АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

Вирусы

Вирусы — группа ультрамикроскопических, облигатных внутриклеточных паразитов, способных размножаться только в клетках живых организмов (многоклеточных и одноклеточных). Они являются возбудителями заболеваний человека, животных, растений, насекомых, простейших и микроорганизмов.

Вирусы были открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским при изучении причин гибели табака от мозаичной болезни, выражающейся в появлении пятен на листьях растений. Д. И, Ивановский обнаружил, что здоровое растение можно заразить соком больного даже после пропускания этого сока через бактериологические фильтры, задерживающие всех бактерий. Таким образом, было показано, что болезнь передается организмом, который может проходить через бактериологические фильтры. Эти организмы получили название «фильтрующиеся вирусы», а затем просто «вирусы».

Вирусы обладают следующими характерными особенностями, отличающими их от других микроорганизмов:

Не задерживаются бактериологическими фильтрами;

Не имеют клеточного строения;

Не способны к росту и бинарному делению;

Не имеют собственных метаболических систем;

Содержат нуклеиновые кислоты только одного типа — ДНК или РНК;

Для их воспроизводства нужна только нуклеиновая кислота;

Используют рибосомы клетки-хозяина для образования собственных белков;

Не размножаются на искусственных питательных средах и могут существовать только в организме восприимчивого хозяина.

Следовательно, вирусы — это такие организмы, для размножения которых необходимы живые клетки хозяина.

Один из наиболее хорошо изученных фитопатогенных вирусов — вирус табачной мозаики (ВТМ). В 1935 г. У. Стенли выделил и получил его в кристаллической форме. При введении в растение табака эти кристаллы вызывали симптомы мозаичной болезни. С тех пор в кристаллическом виде были получены многие другие вирусы.

Изучение вирусов в электронном микроскопе показало, что они имеют весьма разнообразную форму и довольно сложное строение. Различают следующие формы вирусов: палочковидную, при которой вирус имеет вид прямого цилиндра (вирус табачной мозаики); нитевидную, представляющую собой эластичные изгибающиеся нити (вирусы растений и бактерий); сферическую, схожую с многогранниками (вирусы животных и человека); кубовидную, имеющую вид параллелепипедов с закругленными краями (вирусы животных и человека), и, наконец, ‘булавовидную, которая характеризуется наличием, головки и отростка (вирусы бактерий и актиномицетов).

Внеклеточная форма существования вируса — вирион — состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Нуклеиновая кислота, представленная одной молекулой ДНК или РНК, уложена в виде спирали и окружена белковой оболочкой, называемой капсидом. Последний состоит из большого числа субъединиц белка — капсомеров, которые, в свою очередь, представлены одной или несколькими молекулами белка. Белковый капсид и нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) носят название нуклеокапсида. По способу укладки капсомеров выделяют капсиды, построенные поспиральному или кубическому типу симметрии. В первом случае капсид имеет цилиндрическую форму, во втором — форму многогранника. К вирусам со спиральным типом симметрии относится вирус табачной мозаики (рис. 19).

Для многих вирусов бактерий (фагов) характерен так называемый сложный тип симметрии: головка фага представляет собой многогранник (кубическая симметрия), а хвостовой отросток имеет форму цилиндра (спиральная симметрия).

Величину вирусов определяют различными способами: по размеру пор фильтров, пропускающих вирусы, по скорости осаждения вирусов при центрифугировании и с помощью фотографий, полученных в электронном микроскопе. Размеры вирионов различных вирусов колеблются в довольно широких пределах — от 15—18 до - 300—400 нм. В обычный световой микроскоп отдельные вирусные частицы не видны, но в пораженных вирусом клетках часто можно различить «тельца-включения», представляющие собой, как считают, гигантские колонии вирусов.

Вирусы паразитируют только на определенных хозяевах — растениях, животных или микроорганизмах. Эта специфичность обусловливает распределение вирусов на группы на основе типа хозяев (в последнее время принимают во внимание и строение вирусов, чувствительность их к внешним факторам и т. д.). Выделяют группы вирусов, патогенных для растений, животных и, наконец, для микроорганизмов. Вирусы бактерий и актиномицетов названы фагами — бактериофагами и актинофагами. В настоящее время известны субмикроскопические агенты, поражающие грибы (микофаги) и водоросли (например, цианофаги, паразитирующие на цианобактериях).

Вирусы не размножаются в почве, но могут долго сохраняться в ней, если условия исключают их инактивацию (вирусы мозаичной болезни пшеницы, овса и табака, кольцевой пятнистости картофеля и др.). Некоторые вирусы человека и животных, попадая в почву, остаются инфекционными в течение нескольких месяцев. Фаги — облигатные паразиты микроорганизмов — были открыты в 1915 г. Ф. Туортом и в 1917 г. Ф. Д. Эррелем независимо друг от друга. Фаги обычно имеют многогранную призматическую головку и отросток (рис. 20). Длина головки достигает 60—100 нм, отростка — 100—200 им. Призматическая головка фага покрыта оболочкой из упорядоченно расположенных капсомеров. Внутри головки имеются одна или две нити ДНК.

Отросток представляет собой белковый стержень, покрытый сверху чехлом из спирально расположенных капсомеров, способных к сокращению. Обычно отросток оканчивается базальной пластинкой с 5—6 выростами. От этой пластинки отходят тонкие нити — органы адсорбции. Через отросток ДНК из головки фага переходит в клетку пораженного микроорганизма.

В настоящее время подробно изучен механизм проникновения бактериофага в бактерии. Обычно фаг адсорбируется чувствительной к нему клеткой бактерии. Затем содержимое головки фага (ДНК) переходит

В бактерию, а оболочка фага остается вне ее. После нападения фага бактерия утрачивает способность к делению, перестает двигаться. Метаболизм бактериальной клетки перестраивается под влиянием ДНК фага таким образом, что она производит не вещества собственной клетки, а бактериофага, то есть в клетке идет интенсивное образование частиц бактериофага. Наконец, клеточная стенка бактерии растворяется, и из нее выходят зрелые бактериофаги. Одна клетка бактерии служит источником нескольких сотен и даже тысяч бактериофагов.

При росте бактерий на питательном агаре лизирующее действие бактериофага видно по образованию прозрачных зон, а на жидкой среде — по уменьшению мутности бактериальной суспензии.

Растворять (лизировать) бактерии способен только вирулентный фаг. Нередко, однако, бактериальная клетка инфицируется недостаточно активным фагом, который может в ней существовать, не вызывая лизиса. При размножении бактерии инфекционное начало переходит в дочерние клетки. Бактериофаги такого характера называются умеренными, а бактерии — передатчики этих фагов — лизогенными. При определенных условиях лизогенные культуры бактерий могут быть лизированы находящимся в них фагом.

Следует отметить специфичность действия этих фагов. Каждый фаг способен поражать или один вид, или группу близких видов микроорганизмов.

Исследовано большое число фагов, поражающих различных микроорганизмов. Известны фаги, лизирующие бактерии родов Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Streptococcus, Staphylococcus, актиномицеты рода Streptomyces; микобактерии рода Mycobacterium и многие другие.

Фаги встречаются в воде, почве и других природных объектах. Некоторых фагов используют в медицине для профилактики заболеваний.

You are here