Неклеточные формы жизни: определение, специфика, вирусы и вироиды, прионы

Неклеточные формы жизни

Определения неклеточных форм

Первая бесклеточная форма жизни — вирусы — была открыта русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 году. Уже в конце 20 века помимо вирусов человечеству были известны и другие неклеточные формы жизни — вироиды и прионы. Их особенность заключается в том, что только находясь в клетках у них появляются свойства живых организмов. Вне клеток все эти свойства утрачиваются.

Неклеточные формы жизни — это вирусы, вироиды и прионы.

Вирусы считаются паразитическими неклеточными организмами по отношению к большинству прокариотических и эукариотических клеток.

Вироиды являются паразитами высших растений, поэтому их размножение, в том числе, связано с ферментами растительной клетки.

Прионы поражают ЦНС позвоночных при помощи энергетических резервов нейронов.

Специфика неклеточных форм

Геном отдельных неклеточных форм отличается нарушением принципов линейности и универсальности генетического кода. Синтез необходимых веществ и добыча энергии этими частицами невозможны. Эти факты свидетельствуют о том, что возникновение вирусов, вироидов и прионов произошло уже после того, как появились клеточные формы жизни. Поэтому клеточные и неклеточные формы жизни отличаются возрастом.

При этом, не стоит думать, что бесклеточные формы являются примитивными первобытными организмами — основой, из которой эволюционировали другие живые существа. Это просто своеобразные клеточные паразиты.

Простота организации во многом связана с паразитическим способом жизни. С точки зрения эволюции, роль бесклеточных форм заключается во включении в генетическую рекомбинацию и образовании новых наследственных композиций.

Биологическое и экологическое значение бесклеточных форм жизни связано с тем, что у них есть способность вызывать разнообразные инфекции.

Реакция на химические и физические факторы внешней среды у всех форм бесклеточных разная. Самыми устойчивыми являются кристаллические формы вирусов. Известно, что гибель большинства вирусов наступает, когда температура поднимается до 55-60 градусов по Цельсию. Однако полно форм, которые погибают практически при температуре кипения — 90 градусах по Цельсию.

Отмечается стойкость вирусов к высушиванию и различным антибиотикам. А вот ультрафиолетовое излучение — действенный способ борьбы.

В современной медицине используется интерферон. Он представляет собой защитный белок, который клетки вырабатывают чтобы бороться с вирусами. До недавнего времени интерферон получали из крови специальных доноров. С помощью новых биотехнологических методов человеческий интерферон можно получить в достаточном количестве искусственным способом, что повысило доступность препарата.

Почему прионы опасны и невосприимчивы к обычным методам борьбы с ними становится ясно после определения белковой природы прионов и их расположению в нервных клетках. Радикальные методы борьбы с медленными нейроинфекциями пока не найдены.

Вирусы и вироиды

Есть три показателя, по которым различают и классифицируют вирусы:

• химическая природа нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК);
• способ организации нуклеиновой кислоты;
• размерами нуклеиновой кислоты.

Типы инфекции выделяются на основании способа взаимодействия с клеткой-хозяином:

1. Литический путь. В этом случае при попадании вируса в клетку происходит стимуляция синтеза белков, которые используются для образования новых вирусов. После заражения осуществляется быстрая репликация вирусной ДНК с последующей ее упаковкой в вирусные частицы. Далее — лизис клетки, то есть, разрыв ее оболочки, и высвобождение множества вирусных частиц в окружающую среду.
2. Лизогенный путь. При этом в клетке происходит включение вируса в ДНК хозяина. В этом случае клетка и дальше функционирует нормально. Когда происходит репликация ДНК клетки, то одновременно с этим происходит и репликация вирусной ДНК. Образование новых копий вирусной ДНК, которая встроена в геном клетки, возникает в результате клеточного деления.

Переход от лизогенных форм в случае инфекции к литической возможен в отдельных случаях. К примеру, в случае герпеса. У некоторых людей на губах появляются болезненные «огоньки» — это свидетельство перехода от одной формы (лизогенной) к другой (литической).

Открытие вироидов произошло в середине 70-х годов 20 века. Они представляют собой кольцевую РНК длиной в 300-400 нуклеотидов. На сегодня ученым известно примерно 30 вироидов, большинство из которых — паразиты растений. У вироидов нет белкового капсида, поэтому они не могут проникать в неповрежденные клетки. Переход от растения к растению происходит только в случае повреждения клетки-донора и клетки-реципиента.

Прионы

Как и вирусы, прионы в некоторых случаях способны быть причиной болезней. На протяжении долгого времени не было возможности определить причины таких болезней человека как:

• болезнь Крейнфель-Якобса;
• синдром Герстмана-Штрауслера-Шенклера;
• рассеянный склероз;
• Вилюйский энцефалит;
• лейкоспонгиоз;
• роковая семейная инсомния и др.

К «медленным инфекциям» животных относят:

• скрейли;
• трансмиссивную губчатоподобную энцефалопатию;
• энцелофатию;
• изнуряющую болезнь мулов, оленей, лосей и др.

Результатом этих заболеваний, которые могут развиваться годами, является тяжелое поражение центральной нервной системы. Как возникают медленные болезни стало понятно в 80-е году 20 века. Американский ученый Д. Гайдушек провел исследования, в ходе которых выявил следующее: медленные вирусы выступают принципиально новым видом болезнетворного агента и особым инфекционным белков — прионом.

Идентифицировал прионы американский исследователь С. Прусинер. Как выяснилось, эти белки имеют молекулярную массу 35-105 кДа и длину 50-150 нм.

У похожих на белки мозга прионов есть способность проникать в организм и поражать ЦНС, в результате чего нейроны постепенно деградируют.

Ирионные инфекции стали упоминаться в связи с эпидемией коровьего бешенства (трансмиссионной губчатоподобной энцефалопатии), поразившей животноводческие европейские хозяйства. При этом, данное заболевание может поражать и людей, что делает его еще более опасным.