Являются ли вирусы гетеротрофами
Общее описание
Примерами гетеротрофов в биологии являются:
- животные от простейших до человека;
- грибы;
- некоторые бактерии.
Строение гетеротрофов предполагает возможность расщепления сложных органических веществ до более простых соединений. В одноклеточных организмах органические вещества расщепляются в лизосомах. Многоклеточные животные поедают пищу ртом и расщепляют её в желудочно-кишечном тракте с помощью ферментов. Грибы поглощают вещества из внешней среды подобно растениям. Органические соединения всасываются вместе с водой.
По источнику питания гетеротрофы делятся на две группы:
- консументы– животные, употребляющие в пищу другие организмы;
- редуценты– организмы, разлагающие органические останки.
По способу питания (поглощения пищи) консументы относятся к фаготрофам (голозоям). В эту группу входят животные, поедающие организмы частями. Редуценты относятся к осмотрофам и поглощаются органические вещества из растворов. К ним относятся грибы и бактерии.
Гетеротрофы могут использовать в пищу живые и неживые организмы.
В связи с этим выделяют:
- биотрофы– питаются исключительно живыми существами (травоядные и хищные животные);
- сапротрофы– питаются мёртвыми растениями и животными, их останками и экскрементами.
К биотрофам относятся:
- фитофаги– животные, питающиеся растениями (лошадь, виноградная улитка, пчёлы);
- зоофаги– животные, использующие в пищу других животных (лиса, паук, осьминог);
- паразиты– организмы, использующие в пищу тело хозяина, не убивая его (круглые черви, клещи).
К сапротрофам относятся животные, которые поедают трупы (гиены, грифы, тасманийский дьявол) или экскременты (личинки мух), а также грибы и бактерии, разлагающие органические останки.
Некоторые живые существа способны к фотосинтезу, т.е. одновременно являются и автотрофами, и гетеротрофами. Такие организмы называются миксотрофами. К ним относятся восточная изумрудная элизия (моллюск), цианобактерии, некоторые простейшие, насекомоядные растения.
Консументы
Многоклеточные животные являются консументами нескольких порядков:
- первого– питаются растительной пищей (корова, заяц, большинство насекомых);
- второго– питаются консументами первого порядка (волк, сова, человек);
- третьего– употребляют в пищу консументов третьего порядка и т.д. (змея, ястреб).
Один организм может одновременно являться консументом первого и второго или второго и третьего порядка. Например, ежи в основном питаются насекомыми, но не откажутся от змей и ягод, т.е. ежи одновременно являются консументами первого, второго и третьего порядка.
Рис. 2. Пример пищевой цепочки.
Редуценты
Дрожжи, грибы и бактерии-гетеротрофы подразделяют по способу питания на три вида:
- сапрофиты– используют в пищу продукты жизнедеятельности и разлагающиеся ткани животных и растений (большинство бактерий);
- симбионты– находятся в тесной позитивной взаимосвязи с другими организмами (кишечная палочка человека, белые грибы и дуб);
- паразиты– питаются за счёт другого организма, вызывая повреждения клеток и тканей (дизентерийная палочка, палочка Коха, спорынья).
Рис. 3. Грибы-сапрофиты.
Сапрофиты играют важную роль в круговороте веществ и являются редуцентами в пищевой цепочке. Благодаря редуцентам все органические останки разрушаются и превращаются в перегной – питательную среду для растений.
Вирусы не относятся ни к гетеротрофам, ни к автотрофам, т.к. имеют свойства неживой материи. Для размножения им не требуются питательные вещества.
Что мы узнали?
Гетеротрофы питаются готовыми органическими веществами, которые получают за счёт поедания других организмов – растений, грибов, животных. Такие организмы могут питаться живыми организмами или их останками (биотрофы и сапротрофы). К консументам, употребляющим в пищу другие организмы (растения, животные), относится большинство животных. К редуцентам, разлагающим органические останки, относятся грибы и бактерии.
Видеоурок: Разнообразие живой природы. Царства живых организмов. Отличительные признаки живого
Лекция: Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные; автотрофы, гетеротрофы, аэробы, анаэробы
Царства живых организмов
Живые организмы подразделяются по различным параметрам строения, жизнедеятельности, метаболизма на разные группы. По чертам строения и особенностям жизнедеятельности – на самые крупные группы – Царства. В настоящее время насчитывается 7 Царств живых организмов.
Археи . Ранее назывались археобактериями, в 1977 годы выделены в отдельное царство. Некоторые черты сближают их с эукариотами, некоторые – с бактериями. Представляют собой простейшие организмы, в которых нет мембранных органелл. По способу питания – хемоавтотрофы. Среди них нет ни одного вида паразитов или патогенных форм, они бывают комменсалами и мутуалистами.
Отличительными чертами являются:
1. Наличие в мембранах клетки липидов с простой эфирной связью;
2. Не формируют спор;
3. Не синтезируют жирных кислот.
Клетки могут иметь необычную форму – например, быть плоскими и квадратными. Живут везде – в кишечнике теплокровных, горячих источниках, соленых озерах, океанах. Размножение бесполое.
Бактерии . Большинство является сапротрофами, однако известны автотрофные формы. Могут быть паразитами и симбионтами. Форма клеток различна – существуют палочки (бациллы), изогнутые (вибрионы), шарообразные (кокки). Могут иметь форму куба или тетраэдра. Многие имеют жгутики.
Клетки мелкие, из органоидов в них найдены рибосомы, нуклеоид и цитоплазматическая мембрана. Нуклеоид – немембранная структура, в которой располагается одна кольцеобразная молекула ДНК. Имеют клеточную стенку из муреина.
Бактерии с более толстой клеточной стенкой называются грамположительными. У грамотрицательных стенка в 10 раз тоньше. Могут образовывать споры и цисты – формы покоя с замедленным метаболизмом, позволяющие пережить неблагоприятные условия. Полового размножения не имеют.
Протисты . К этому Царству относят организмы по остаточному принципу, которые сложно отнести определенно к какому-либо другому царству. Это грибоподобные организмы, некоторые из водорослей, простейшие. К ним относятся эвглена, фораминиферы, малярийный плазмодий, инфузории, трипаносомы. Одноклеточные и колониальные организмы, которые имеют очень много различных свойств, характерных для других царств, в неожиданных сочетаниях. Считается, что они относятся эволюционно к переходным формам. В настоящее время к ним отнесены и представители Царства Хромисты.
Растения. Общими для них признаками, отличающими от других Царств, являются:
1. Наличие целлюлозной клеточной стенки;
2. Особые органеллы – пластиды;
3. Образ жизни – прикрепленный;
4. Запасают крахмал;
5. Растут в течение всей жизни;
6. Регуляторную функцию выполняют фитогормоны.
Являются фототрофами и продуцентами, создавая органические вещества под действием света. Вступают в различные виды симбиотических отношений, некоторые виды, лишенные хлорофилла, являются гетеротрофными паразитами (заразиха, петров крест, раффлезия). Могут размножаться половым и бесполым способами.
Животные . Все виды являются гетеротрофами и консументами, подразделяясь на хищников, растительноядных, паразитов, всеядных.
Отличительными признаками Царства являются:
1. Оогамия – половой процесс, при котором гаметы мужского и женского пола очень отличаются друг от друга размерами и формой.
2. Наличие тканей;
3. Наличие стадий бластулы и гаструлы в эмбриональном развитии;
4. Запасным веществом клеток является гликоген. Нет целлюлозной клеточной стенки. Обладают ограниченным ростом – до определенного размера. Имеется сложная структура внутриклеточных мембран, внешняя оболочка – гликокаликс.
Грибы. Являются гетеротрофами, в экологической пирамиде – сапротрофы. Тип питания – голофитный, то есть они не захватывают твердые частицы, всасывая растворенные вещества. Могут участвовать в различных видах экологических взаимоотношений – мутуализме, паразитизме.
Отличительными особенностями Царства являются:
1. Геном по примитивности приближен к прокариотному;
2. Вегетативное тело – мицелий, обладает неограниченным ростом, неподвижно закреплено;
3. Размножение половое, спорами;
4. Имеют клеточную стенку из хитина;
5. Клетки многоядерные, возможно деление без разделения ядра, ядра могут перемещаться между клетками;
6. Могут, в отличие от животных, синтезировать лизин.
Запасным веществом является гликоген.
Вирусы. Являются неклеточной формой жизни, представляют собой белковую капсулу со включенной в нее нитью ДНК или РНК. Облигатные паразиты, не способны к обмену веществ вне клетки-хозяина. Размножаются путем сбора из белковых молекул и нуклеиновой кислоты в инфицированной клетке. Геном может быть представлен кольцевой или линейной молекулой нуклеиновой кислоты.
Типы питания
По типам питания все живые организмы подразделяются на две группы:
Автотрофные. К ним относятся фототрофы – зеленые растения, и хемотрофы – некоторые протисты, грибы и бактерии. Это организмы, являющиеся продуцентами, производящие органические вещества из неорганических. Они располагаются схематично на первой ступени экологической пирамиды.
Гетеротрофные. Это – организмы, питающиеся органическими веществами, произведенными другими их видами. В экологической пирамиде занимаются все уровни, кроме нижнего, на котором расположены автотрофы. В свою очередь гетеротрофные организмы разделяются на консументов – потребителей и редуцентов, разлагающих органику до простых органических и неорганических веществ. При этом, растительноядные животные являются гетеротрофами первого уровня, хищники, поедающие растительноядных – гетеротрофами второго уровня, хищники питающиеся хищниками – третьего и так далее.
Поскольку при переходах энергии с одного уровня экологической пирамиды на другой теряется до 90% запасенной в химических связях вещества энергии, гетеротрофия четвертого порядка и выше встречается довольно редко. Консументами 4-го порядка являются, например, хищные птицы.
По отношению к кислороду живые организмы делятся на четыре большие группы:
Облигатных аэробов – тех, кто не может жить без кислорода, так как невозможными становятся процессы клеточного дыхания. К ним относятся большинство животных и зеленые растения.
Микроаэрофилов – э то некоторые виды бактерий, которым для жизнедеятельности необходимо небольшое количество кислорода – около 2 %.
Факультативных анаэробов – к ним относятся живые организмы, которые могут обходиться без кислорода, но способны переключиться на кислородное дыхание. Это маслянокислые и молочнокислые бактерии, дрожжи.
Облигатных анаэробов – эти организмы гибнут в кислородной среде. К ним относятся хемосинтезирующие бактерии и археи.
Анаэробные бактерии играют важную роль в круговороте вещества, делая его доступным для других участников экологических систем. Биологически же, анаэробный способ получения энергии намного менее эффективен, чем кислородное дыхание. Так, например, при дыхании образуется из одной молекулы глюкозы 38 молекул АТФ, а при бескислородном ее сбраживании – 2 молекулы.
Тесты предназначены для подготовке к экзаменам
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| открытые задания и задания с одним правильным ответом | 19.58 КБ |
| test_virusyprokarioty.docx | 19.58 КБ |
Предварительный просмотр:
1. Вирусы в 1892 году открыл…
2. Имеются две формы существования вируса: репродуцирующаяся и ..
3. Вирус имеет хвост и ….
4. Белковая капсула, покрывающая головку вируса, называется…
5. Генетический аппарат вируса содержится в…
6. Вирусы, паразитирующие на бактериях, называются…
7. К прокариотам относятся….
8. Клеточную стенку бактерий образует сложный углевод…
9. Генетический аппарат бактерий называется…
10. Генетический аппарат бактерий представлен кольцевой молекулой…
11. Зелёный пигмент бактерий называется….
12. Поселяющиеся в живых организмах и питающиеся за их счёт бактерии называются….
13. Половой процесс у бактерий называется…
14. Покоящиеся стадии бактерий называются….
15. Бактерии, вызывающие порчу продуктов называются…
Тесты с одним ответом
1. Из характерных признаков живого вирусу присущ(а, и):
1) самостоятельный обмен веществ;
3) наследственность и изменчивость;
4) самостоятельный рост и размножение.
2. Вирусы являются:
1) автотрофными организмами;
2) облигатными организмами;
3) факультативными паразитами;
4) симбионтными организмами.
3. полностью сформированная вирусная частица называется:
1) вироидом; 2) капсидом; 3) вирионом; 4) профагом.
4. Геном вируса представлен:
1) ДНК или РНК; 2) хромосомой; 3) нуклеотидом; 4) мезосомой.
5. Вокруг капсида некоторых вирусов (герпеса) образуется оболочка, состоящая из:
1) полисахаридов; 2) липопротеинов; 3) нуклепротеинов; 4) белков.
1) группа вирусов, порожающих бактерии;
2) низкомолекулярные одноцепочные вирусные РНК;
3) организмы, паразитирующие на вирусах;
4) комплексы вирусной РНК и капсомеров.
7. Бактериофаг имеет:
1) цитоплазму и кариоплазму; 2) генетический аппарат;
3) клеточную стенку; 4) жгутики или реснички.
8. Бактериофаг, нуклеиновая кислота которого включена в ДНК клетки хозяина и образует с ней клетки хозяина и образует с ней молекулу, способную к репликации, не вызывая гибель клетки, называется:
1) вироидом; 2) вирулентным фагом; 3) профагом; 4) цианофагом.
9. Бактериофаги, приводящие к разрушению заражённой клетки, называются:
1) вироидами; 2) фагосомами; 3) умеренными фагами; 4) вирулентными фагами.
10. Вирулентность вируса – это:
1) степень формирования вируса; 2) степень патогенности вируса;
3) процесс проникновения вируса в бактерию; 4) способ передачи вируса.
11. Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) избирательно поражает:
1) эритроциты; 2) лимфоциты; 3) нервные клетки; 4) гипоталамус.
12. Геном вируса иммунодефицита человека представлен:
1) двумя идентичными молекулами ДНК; 2) двухцепочечной ДНК;
3) двумя молекулами РНК; 4) одноцепочечной ДНК.
13. В состав клеточной стенки бактерий входит сложный углевод:
1) пектин; 2) лигнин; 3) муреин; 4) хитин.
14. Генетический аппарат бактерий представлен молекулами:
1) белков и углеводов; 2) кольцевой ДНК, не связанной с белками гистонами;
3) линейной иРНК; 4) липидов и иРНК.
15. В цитоплазме бактерий находятся органоиды:
1) митохондрии; 2) рибосомы; 3) жгутики; 4) нуклеоид.
16. у бактерий отсутствуют органоиды:
1) митохондрии; 2) рибосомы; 3) жгутиеи; 4) нуклеоид.
17. По типу ассимиляции подразделяются на:
1) авто и гетеротрофы; 2) миксотрофные; 3) аэробные; 4) анаэробные.
18. К фотосинтезирующим бактериям относятся:
1) анаэробные и гетеротрофные; 2) клубеньковые и нитрофицирующие
3) пурпурные и цианобактерии; 4) гнилостные и болезнетворные.
19. Хемосинтезирующими являются бактерии:
1) анаэробные и гетеротрофные; 2) клубеньковые и нитрофицирующие
3) пурпурные и цианобактерии; 4) гнилостные и болезнетворные.
