химиотерапевтическим препаратам.
2) Вирусы в наноэлектронике и наносистемах
3) Вирусы в коррекции наследственных аномалий
Многие наследственные заболевания человека вызваны различными генными мутациями. К их числу относятся гемофилия, дальтонизм, фенилкетонурия и др. Учеными установлено, что ретровирусы могут быть использованы для лечения некоторых наследственных заболеваний человека. При этом с помощью методов генетической инженерии в геном вируса вводятся гены человека, нарушение работы которых в организме больного привело к развитию определенной болезни. Такие искусственные ретровирусы способны встраивать свои гены в геном клетки-хозяина, где они функционируют неограниченно долго, восполняя дефицит продуктов дефектных генов организма-хозяина.
4) Встраивание корректирующего гена в геном клетки вирусным вектором
Для изменения наследственной информации клетки в генной инженерии применяется метод встраивания чужеродного гена в геном клетки.Выделенный или синтезированный фрагмент ДНК (ген) не может самостоятельно встраиваться в ДНК клетки-мишени и тем более начинать функционировать. Для переноса необходимого гена создается векторная конструкция (вектор), несущая необходимый ген и способная встраиваться в геном клетки. Кроме того, вектор обеспечивает стабильное наследование встраиваемого гена и может иметь маркер для обнаружения. Векторные конструкции обычно создают на основе плазмид и вирусов.
Простейшие векторы включают следующие компоненты:
- участок, обеспечивающий репликацию ДНК вируса и перенесенного гена;
- маркер, позволяющий определить клетку, несущую вирусную ДНК со встроенным геном;
- встроенный ген.
5) Бактериофаги вместо антибиотиков
Свободную продажу противомикробных средств предлагается ограничить из-за возникновения у бактерий устойчивости к бездумно применяемым населением антибиотикам. Чтобы антибиотик восстановил свою активность, необходимо прекратить его использование не менее чем на сорок лет.
Один из способов решения проблемы лекарственной устойчивости – частичная замена антибиотиков бактериофагами.
Традиционные антимикробные средства – это химические яды, более или менее избирательно действующие на болезнетворные бактерии. Бактериофаги действуют по другому принципу. Фактически это разнообразные вирусы, каждый из которых уничтожает строго определенный подвид бактерий. В этом их преимущество перед любым другим химическим лекарством.
Бактериофаги действуют медленнее, но зато они безвредны: не влияют на естественную флору организма, не вызывают дизбактериоза. Бактериофаги могут применяться вместе с антибиотиками в тяжелых случаях.
Сейчас отечественные бактериофаги используются для лечения и профилактики острых кишечных инфекций – дизентерии, брюшного тифа и сальмонеллеза, а также для лечения гнойно-септических и других заболеваний.
Читайте также:
