Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Неклеточные формы жизни: определение, специфика, вирусы и вироиды, прионы
Содержание:
- 19 апреля 2023
- 8 минут
- 2870
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:
- 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.
- 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.
Навигация по статьям