20. Азотфиксация представляет собой процесс:
1) разложения органических веществ бактериями с выделением аммиака;
2) биологического превращения бактериями аммонийных солей в нитраты;
3) превращение бактериями аммиака в в аммонийные соли и нитраты;
4) связывание азота воздуха и перевод его в соединения, усваиваемые растениями.
21. По типу диссимиляции бактерии делятся на:
1) автотрофные; 2) гетеротрофные; 3) миксотрофные; 4) аэробные м анаэробные.
22. К гетеротрофным бактериям относятся:
1) клубеньковые нитрифицирующиеся; 2) железобактерии и анаэробные;
3) пурпурные и цианобактерии; 4) гнилостные и болезнетворные.
23. Поступление питательных веществ в бактериальную клетку происходит путём:
1) диффузии; 2) заглатывания; 3) фагоцитоза; 4) пиноцитоза.
24. Бактерии размножаются:
1) простым бинарным делением; 2) спорами; 3) конъюгацией; 4) копуляцией.
25. При засолке огурцы не портятся, так как:
1) соль убивает все бактерии; 2) аэробные бактерии поглощают весь кислород;
3) анаэробные бактерии выделяют токсины;
4) анаэробные бактерии выделяют органические кислоты.
26. Квашеная капуста получается благодаря деятельности бактерий6
1) клубеньковых; 2) азотфиксирующих; 3) молочнокислых; 4) хемотрофных.
Везде, где есть жизнь, есть вирусы. Водная среда, занимающая бóльшую часть нашей планеты, в которой сосуществует огромное число различных организмов, создает прекрасные условия и для жизни вирусов. В водных экосистемах вирусы атакуют все живые организмы – от бактерий до китов. Оставим за рамками рассмотрения вирусы крупных организмов и останемся в микромире – в мире микроскопических организмов, которые являются основой пищевых цепей и, как выясняется, многих глобальных процессов
Первая информация о количестве вирусных частиц в водных экосистемах, потрясшая исследователей, была получена в 1989 г. (Bergh et al., 1989). Материал из проб морской воды был осажден центрифугированием прямо на сеточки с пленкой-подложкой и исследован в трансмиссионном (просвечивающем) электронном микроскопе. В одном миллилитре оказалось до 2,5 × 10 8 вирусных частиц, представленных в основном фагами с характерной морфологией (капсид-отросток, или голова-хвост), что в 10 3 —10 7 раз превышало концентрацию фагов, определенную путем традиционного высева проб на бактериальный газон (метод бляшек). Разница на порядки объясняется тем, что не все бактерии культивируются, и не все вирусы-фаги инфицируют именно бактерии.
Бактериофаги в глобальном круговороте
Во-первых, удаление из экосистемы части бактерий, уничтоженной фагами, уменьшает интенсивность перевода нерастворимого (взвешенного в водной толще и осаждающегося на дно) биогенного вещества (различных частиц, отмерших организмов и др.) – в растворенное (расщепленное, гидролизованное). Таким образом фаги нарушают классическую пищевую цепь. Этот процесс был назван вирусным шунтом (Wilheln, Suttle 1999). По оценкам авторов, через этот шунт может проходить до четверти первичной продукции углерода океана.
Количественная мультитрофическая модель, созданная авторским коллективом океанологов и математиков описывает влияние морских вирусов на микробиальные пищевые сети и процессы, проходящие в экосистемах. Согласно этой модели водные экосистемы, содержащие вирусы, будут иметь усиленный круговорот органического вещества, уменьшенный перенос этого вещества на более высокие трофические уровни и увеличенную валовую первичную продуктивность (Weitz et al., 2014). Авторы модели считают, что в оценках круговорота углерода и азота необходимо учитывать роль вирусов, так как они являются важной составляющей пищевых сетей и регулируют глобальные биогеохимические циклы.
Цианофаги – особый случай?
Цианобактерии (синезеленые водоросли), хотя и относятся к домену Bacteria, благодаря способности к фотосинтезу играют иную нежели гетеротрофные бактерии роль в водных экосистемах. Это одни из самых древних организмов. Они доминировали на ранних стадиях эволюции биосферы Земли и определяли биогеохимические циклы. Их бурное развитие вызвало изменение атмосферы, обогатило ее кислородом, что сделало возможным появление других организмов и направило эволюцию биосферы нашей планеты. Можно предположить, что цианофагов тогда еще не было.
Вирус морской диатомеи Chaetoceros debilis CdebDNAV – сохраняет инфекционность при широком диапазоне температур (от 20°С до -196°С) без добавления криопротекторов (Nagasaki, 2008).
Вирусы токсичной красной водоросли Heterosigma akashiwo сохраняют литическую активность в донных отложениях (Lawrence, 2002).
Цианофаги могут сохраняться в осадках до 100 лет (Suttle, 2000).
Гигантский вирус амеб Pithovirus sibericum – выделен из вечной мерзлоты возрастом 30 тыс. лет (Legendre et al., 2014)
И сегодня среди цианобактерий есть экстремофилы – виды, прекрасно существующие в горячих источниках, жарких пустынях, а также арктических и антарктических условиях. Если у таких видов есть цианофаги, то насколько они, эти цианофаги, уникальны?
Поскольку пресноводные нитчатые цианобактерии легко культивируются, именно из них и были выделены первые цианофаги – вирусные частицы в форме икосаэдра без хвоста диаметром 66 нм, о чем последовало короткое сообщение в Science (Safferman, Morris, 1963). Ими были инфицированы нитчатые цианобактерии Lyngbya, Plectonema и Phormidium. За последующие десять лет были выявлены фаги у других цианобактерий, в том числе пикопланктоных (Synechococcus, Microcystis) и нитчатых, формирующих гетероцисты (Anabena, Nostoc). Пробы для исследования были получены, в основном, из сточных вод и очистных сооружений.
За разнообразием – на Байкал!
Вирусы древнейших
Ферменты архей применяются в пищевой промышленности, так как могут работать при высоких температурах, а ДНК-полимераза археи Pyrococcus furiosus используется в ПЦР (полимеразной цепной реакции). Сами археи являются компонентом очистных сооружений, обеспечивая анаэробное разложение сточных вод; используются при обогащении руд ценных металлов. Ясно, что в промышленном производстве лизис архей вирусами – большая неприятность.
Структурные исследования вирусных капсидов показали, что бесхвостые икосаэдры, инфицирующие архей, бактерий и эукариот, имеют общего предка (Abrescia et al., 2012). Например, структурные сходства имеют белки оболочки нитчатых вирусов табачной мозаики, двух вирусов архей из рода Acidianus и вируса гепатита B. Несмотря на низкую гомологию аминокислотных последовательностей, белки вирусов архей могут иметь сходные элементы третичной структуры с вирусами других доменов (Dallas et al., 2014). А совсем недавно был описан нитевидный вирус гипертермофильной археи Pyrobaculum, который имеет уникальную среди ДНК-содержащих нитевидных вирусов структуру вириона. Его линейный геном заключен в трехслойный панцирь, состоящий из двух белковых слоев и дополнительной наружной оболочки. Вирион организован в виде суперспирали подобно вирусам Эбола и Марбург, но они являются РНК-содержащими (Rensen et al., 2016).
Каждую секунду в океане происходит 10 23 вирусных инфекций. Каждая инфекция имеет возможность для введения новой генетической информации в организм и в вирусное потомство, способствуя таким образом эволюции как сообществ хозяина, так и вирусов (Suttle, 2007). И хотя важность водных вирусов уже стала очевидной, на многие вопросы наука пока ответить не может.
Bergh Ø, Borsheim KY, Bratbak G, Heldal M. Abundance of viruses found in aquatic environments // Nature. 1989. V. 340. P. 467—468.
Hug L. A., Baker B. J., Anantharaman K. et al. A new view of the tree of life //Nature Microbiol. 2016. 11 Apr. N. 16048. DOI 110.1038.
Pietilä M. K., Demina T. A., Atanasova N. S., Oksanen H. M., Bamford D. H. Archaeal viruses and bacteriophages: comparisons and contrasts // Trends in Microbiology. 2014. V. 2. N. 6. P. 334—344.
Prangishvili D. The wonderful world of archaeal viruses // Annu. Rev. Microbiol. 2013. V. 67. P. 565–85.
Suttle C. A. Viruses in the sea // Nature. 2005. V. 437. P. 356—361.
Дрюккер В. В., Дутова Н. В. Бактериофаги как новое трофическое звено в экосистеме глубоководного озера Байкал // Докл. РАН. 2009. Т. 427, № 2. С. 277—281.
Автор благодарит Г. И. Филиппову (ЛИН СО РАН, Иркутск) за помощь в подготовке публикации
Гетеротрофные организмы используют вещества, производимые другими видами. К гетеротрофам относятся все животные, паразитические растения, большинство бактерий, грибы. Различают два типа гетеротрофного питания: сапрофитное – питание органическими веществами, образующимися при разложении тел организмов; паразитное – питание органическими веществами, вырабатываемыми живыми организмами.В природе встречается и смешанный тип питания, который характерен для некоторых бактерий, водорослей и простейших. Такие организмы органические вещества своего тела могут синтезировать из готовых органических веществ и из неорганических.
С точки зрения экологии, гетеротрофов можно разделить на две группы: консументы и редуценты.
Консументы (лат. consumo – потребляю) — организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических. Потребляют органические вещества в готовом виде (1-го порядка – растительноядные, 2-го и больших порядков – плотоядные и хищники; всеядные животные). Являются вторым, третим и далее звеньями пищевой цепи.
Редуценты (также деструкуторы, сапротрофы, сапрофиты) – организмы, разрушающие остатки мёртвых растений и животных (черви, мокрицы, раки, сомы, грифы) и превращающие их в неорганические соединения (бактерии, грибы).
Биотические факторы деструкции – это, в первую очередь, сапротрофные организмы (беспозвоночные и позвоночные животные, микроорганизмы), населяющие почву и подстилку, причём ведущим фактором в наземных ландшафтах служит главным образом почвенная микрофлора.
Автотрофные организмы –организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. В основном, это зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света. Являются первым звеном пищевой цепи (так называемые продуценты). В качестве типичных представителей автотрофов можно назвать растения (подавляющее большинство видов растений является чистыми автотрофами).
Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих столетий наносили ущерб хозяйству и вред здоровью человека. Хотя многие из этих болезней были описаны, но попытки установить их причину и обнаружить возбудитель оставались безуспешными.
В 1935 году У.Стенли из сока табака, пораженного мозаичной болезнью, выделил в кристаллическом виде ВТМ (вирус табачной мозаики). За это в 1946 году ему была вручена Нобелевская премия.
В 1958 году Р.Франклин и К.Холм, исследуя строение ВТМ, открыли, что ВТМ является полым цилиндрическим образованием.
В 1960 году Гордон и Смит установили, что некоторые растения заражаются свободной нуклеиновой кислотой ВТМ, а не целой частицей нуклеотида. В этом же году крупный советский ученый Л.А.Зильбер сформулировал основные положения вирусогенетической теории. (Рис. 55).
Рис. 55. Модель частицы ВТМ, на которой показана спиральная укладка белковых субъединиц вокруг одноцепочечной молекулы РНК
В 1962 году американские ученые А.Зигель, М.Цейтлин и О.И.Зегал экспериментально получили вариант ВТМ, не обладающий белковой оболочкой, выяснили, что у дефектных ВТМ частиц белки располагаются беспорядочно, и нуклеиновая кислота ведет себя, как полноценный вирус.
В 1968 году Р.Шепард обнаружил ДНК-содержащий вирус.
Одним из крупнейших открытий в вирусологии является открытие американских ученых Д.Балтимора и Н.Темина, которые нашли в структуре ретро вируса ген, кодирующий фермент – обратную транскриптазу. Назначение этого фермента – катализировать синтез молекул ДНК на матрице молекулы РНК. За это открытие они получили Нобелевскую премию.
В знак признания выдающихся заслуг Д.И.Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Д.И.Ивановского, присуждаемая один раз в три года.
4. Что такое вирусы?
Вирусы (лат. – яд) – мельчайшие возбудители многочисленных инфекционных заболеваний человека, животных, растений и бактерий. Являются
внутриклеточными паразитами, не способные к жизнедеятельности живых
клеток. Это неклеточная форма жизни.
Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский выявил два их основных
свойства – они столь малы, что проходят через фильтры, задерживающие
бактерии, и их невозможно, в отличие от клеток, выращивать на ис
кусственных питательных средах. Лишь с помощью электронного микрос
копа удалось увидеть эти мельчайшие из живых существ и оценить мно
гообразие их форм.
Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному су
ществованию. Вирусы могут существовать в двух формах: внеклеточной и
внутриклеточной. Вне клеток вирионы (вирусные частицы) не обнаружи
вают признаков жизни. Попав в организм, они проникают в чувствитель
ные к ним клетки и переходят из покоящейся формы в размножающуюся.
Начинается сложное и многообразное взаимодействие вирусов и клетки,
заканчивающееся образованием и выходом в окружающую среду дочерних
В зависимости от длительности пребывания вируса в клетке и харак
тера изменения её функционирования различают три типа вирусной ин
Если образующиеся вирусы одновременно покидают клетку, то она раз
рывается и гибнет. Вышедшие из неё вирусы поражают новые клетки. Так
развивается литическая (разрушение, растворение) инфекция.
При вирусной инфекции другого типа, называемой персистентной
(стойкой), новые вирусы покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка
продолжает жить и делится, производя новые вирусы, хотя её функцио
нирование может измениться.
Третий тип инфекции называется латентным (скрытым). Генетический
материал вируса встраивается в хромосомы клетки и при её делении
воспроизводится и передаётся дочерними клетками. При определённых
условиях в некоторых из заражённых клеток латентный вирус активиру
ется, размножается, и его потомки покидают клетки. Инфекция развива
ется по литическому или персистентному типу.
Болезни, которые вызываются вирусами, легко передаются от больных
здоровым и быстро распространяются. Долгое время полагали, что виру
сы вызывают острые массовые заболевания. К настоящему времени накоп
анн много доказательств того, что вирусы являются причиной и раз
личных хронических болезней длящихся годами и даже десятилетиями.
Разработка методов изучения вирусов, открытие вирусов (теперь их
известно около полутора тысяч), определение диапазона их болезнет
ворных проявлений и попытки борьбы с ними были основным содержанием
вирусологии первый половины нашего столетия. Именно негативные
свойства вирусов, точнее способность вызывать болезни, послужили
вначале главным стимулом к их изучению. Но в процессе этой работы
были обнаружены многие положительные свойства вирусов ,благодаря ко
торым во второй половине 20 в. Они стали замечательной моделью для
исследования фундаментальных проблем биологии. С их помощью были
сделаны такие выдающиеся открытия, как расшифровка генетического ко
да и строение генетических нуклеиновых кислот, установлены законо
мерности синтеза белков. Вирусы оказались основным инструментом ген
етической инженерии. Теперь мы знаем что по своему строению и
свойствам вирусы занимают промежуточное место между сложнейшими хи
мическими веществами (полимерами, макромолекулами) и простейшими ор
Дата добавления: 2015-10-15 ; просмотров: 721 . Нарушение авторских прав
Читайте также:
