Natura și originea virusurilor. Natura virală a cancerului a fost confirmată Natura virusurilor și studiul lor

18.10.2020 Windows Phone

Ministerul Învățământului General și Profesional

Regiunea Sverdlovsk

GOU SPO „Colegiul Pedagogic Krasnoufimsky”

Viruși și naturăoriginea lor

Executor testamentar:

Dmitrieva I.Yu.,

elev din grupa 23

supraveghetor:

O. Kaptieva,

profesor

științele naturii

disciplinelor

Krasnoufimsk

Pasaportul

Titlul proiectului: „Virușii și natura originii lor”.

Manager de proiect: O. V. Kaptieva

Materia academică în cadrul căreia se desfășoară activitatea la proiect

Științele naturii.

Disciplina academica apropiata de materia biologiei.

Tip proiect: creativ.

Vârsta elevilor pentru care se asigură proiectul este de 16-18 ani.

Echipament necesar: manuale, fotografii,

computer, imprimantă, scaner.

Introducere

Natura originii virusurilor

Ce sunt formele de viață non-celulare?

Cum intră un virus într-o celulă?

Metoda de propagare a virusului

Ce este SIDA?

Daunele și beneficiile virușilor

America a aprobat prima dată virușii ca supliment alimentar

Concluzie

Bibliografie

Introducere

Diversitatea vieții de pe pământ este greu de descris. Se crede că acum planeta noastră este locuită de peste un milion de specii de animale, 0,5 milioane de specii de plante, până la 10 milioane de microorganisme, iar aceste cifre sunt subestimate. Nu, și nu va exista niciodată o persoană care să cunoască toate aceste tipuri. Mai mult, apare o nevoie urgentă pentru sistemul naturii vii, ghidați după care să găsim în el un loc pentru organismul care ne-a interesat, fie el o bacterie care provoacă o nouă boală, un nou gândac sau o căpușă, o pasăre sau un pește. Oamenii și-au dat seama de această nevoie în secolul trecut.

Atunci marele naturalist suedez Karl Linnaeus a creat sistemul științific al naturii vii, pe care îl folosim și astăzi. Epoca taxonomiei științifice a fost raportată încă din 1758, când a fost publicată cea de-a 10-a ediție a „Sistemului naturii” a lui Linnean. Principiile de bază ale lui Linnaeus și numele speciilor care i-au fost date sunt încă păstrate, deși speciile sunt acum cunoscute de mii de ori mai mult.

În lumea noastră, există un grup mare de ființe vii care nu au o structură celulară. Aceste creaturi sunt numite viruși (în latină „virus” – otravă) și nu reprezintă forme de viață non-celulare. Virușii nu pot fi atribuiți animalelor sau plantelor. Sunt extrem de mici și, prin urmare, pot fi studiate doar cu un microscop electronic.

Virușii sunt capabili să trăiască și să se dezvolte în celulele altor organisme. Prin stabilirea în interiorul celulelor animalelor și plantelor, virușii provoacă multe boli periculoase, cum ar fi boala mozaic a tutunului, mazării și a altor culturi (în plante). În studiul procariotelor și virușilor, sistemul Linnean nu este aplicat pe deplin. Pe vremea lui, nu se știa aproape nimic despre lumea microorganismelor.

Prin urmare, formele de viruși și bacterii din sistem sunt adesea notate nu prin litere latine sonore, ci prin combinații de litere și numere. Virușii au legături genetice cu reprezentanții florei și faunei Pământului. Potrivit unor studii recente, mai mult de 30% din genomul uman constă din informații codificate de elemente asemănătoare virusului și transpozoni. Cu ajutorul virusurilor se poate produce așa-numitul transfer orizontal de gene (xenologie), adică transferul de gene între doi indivizi neînrudiți (sau chiar aparținând unor specii diferite).

Am ales acest subiect pentru că credem că este foarte relevant în timpul nostru. Mulți oameni de știință s-au luptat cu viruși periculoși și mortali de când au fost descoperiți.

Din punctul meu de vedere, lupta împotriva virușilor va fi mereu, până când oamenii de știință vor găsi un mijloc care să distrugă aceste organisme periculoase pentru viața umană, care au o structură non-celulară.

Este foarte dificil să faci față acestor organisme, deoarece au tendința de a schimba compoziția structurii lor atunci când intră în condiții favorabile.

Când scriem proiectul, ne-am propus următorul obiectiv: să studiem esența originii virușilor, structura și rolul lor în natură.

1) selectați sursele de informații necesare;

2) analizați aceste informații și raportați-le la problema studiată;

3) luați în considerare descoperirile oamenilor de știință pentru a studia structura virușilor;

4) găsiți calitățile pozitive și negative ale virușilor;

5) pregătiți-vă pentru a apăra proiectul.

Natura și originea virusurilor

Ideile moderne despre viruși au evoluat treptat. În 1892. DI. Ivanovsky a atras atenția asupra bolii răspândite a tutunului, în care frunzele sunt acoperite cu o împrăștiere de pete (boala mozaic). După descoperirea virușilor de către Ivanovsky, aceștia au fost considerați pur și simplu microorganisme foarte mici, incapabile să crească pe medii nutritive artificiale. La scurt timp după descoperirea virusului mozaic al tutunului, s-a dovedit natura virală a febrei aftoase, iar câțiva ani mai târziu, au fost descoperiți bacteriofagi. Astfel, au fost descoperite trei grupe principale de virusuri, care infectează plante, animale și bacterii. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp aceste ramuri independente ale virologiei s-au dezvoltat izolat, iar cele mai complexe virusuri - bacteriofagii - au fost considerate multă vreme nu materie vie, ci ceva asemănător enzimelor. Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930, a devenit clar că virușii sunt materie vie și, aproximativ în același timp, le-au fost atribuite și numele de viruși filtrabili sau ultravirusuri.

La sfârșitul anilor 30 - începutul anilor 40, studiul virușilor a avansat atât de mult încât au dispărut îndoielile cu privire la natura lor vie și a fost formulată o declarație despre viruși ca organisme. Baza pentru recunoașterea virusurilor ca organisme au fost faptele obținute în timpul studiului lor, care indică faptul că virusurile, ca și alte organisme (animale, plante, protozoare, ciuperci, bacterii), sunt capabile să se reproducă, au ereditate și variabilitate, adaptabilitate la condițiile în schimbare ale lor. habitat și, în sfârșit, susceptibilitatea la evoluția biologică, oferită de selecția naturală sau artificială. Aceasta este, în primul rând, interacțiunea a doi genomi - viral și celular.

Potrivit celui de-al treilea, virusurile sunt derivați ai structurilor genetice celulare care au devenit relativ autonome, dar și-au păstrat dependența de celule. A treia ipoteză de 20-30 de ani părea puțin probabilă și chiar a primit numele ironic al ipotezei genelor furioase. Cu toate acestea, faptele acumulate oferă din ce în ce mai multe argumente noi în favoarea acestei ipoteze. Odată cu aceasta, s-au acumulat un număr semnificativ de fapte care indică existența în natură pe scară largă a schimbului de blocuri gata făcute de informații genetice, inclusiv între reprezentanții diferitelor viruși, îndepărtați evolutiv. Ca urmare a unui astfel de schimb, proprietățile ereditare se pot schimba rapid și brusc prin încorporarea de gene străine (împrumutând o funcție genică). Pot apărea noi calități genetice și datorită unei combinații neașteptate de gene intrinseci și integrate (apariția unei noi funcții). În cele din urmă, o simplă creștere a genomului din cauza genelor nefuncționale deschide posibilitatea evoluției acestora din urmă (formarea de noi gene).

Ce sunt formele de viață non-celulare?

Mușcă dureros și ofensator

Deși uneori nu se vede...

J. Swift

„Ei bine, lăsați-o pe frumoasa noastră străină să rămână străină, dacă ne-ar iubi”,? a spus, conform legendei, remarcabilul microbiolog L. Pasteur, nereușind să izoleze agentul cauzator al rabiei? o boală teribilă de la care nu a fost mântuire în secolul al XIX-lea. A reușit să obțină un vaccin și, prin urmare, să învețe natura unui agent infecțios și să salveze multe mii de vieți umane. Nimeni nu ar fi putut face asta în acele vremuri, deoarece agentul cauzal al rabiei nu era un microb, așa cum se aștepta L. Pasteur, ci un virus.

Alături de organismele unicelulare și multicelulare, există și alte forme de viață în natură. Aceștia sunt viruși care nu au o structură celulară. Ele reprezintă o formă de tranziție între materia vie și cea nevie. Virușii sunt foarte simpli. Fiecare particulă virală constă din ARN sau ADN închis într-un înveliș proteic numit capsid, se numește o particulă infecțioasă complet formată virion... Unele virusuri (herpes sau gripă) au și o înveliș suplimentară care provine din membrana plasmatică a celulei gazdă. Virușii pot trăi și se pot reproduce numai în celulele altor organisme. În mediul extern, nu prezintă semne de viață, multe sunt sub formă de cristale. Dimensiunea virusurilor variază de la 20 la 300 nm.

Virusul are o structură internă destul de complexă. Miezul (nucleul) său conține o (uneori mai multe) molecule de acid nucleic (ADN sau ARN). Acizii nucleici ai celor mai mici virusuri conțin 3-4 gene, iar cei mai mari virusuri au până la 100 de gene. În exterior, virusul este acoperit cu o „teacă” proteică care protejează acidul nucleic de influențele nocive ale mediului. Forma virușilor este foarte diversă. După mărime, virusurile sunt împărțite în mari (300-400 nm în diametru), medii (80-125 nm) și mici (20-30 nm). Virușii mari pot fi observați la un microscop obișnuit, cei mai mici sunt studiati la microscop electronic.

Cum intră un virus într-o celulă?

Virușii vegetali, ale căror celule, pe lângă membrană, sunt protejate de o membrană puternică de celuloză, pot pătrunde în ele numai în locurile de deteriorare mecanică. Purtătorii acestor viruși pot fi artropode - insecte precum afidele și căpușele cu un aparat de suge. Ei poartă virioni pe proboscis. Iar la om, purtători de boli virale pot fi țânțarii (febra galbenă), țânțarii (encefalita japoneză) sau căpușele (encefalita taiga). Anterior, toți virusurile care s-au răspândit cu ajutorul sângerilor erau combinați într-un grup arbovirusuri.

Celulele animale neînvelite protejate de o singură membrană sunt mai vulnerabile la viruși, în primul rând datorită capacității lor de a phago- și pinocetoza... Captând nutrienți, ei „înghite” adesea și virionii. Dacă celulele sunt conectate între ele, ca și celulele din sistemul nervos, virusul poate călători prin aceste contacte, infectând o celulă după alta. Acesta este de obicei un proces lent (așa apare o infecție, de exemplu, atunci când este mușcat de un animal turbat).

În cele din urmă, mulți viruși dezvoltă adaptări speciale pentru a intra în celulă. Celulele care căptușesc căile respiratorii sunt acoperite cu un strat protector de mucus. Dar virusul gripei subțiază mucusul și pătrunde în membrană (de aceea primul simptom al gripei este adesea un nas care curge).

Virusul SIDA infectează globulele albe din sângele nostru - leucocite folosind proteine care ies din suprafata cochiliei sale, „furate” din celula gazda.

În această imagine, puteți vedea cum intră virușii în celulă. În stânga și în centru, bacteriofagul E. coli: când coada se contractă, catena de ADN din cap este injectată în citoplasma celulei bacteriene. În dreapta este infectarea unei celule umane cu virusul SIDA. Glicoproteina de anvelopă gP 120 aderă la o proteină CD4 specifică; gP 41 străpunge membrana celulei gazdă, în urma căreia capsula proteinei ARN intră în citoplasmă, iar învelișul virionului gol este aruncat.

Clasificarea organismelor pe baza teoriei celulare. Caracteristicile generale ale virusurilor și rolul lor biologic și ecologic pe Pământ.

La studierea lumii organice a Pământului, s-a constatat că organismele, în funcție de structura lor, pot fi împărțite în două grupuri mari: celularși necelular forme. Majoritatea organismelor au celular structura și numai organismele care formează regatul Viruși avea necelular structura.

Virușii au fost descoperiți de D.I. Ivanovski în 1892 și în 1917. Felix Darel a descoperit bacteriofagul - un virus care infectează bacteriile. Virușii formează un regat Precelular sau Viruși... Acestea sunt organisme cu dimensiuni foarte mici (de la 20 la 200 nm (nanometri)). Virușii nu sunt capabili de creștere și activitatea lor vitală poate fi efectuată numai în interiorul celulei organismului gazdă.

Rolul biologic și ecologic al virusurilor este că aceștia sunt un factor de evoluție, provocând moartea indivizilor slăbiți și contribuind la supraviețuirea organismelor mai adaptate unui anumit habitat.

Metoda de propagare a virusului

Virus(din latină virus - otravă) - o particulă microscopică capabilă să infecteze celulele organismelor vii.

Virologie(de la virus și logos - cuvânt, doctrină), știința virușilor. Virologia generală studiază natura virusurilor, structura lor, reproducerea, biochimia, genetica.

Modul de reproducere al virusurilor diferă și de diviziunea, înmugurirea, sporularea sau procesul sexual, care au loc la organismele unicelulare, în celulele organismelor pluricelulare și la acestea din urmă în general. Reproducerea sau replicarea, așa cum se referă în mod obișnuit la multiplicarea virușilor. Formarea virionilor are loc fie prin autoasamblare (ambalarea acidului nucleic viral în capside proteice și formarea unei nucleocapside), fie cu participarea celulei, fie prin ambele metode (viruși înveliți). Desigur, opoziția diviziunii și replicării celulelor mitotice nu este absolută, deoarece metodele de replicare a materialului genetic în virusurile care conțin ADN nu diferă fundamental și dacă luăm în considerare că sinteza materialului genetic în virusurile care conțin ADN se efectuează și în funcție de tipul matricei, atunci opoziția este mitoza relativă și replicarea tuturor virusurilor. Și, cu toate acestea, diferențele dintre metodele de reproducere a celulelor și virușilor sunt atât de semnificative încât trebuie să împartă întreaga lume vie în viruși și non-virusuri.

Ce este SIDA?

Există multe virusuri în lume care provoacă boli care sunt periculoase pentru oameni, cum ar fi rabia, encefalita, poliemia, imunodeficiența, gripa, variola...

Virologia medicală, veterinară și agricolă investighează virusurile patogenice, proprietățile lor infecțioase, elaborează măsuri pentru prevenirea, diagnosticarea și tratarea bolilor cauzate de aceștia.

În zilele noastre, SIDA (sindromul imunodeficienței dobândite) este o problemă serioasă. Este o boală epidemică a omului care afectează predominant sistemul imunitar, care protejează organismul de diferiți agenți care cauzează boli. Infecția sistemului imunitar celular uman se manifestă prin dezvoltarea bolilor infecțioase progresive și a neoplasmelor maligne, iar organismul devine lipsit de apărare împotriva microbilor care în mod normal nu provoacă boli.

Pentru prima dată SIDA a fost înregistrat oficial în Statele Unite în 1981 și în 1983. S-a putut dovedi că este cauzată de un virus uman necunoscut anterior, din familia retrovirusurilor. Acest

virusul include doar enzima sa inerentă - revertase... Descoperirea sa a reprezentat o adevărată revoluție în biologie, deoarece a arătat posibilitatea de a transfera informații genetice nu numai după schema clasică ADN>ARN>proteică, ci și prin transcriere inversă din ARN>ADN.

Agentul cauzal al bolii este virusul imunodeficienței umane (HIV). Genomul HIV este reprezentat de două molecule de ARN identice de aproximativ 10.000 de perechi de baze. Mai mult, HIV izolat de la diverși bolnavi de SIDA diferă unul de celălalt prin numărul de baze (de la 80 la 1000). HIV are o variabilitate unică care este de 5 ori mai mare decât cea a virusului gripal și de 100 de ori mai mare decât cea a virusului hepatitei B. Variabilitatea genetică și antigenică continuă a virusului în populația umană duce la apariția de noi virioni HIV, ceea ce complică brusc. problema obținerii unui vaccin și face dificilă desfășurarea prevenirii speciale a SIDA. Mai mult, această proprietate a HIV, potrivit unui număr de experți, pune la îndoială însăși posibilitatea creării unui vaccin eficient pentru a proteja împotriva SIDA.

Una dintre manifestările infecției umane cu virusul SIDA este afectarea sistemului nervos central. SIDA se caracterizeaza printr-o perioada de incubatie foarte lunga (calculata din momentul infectarii pana la aparitia primelor semne ale bolii). La adulți, este în medie 5 ani. Se presupune că HIV poate persista în organism toată viața. Aceasta înseamnă că pentru tot restul vieții, persoanele infectate îi pot infecta pe alții și, în condițiile potrivite, pot contracta SIDA.

Una dintre principalele căi de transmitere a HIV și de răspândire a SIDA este actul sexual, deoarece agentul său cauzal se găsește cel mai adesea în sângele, materialul seminal și secrețiile vaginale ale persoanelor infectate.

Un stil de viață sănătos, legăturile maritale și familiile puternice, atitudinile negative față de perversia sexuală și promiscuitate și actul sexual ocazional sunt o garanție a siguranței împotriva SIDA.

Mai jos este o reprezentare schematică a virusurilor: O - învelișul virusului variolei; B - incluziuni proteice. Stânga - diagrama virionului virusului SIDA; P - proteine specifice virusului; gP - glicoproteine virale; 1 - membrană „furată” din celula gazdă; 2 - molecule de ARN din învelișul proteic; 3 - molecule proteice care transformă ARN-ul în ADN.

Daunele și beneficiile virușilor

Mulți viruși sunt cauza bolilor umane periculoase. Pe langa SIDA si oncogenă cauzatoare de cancer, acestea includ variola, rujeola, rabia, poliomielita, gripa, bolile respiratorii acute: infectii respiratorii acute, febra galbena, herpesul (se spune: „febra turnata pe buze”) si chiar virusurile care provoaca cresterea verucilor.

Cu toate acestea, nu toate bolile cauzate de viruși au învățat cum să prevină și să trateze cu succes. Încă nu am învățat cum să tratăm imunodeficiența și, de regulă, această boală teribilă duce la moarte în câțiva ani. Și o problemă complet nerezolvată este cancerul. Medicii viitorului vor trebui să învețe cum să lupte cu succes împotriva virușilor care provoacă tumori maligne.

La ce folosesc virușii? La urma urmei, aceștia sunt dușmanii tuturor viețuitoarelor. Poate fi benefic dacă virusul este inamicul inamicului, ceea ce înseamnă că nu în toate cazurile efectul virusului este negativ. Dacă atacă organismele unicelulare, care, în special, includ bacterii, acestea mor. Prin urmare, cu ajutorul unor astfel de viruși, bacteriofagi, este posibil să se distrugă bacteriile care provoacă boli atât de periculoase precum dizenteria, holera și ciuma.

Capacitatea virusului de a ucide celula gazdă poate fi folosită în lupta împotriva celulelor individuale ale organismelor multicelulare și, mai ales, a cancerului. În acest caz, cheia succesului este „direcționarea” exactă a virusului către celula care urmează să fie ucisă, deoarece în sine este gata să infecteze toate celulele corpului care sunt sensibile la acesta. Pentru aceasta, atât virusul, cât și o proteină specială, un anticorp capabil să se lege selectiv de o suprafață a celulei țintă, sunt atașate unei nanoparticule, care acționează ca un fel de vehicul. Un astfel de „proiectil” atacă doar anumite celule, distrugându-le. Desigur, trebuie avut grijă pentru a vă asigura că virusul poate părăsi organismul fără a deteriora celulele sănătoase. În nanotehnologie, virușii sunt folosiți și ca „șablon” pentru a crea sisteme nanostructurate.

Unii virusuri care provoacă boli ale insectelor sunt folosiți pentru combaterea dăunătorilor în agricultură și silvicultură. Cu toate acestea, ar trebui să se recunoască faptul că răul cauzat de aceste forme simple de viață. De multe ori beneficiile lor.

America a aprobat prima dată virușii ca supliment alimentar

O metodă neobișnuită de a trata bolile infecțioase periculoase, cum ar fi listerioza, a fost propusă de oamenii de știință americani. Viruși – bacteriofagii care sunt siguri pentru oameni vor fi pulverizați pe produse din carne gata de consumat pentru a ucide bacteriile mortale. Aprobat de FDA.

Listerioza, inclusiv prin alimente contaminate, afectează mii de oameni în Statele Unite în fiecare an, iar aproximativ 500 dintre ei mor. O companie de biotehnologie a găsit o cale de ieșire. Ea a venit cu un cocktail de șase viruși care sunt mortale pentru bacteria Listeria monocytogenes. S-a propus pulverizarea în masă a virușilor pe produse din carne gata de consumat: șuncă feliată, hot dog, cârnați, cârnați, precum și diverse produse din carne de pasăre.

Acest shake special preparat și rafinat a trecut toate testele necesare - fără efecte secundare și nicio modificare vizibilă a alimentelor procesate.

Concluzie

În timpul lucrului la proiect, am devenit și mai convins că este nevoie de o luptă acută împotriva virușilor periculoși pentru viața umană. Și aceasta este, de asemenea, o muncă foarte laborioasă, deoarece virușii pot muta, adică. modificarea compoziției. De aceea este foarte greu de găsit un leac, de exemplu, împotriva virusului imunodeficienței.

În zilele noastre, virușii sunt studiati de oamenii de știință din întreaga lume. Omenirea încearcă să beneficieze de ele. Am învățat deja cum să scăpăm de bacteriile care provoacă diverse boli cu ajutorul bacteriofagelor.

Poate că, în viitor, lupta împotriva virușilor nu va fi o problemă atât de serioasă ca acum.

Nu există un singur organism în natură care ar aduce doar rău și să distrugă alte organisme. La urma urmei, pentru ceva a fost creat de natură?

Cred că am dezvăluit pe deplin subiectul eseului meu și am rezolvat toate sarcinile stabilite pentru mine, după ce am lucrat pe cât posibil prin toată literatura pe acest subiect.

De asemenea, cred că acest subiect este foarte relevant, chiar este necesar în studiul științelor naturii. La urma urmei, obținem noi cunoștințe despre viruși, realizăm tot pericolul pe care aceștia îl pot provoca pentru fiecare organism viu de pe planeta noastră.

Bibliografie

1. Bogdanova T. L. Biologie: sarcini și exerciții. Un ghid pentru solicitanții la universități. - M .: Liceu, 1991.

2. Knorre DG, Myzina SD Chimie biologică: Manual pentru chimie, Biol. si miere. specialist. universități. - M .: Liceu, 2000.

3. Lemeza N. A., Kamlyuk L. V. Biologie în întrebări și răspunsuri: Manual / Hood. regiune M. V. Dranko. - Minsk: SRL „Potpurri”, 1997.

4. Mednikov BM Biologie: forme și niveluri de viață. - M .: Educație, 1994.

5. Polyansky Yu. I. Biologie generală: Manual. pentru 10-11 cl. miercuri shk. - M .: Educație, 1993.

6. Tupikin EI Biologie generală cu bazele ecologiei și protecția mediului: manual pentru început. prof. educaţie. - M .: Centrul Educaţional şi Editural „Academia”, 2002.

Un diagnostic de cancer sună adesea ca o condamnare la moarte. Milioane de oameni mor în fiecare an din cauza acestei boli groaznice. Cancerul este ucigașul numărul doi în Statele Unite, al doilea după bolile cardiovasculare. Aproximativ jumătate de milion de americani sunt uciși în fiecare an. Cu toate acestea, cancerul poate fi încă prevenit. Prevenirea este cheia pentru rezolvarea acestei probleme. Adăugați diagnosticul și tratamentul precoce la aceasta și aveți formula pentru a salva milioane de oameni de la moarte prematură.
Medicina preventivă s-a născut cu mii de ani în urmă sub Moise. Biblia spune că Moise, inspirat de Dumnezeu, a fost cel care a creat primul cod de sănătate. Moise nu numai că a introdus carantina pentru bolile infecțioase, el a dezvoltat o întreagă gamă de măsuri sanitare și epidemiologice speciale, inclusiv eliminarea apelor uzate. Moise a fost cu secole înaintea timpului său în înțelegerea și tratarea bolilor.

Secolul al XVI-lea este secolul progresului științific și al iluminismului. Atunci Pasteur a descoperit că multe boli infecțioase sunt cauzate de microorganisme. În cele din urmă, la începutul acestui secol, au fost descoperite substanțe chimice și antibiotice speciale pentru a trata și a preveni infecțiile. Dar cea mai semnificativă dezvoltare în domeniul asistenței medicale a fost dezvoltarea medicinei preventive.

În 1798, medicul englez Edward Jenner a descoperit că variola vacii (o formă ușoară de variolă) era comună la lăptătoare. El a observat, de asemenea, că cei care sufereau de această boală nu erau sensibili la variolă, o boală infecțioasă teribilă, ale cărei epidemii măturau periodic Europa, luând mii de vieți în fiecare an. Dr. Jenner a luat conținutul pustulelor (pustule) de la animalele vaccinate și a injectat o cantitate mică într-o zgârietură de pe pielea fiului său de șase luni. Acest lucru a dus la dezvoltarea unui vaccin împotriva variolei și la nașterea unei noi științe - imunologia. Când vaccinul a fost îmbunătățit și utilizarea sa extinsă, numărul cazurilor de variolă a scăzut semnificativ. Variola a fost eliminată datorită programului de imunizare în masă derulat de Organizația Mondială a Sănătății în anii 70 ai acestui secol. În 1977, Somalia, Africa, a înregistrat ultimul caz de boală pe planeta Pământ.

Cu doar 125 de ani în urmă, oamenii au început să vorbească serios despre prevenirea bolilor, și nu doar despre tratamentul lor. La acea vreme, atenția medicilor s-a îndreptat în principal către bolile infecțioase, care au adus cel mai mare număr de vieți. Apoi a venit revoluția salubrității. Eforturile concertate ale medicilor de știință au vizat mediul înconjurător, în principal să asigure populației cu apă potabilă ecologic curată, eliminarea apelor uzate, a deșeurilor menajere și a altor ape uzate. Au început să fie monitorizate sursele de contaminare a alimentelor, inclusiv inspecția cărnii și pasteurizarea laptelui. Aceste eforturi de sănătate publică au redus semnificativ incidența.

Cu aproximativ 30 de ani în urmă, au început să privească prevenirea bolilor într-un mod nou. Dar acum nu mai era vorba de boli infecțioase, ci de boli somatice precum ateroscleroza vaselor inimii, accidentul vascular cerebral, hipertensiunea arterială, diabetul, artrita și cancerul. S-a dovedit că pot fi prevenite prin îmbunătățirea „ecologiei personale”. Aceste așa-numite „boli ale stilului de viață” pot fi prevenite în primul rând prin eforturi individuale, personale. În același timp, activitățile autorităților de sănătate publică - atât private, cât și publice - s-au deplasat către zona de diseminare a informațiilor pe probleme de sănătate.

Cu toate acestea, înainte de a vorbi despre prevenirea cancerului, ar trebui spus despre boala în sine. Cancerul nu este o singură boală, ci mai degrabă un grup de boli cauzate de diverse cauze, ceea ce determină abordarea adecvată a tratamentului acestora. Cancerul uterin, de exemplu, poate apărea atât în regiunea cervicală, cât și în corpul uterului. Apariția, simptomele, tratamentul și prognosticul acestor două tipuri de cancer uterin sunt diferite. Oncologii disting peste o sută de forme de cancer la om.

S-au învățat multe despre etiologie (o ramură a medicinei care studiază cauzele și condițiile bolilor) și tratamentul acestui grup de boli complexe numite cancer, dar o parte semnificativă a întrebărilor rămâne fără răspuns până în prezent. Din fericire, nu trebuie să știți toate răspunsurile pentru a face schimbări în stilul de viață care vă cresc riscul de cancer. Urmând sfaturile din acest capitol, poți preveni cancerul cu 70-90%, poate mai mult.

Care sunt cauzele cancerului

Ar fi grozav dacă ar exista un răspuns la fel de simplu la această întrebare simplă. Din păcate, răspunsul nu este ușor. Cancerul este o problemă de o complexitate enormă. Etiologia cancerului este asociată cu mulți factori - vârstă, rasă, cultură, stil de viață, mediu extern și intern, predispoziție genetică. Deși cancerul este în general considerat o boală a vârstnicilor (jumătate din toate cazurile apar după vârsta de 65 de ani), peste 1.500 de copii cu vârste cuprinse între 3 și 14 ani mor de cancer în fiecare an în Statele Unite. Mai mulți copii mor de cancer în fiecare an decât din cauza bolilor infecțioase. Din fericire, decesele cauzate de cancer la copii s-au redus la jumătate din 1950. Nimeni nu are imunitate împotriva cancerului. În Africa, negrii suferă rareori de cancer de rect sau de piele, în timp ce oamenii de culoare americani au cancer de rect mai des decât albii americani. De fapt, în Statele Unite, negrii au mai multe șanse de a dezvolta cancer decât albii. În ultimii 30 de ani, incidența cancerului în rândul negrilor a crescut cu 27%, în timp ce la albi a crescut doar cu 12%. O excepție de la acest model este cancerul corpului uterin. În 1985, era de două ori mai frecventă în rândul femeilor albe decât în rândul femeilor de culoare.

Există o relație directă între cultura și stilul de viață al unei persoane și incidența cancerului. Alimentația nesănătoasă, drogurile, alcoolul, tutunul și stresul sunt factori foarte importanți în cancer. În țările lumii a treia, această boală este mult mai puțin frecventă decât în așa-numita lume occidentală. Printre adventiştii de ziua a şaptea care trăiesc în California, incidenţa cancerului este semnificativ mai mică decât a statului în ansamblu.

Cancerul începe cu renașterea unei singure celule. Acest lucru va fi discutat în continuare. Ceea ce provoacă prima schimbare într-un anumit proces de renaștere se numește inițiator. Cu toate acestea, înainte ca o celulă să devină canceroasă, în ea au loc o serie de schimbări. Aceste modificări secundare sunt determinate de factori numiți promotori. Cancerul nu se dezvoltă în absența unuia dintre acești factori - inițiatorul și facilitatorul. Procesele care preced apariția cancerului au loc în nucleul celulei și, mai precis, în gene, acest „loc principal de control” al activității celulare. Există multe varietăți de gene și fiecare are o funcție diferită. Genele nu numai că transmit trăsături ereditare de la o generație la alta, ci sunt și responsabile de controlul activităților din interiorul celulei și de producerea a numeroase enzime, hormoni și alte substanțe chimice necesare desfășurării normale a proceselor fiziologice. Genele controlează și direcționează, de asemenea, creșterea și reproducerea celulelor. Genele sunt aliniate într-o secvență specifică în ADN-ul cromozomilor. Încălcarea acestei secvențe (translocare) și poate servi ca un impuls pentru apariția cancerului. Protooncogenele sunt gene care îndeplinesc funcții de control în celulă, dar sunt ținta inițiatorilor de cancer. Unele dintre protooncogene, prin legarea de un inițiator sau traduse, se transformă în oncogene, care la contactul ulterioar cu inițiatori sau promotori produc celule canceroase viabile care formează tumori.

Factorii de mediu care pot servi ca inițiatori sau promotori ai cancerului includ agenții de radiații (razele ultraviolete, radiațiile termice și cu raze X), agenții cancerigeni chimici (fumul de tutun, băuturile alcoolice, substanțele chimice industriale) și stresul. Modificările genice cauzate de inițiatori sunt de obicei ireversibile și tranzitorii. Aceiași agenți care acționează ca inițiatori pot servi și ca promotori. Promotorii funcționează pe o perioadă lungă de timp (uneori ani). Ele pot fi prevenite. Exemple de promotori sunt grăsimile comestibile, fenobarbitalul, hormonii, aflatoxinele, zaharina, azbestul, hidrocarburile, agenții estrogenici sintetici. Stresul s-a dovedit a fi unul dintre factorii importanți în cauzarea cancerului. Orice iritație – emoțională sau fizică – afectează mediul intern al corpului. Sistemul imunitar este suprimat. Adăugați la aceasta secreția crescută de hormoni, acid clorhidric, substanțe precum adrenalina - și obțineți un mediu favorabil pentru reproducerea celulară necontrolată.

S-a dovedit și rolul virusurilor în cancer. Acum mai bine de 20 de ani, la o conferință a chirurgilor, am auzit o declarație a laureatului Nobel Wendell Stanley. În opinia sa, toate tipurile de cancer sunt asociate într-un fel cu viruși. Stanley a fost primul care a izolat un astfel de virus (1935). El a fost coleg cu Francis Durand-Reynals de la Universitatea Yale, care a fost unul dintre primii care au prezentat teoria naturii virale a tumorilor canceroase. Lanțul de dovezi care leagă cancerul de viruși datează de la sfârșitul secolului trecut. În 1892, microbiologul rus D.I. Ivanovsky a fost primul care a descoperit virusul bolii mozaic a frunzelor de tutun. În 1911, P. Rouse a descoperit un virus care provoacă sarcom la găini și se transmite la alte păsări. În 1936, Bittner a descoperit un virus care provoacă tumori mamare la șoareci și a demonstrat că se transmite prin laptele de șoarece. Mai târziu, omul de știință a stabilit o legătură între agentul viral și modificările genetice care duc la dezvoltarea cancerului. Cercetătorul Dubelko a fost primul care a crescut o cultură de celule canceroase, în special, o cultură a virusului poliomului de șoarece. Sarah Stewart a descoperit un nou virus canceros în 1957 și a crescut o cultură care a provocat cancer atunci când a fost injectată la animale sănătoase.

În anii 50 L. Gross a făcut o observație neobișnuită. Șoarecii sub 16 zile, cărora le-a injectat virusul cancerului, au dezvoltat leucemie. Șoarecii mai bătrâni din aceeași rasă cărora li s-a injectat același virus au dezvoltat cancer la glandele salivare.
În prezent, se știe că peste 50 de viruși (atât soiurile ARN, cât și ADN) provoacă cancer la animale.

Răspândirea infecțiilor virale în regnul animal este uimitoare. S-a descoperit că peste 40% dintre vacile de lapte au virusul dimfomului bovin (pe baza testelor individuale ale efectivelor). Anumite viruși provoacă cancer la pești. În urmă cu câțiva ani, un stat occidental a fost nevoit să-și închidă incubatoarele de pește din cauza unui focar de cancer în rezervoarele de incubație. Sunt vegetarian și sunt convins că produsele de origine animală, inclusiv ouăle, laptele, carnea de pasăre, peștele și carnea, sunt un factor de risc, deși încă nu s-a dovedit că vreun virus canceros poate fi transmis de la animale la om. Cu toate acestea, aceste dovezi ar putea apărea în curând. Unii cercetători au raportat anticorpi la anumiți retrovirusuri care provoacă cancer la animale în sângele unui pacient cu cancer. În 1970, s-a descoperit că unii viruși secretă enzime neobișnuite care pot transforma ARN-ul în ADN. Această enzimă se numește transcriptază inversă. Virușii care secretă o enzimă similară au fost grupați într-o familie numită retrovirusuri. Retrovirusurile provoacă multe boli la animale, inclusiv cancer. Se crede că acestea provoacă unele boli la oameni, dar rămâne nedovedit că virusurile canceroase care conțin ARN pot invada celulele umane, ducând la boli.

Modificările genetice cauzate de inițiator pot duce la mutație. Unele gene mutante devin oncogene. Din fericire, este nevoie de două sau mai multe celule pentru a muta înainte ca cancerul să se dezvolte. Cu o singură mutație, organismul face față de obicei forțelor de protecție, iar reproducerea celulelor anormale se oprește. Este, de asemenea, un factor favorabil că mutațiile, în cea mai mare parte, cauzează moartea celulelor, și nu degenerarea acesteia într-o celulă canceroasă.

Să ne uităm la limfomul Burkitt (limfom african), un cancer în care virusul Epstein-Barr (EB) poate fi inițiator, care este, de asemenea, legat de carcinomul nazofaringian și, eventual, de alte tipuri de cancer la om. De asemenea, se știe că virusul EB provoacă mononucleoză infecțioasă. Virusul EB poate schimba gena de creștere din nucleul celulei fără a provoca cancer. O întâlnire repetată cu acest virus sau cu alt inițiator sau promotor poate provoca o a doua mutație și o posibilă dislocare în aranjamentul normal al genelor. Acum, celula anormală este predispusă să se reproducă și să formeze tumori, dar acest lucru încă nu se întâmplă fără implicarea unuia sau mai multor promotori. După cum sa subliniat, posibilii promotori ai cancerului sunt toxinele alimentare, malaria, medicamentele și chiar hormonii convenționali.

Un mecanism similar funcționează în unele tipuri de cancer hepatic primar. Aici virușii pot fi atât inițiatori, cât și promotori. Toxinele pot fi și inițiatori sau promotori. Oamenii de știință au descoperit recent că fenobarbitalul, un sedativ utilizat pe scară largă, ar putea fi un promotor al cancerului hepatic.

În plus, așa-numita predispoziție joacă un rol important în dezvoltarea cancerului. O predispoziție înseamnă că o persoană este capabilă să perceapă boala. Acest lucru este determinat în mare măsură de sistemul său imunitar. Dacă o persoană are imunitate puternică, este posibil ca agenții chimici cancerigeni, virușii și chiar radiațiile moderate să nu conducă la modificări canceroase.

Comun tuturor tipurilor de cancer este reproducerea celulară patologică și necontrolată. Corpul uman este alcătuit din aproximativ 100 de trilioane de celule, dintre care majoritatea răspund prin reproducere la iritații sau leziuni. Miliarde de celule mor în fiecare zi - altele noi trebuie să le ia locul. Să aruncăm o privire foarte rapidă asupra structurii celulei.

De dimensiuni microscopice, celulele au o varietate nelimitată de forme și tipuri. Fiecare dintre ele are o coajă în care este închisă substanța sa. Învelișul este format din două straturi de fosfolipide. Fosfolipidele sunt grăsimi și substanțe grase (lipide) atașate la o sare complexă a acidului fosforic. Pentru funcționarea normală, fiecare celulă vie trebuie să fie într-o stare de mișcare constantă, ca o amibă. Compoziția corectă a fosfolipidelor este esențială pentru această mișcare. Prea mult colesterol, grăsimi saturate sau suprasaturate fac membrana rigidă și interferează cu mișcarea celulelor. Deci cantitatea și calitatea grăsimilor din dieta noastră are un efect cert asupra activității celulare. Prea mult colesterol, anumite tipuri de grăsimi din dietă duc la formarea membranelor celulare defecte.

În interiorul celulei se află protoplasmă și enzime care permit celulei să-și îndeplinească funcțiile specifice. Unele celule ale corpului nostru produc insulină, altele - albumină și globulină, iar altele produc anticorpi și alte mijloace de protecție chimică. Toate celulele produc energie. Ei înșiși au nevoie de energie. Toată această activitate este controlată din nucleul celular.

Pagina 1 din 2

Ideile moderne despre viruși au evoluat treptat. După descoperirea virușilor de către D.I. Ivanovsky (1892), aceștia au fost considerați pur și simplu microorganisme foarte mici, incapabile să crească pe medii nutritive artificiale. La scurt timp după descoperirea virusului mozaic al tutunului, s-a dovedit natura virală a febrei aftoase, iar câțiva ani mai târziu, au fost descoperiți bacteriofagi. Astfel, au fost descoperite trei grupe principale de virusuri care infectează plantele, animalele și bacteriile.

Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp aceste ramuri independente ale virologiei s-au dezvoltat izolat, iar cele mai complexe virusuri - bacteriofagii - au fost considerate multă vreme nu materie vie, ci ceva asemănător enzimelor. Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930, a devenit clar că virușii sunt materie vie și, aproximativ în același timp, le-au fost atribuite și numele de viruși filtrabili sau ultravirusuri. Acest lucru a fost reflectat într-una dintre primele monografii despre ei. Mai târziu, prefixele au dispărut, iar denumirea folosită acum - viruși, sub care virușii plantelor, animalelor și bacteriofagelor - virușii bacterieni, au fost combinați.

Conceptul de virusuri ca organisme a atins apogeul la începutul anilor 1960, când a fost introdus conceptul de virion ca individ viral. Totuși, în aceiași ani, marcați de primele succese ale biologiei moleculare a virusurilor, a început declinul conceptului de virusuri ca organisme, iar aceste procese contradictorii (triumf și declin) s-au reflectat la Simpozionul I Internațional. Deja atunci, concomitent cu introducerea conceptului de „virion”, pe de o parte, s-au arătat diferențele dintre structura lor și structura celulelor și chiar a fost introdus termenul de „arhitectură” a virionilor. Pe de altă parte, s-au generalizat fapte care indicau un tip complet diferit de reproducere față de celule, care de ceva timp a fost numită reproducere disjunctivă, subliniind dezbinarea - temporală și teritorială - a sintezei materialului genetic (ARN, ADN) și a proteinelor virale. . Raportul de la simpozionul menționat mai sus a formulat și principalul criteriu de diferențiere a virusurilor de alte organisme: materialul genetic al virusurilor este unul dintre cele două tipuri de acizi nucleici (ARN sau ADN), în timp ce organismele au ambele tipuri de acizi nucleici.

Ulterior, acest criteriu s-a dovedit a nu fi absolut, deoarece, în primul rând, virusurile care conțin ADN în timpul reproducerii sintetizează ARN-uri informaționale (sau matrice), iar în al doilea rând, retrovirusurile care conțin ARN sintetizează ADN-ul în timpul reproducerii și, în plus, virușii care conțin ARN mari. (variola, herpes) poate conține și cantități mici de ARN în virioni, iar cantități mici de ADN (încă, probabil, celular) se găsesc în virionii virusurilor gripale. Criteriul principal și absolut care distinge virusurile de toate celelalte forme de viață este absența sistemelor proprii de sinteză a proteinelor (sisteme ribozomale).

Datele acumulate până în prezent ne permit, de asemenea, să concluzionam că virușii nu sunt organisme, chiar și cele mai mici, deoarece orice organisme, chiar și minime, cum ar fi micoplasma, rickettsia sau chlamydia au propriile sisteme de sinteză a proteinelor.

Modul de reproducere al virusurilor diferă și de diviziunea, înmugurirea, sporularea sau procesul sexual, care au loc la organismele unicelulare, în celulele organismelor pluricelulare și la acestea din urmă în general. Reproducerea sau replicarea, așa cum înseamnă de obicei multiplicarea virușilor, are loc în mod disjunctiv (cel din urmă termen este acum mai des implicat decât folosit). Formarea virionilor are loc fie prin auto-asamblare (împachetarea acidului nucleic viral într-o capsidă proteică și astfel formând o nucleocapsidă), fie cu participarea celulei (unii fagi ai micoplasmelor care conțin lipide) sau ambele (viruși înveliți) . Bineînțeles, opoziția între diviziunea și replicarea celulelor mitotice nu este absolută, deoarece metodele de replicare a materialului genetic al unei celule și virusurile care conțin ADN nu diferă fundamental și dacă luăm în considerare faptul că sinteza materialului genetic în Virușii care conțin ARN se efectuează, de asemenea, în funcție de tipul de matrice, atunci este relativ contrastantă mitoza și replicarea tuturor virusurilor. Și, cu toate acestea, diferențele dintre metodele de reproducere a celulelor și virușilor sunt atât de semnificative încât are sens să împărțim întreaga lume vie în viruși și non-virusuri.

Multe alte concepte care sunt „atribute” organismelor nu sunt, de asemenea, aplicabile virușilor. În primul rând, concepte fundamentale precum „individ”, „populație”, „specie”.

Este obișnuit să se interpreteze conceptul de „virion” ca un individ viral, deși virionul este doar o anumită etapă din viața virusului și doar acea etapă în care virusul nu manifestă activitate. Prin urmare, s-a propus chiar denumirea acestui stadiu al existenței virusului virospore. Între timp, există mai multe grupuri de viruși în care genomul nu este doar fragmentar (acest lucru se întâmplă și în celulele eucariote, al căror genom este discret și există sub forma unei sume de cromozomi), dar și diferitele sale fragmente sunt disociate și sunt localizate în particule diferite. Virusul prezintă proprietăți infecțioase numai atunci când intră un set complet de particule diferite, al căror număr în virușii de plante este de 2 - 4, iar în unele viruși de insecte până la 28. Ce este un individ viral în aceste cazuri, când chiar și conceptul de „virion” nu se poate aplica?

Trecând la analiza activității vitale active a virusului, care se reduce în întregime la reproducerea acestuia, constatăm că locul virionului care a pătruns în celulă este ocupat fie de acidul său nucleic gol (de exemplu, în virusul polio), sau printr-un complex nucleoproteic (de exemplu, în virusul gripal) sau structuri subvirionice mai complexe (de exemplu, în reovirus). Apoi are loc sinteza moleculelor fiice ale genomului viral. În multe virusuri care conțin ADN, acest proces nu este doar similar cu sinteza ADN-ului celular al cromozomilor, dar este, de asemenea, furnizat în mare măsură, și uneori aproape în întregime, de enzimele celulare. Mai mult, acest lucru are loc nu numai în timpul formării virusurilor simple și mici (papovavirusuri, parvovirusuri), ci și în timpul sintezei virusurilor complexe cu genom mare (virusuri herpetice, iridovirusuri), în care este catalizată o anumită proporție din sinteza ADN-ului. de propriile enzime. Intermediarii replicativi rezultați cu greu pot fi caracterizați ca indivizi virali: acestea sunt șabloane pe care sunt sintetizate numeroase copii ale genomurilor fiice ale virusului. În virușii cu un genom sub formă de ARN monocatenar, ei fie sunt lipsiți de sens informațional, adică nu codifică proteinele specifice virusului corespunzătoare (virusuri cu polaritate pozitivă a genomului), fie, dimpotrivă, conțin gene. pentru proteinele virale, deoarece ARN-ul virionului nu are proprietăți de codare.

Odată cu ciclul productiv, unii virusuri care conțin ADN (fagi temperați, papovavirusuri, virusul hepatitei B etc.) pot intra în interacțiune integrativă cu genomul celular, integrându-se covalent în acesta și transformându-se într-un grup de gene celulare care sunt transmise mai departe. la celulele descendenți (între eucariote) conform legilor lui Mendeleev. În această stare, genomul viral integrat, denumit provirus, este de fapt un grup de gene celulare. Dacă în provirus apare o mutație, care face imposibilă „taierea” genomului viral din cel celular, un astfel de provirus defect poate deveni pentru totdeauna o parte integrantă a genomului. Multe date ne permit să concluzionăm că genomul pro- și eucariotelor conțin gene integrate sau genomi ai virusurilor independenți în trecut.

Există un grup mare de retrovirusuri care conțin ARN în care ADN-ul complementar este sintetizat pe șablonul genomului lor. Acesta sub formă de ADN dublu catenar este integrat (inserat covalent) în genomul celular și în această formă este o matrice pentru sinteza moleculelor fiice de ARN virion și ARNm pentru sinteza proteinelor virale. În ambele cazuri (virusuri care conţin ADN integrabil, retro-virusuri), provirusul format de astfel de căi devine un grup de gene celulare.

Aceste fapte și exemple ilustrează clar poziția inaplicabilității conceptului de individ față de viruși.

Conceptul de populație este la fel de inaplicabil virușilor, deoarece stadiul de reproducere intracelular și cu atât mai mult procesele de integrare privează complet de sensul interpretării unui virus care se reproduce ca populație. La aceasta ar trebui adăugate date despre particulele interferente defecte care „însoțesc” aproape fiecare infecție virală. Aceste particule sunt virioni cu un genom incomplet, deci nu sunt capabili să se reproducă. Cu toate acestea, ele joacă un rol biologic important în asigurarea persistenței virusurilor în organismele infectate sau în culturile de țesuturi. Astfel, „populația” virală este cel mai adesea suma virionilor cu drepturi depline și formațiunilor defecte, adică material mort. Astfel de „populații”, formate din indivizi vii și morți, nici nu pot fi imaginate în lumea organismelor. În unele cazuri, suma particulelor defecte cu defecte în diferite părți ale genomului poate duce la dezvoltarea unei infecții virale (fenomenul reactivării multiple).

Desigur, dacă nu există indivizi, nici populație, este dificil să introduci conceptul de specie. Această concluzie va fi susținută în continuare de considerații despre originea și evoluția virusurilor. Și, cu toate acestea, aceste concepte și-au găsit aplicație în virologie. Vorbim despre diferite populații de virusuri existente atât la nivelul organismelor infectate, cât și al populațiilor de gazde virus, iar clasificarea modernă a virusurilor, recunoscută la nivel internațional, se bazează pe izolarea speciilor, genurilor și chiar familiilor și pe utilizarea nomenclaturii binomiale, care este acceptat pentru toți ceilalți reprezentanți ai lumii organice... Și aceasta nu este pură distracție, ci abordări metodologice fundamentate teoretic și practic utile. Vom reveni la explicarea acestor paradoxuri mai târziu.

Dacă virușii nu sunt organisme, atunci care sunt ele? Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să se sublinieze gama de structuri biologice care pot fi desemnate ca viruși. Acest lucru este ușor atunci când vorbim de viruși obișnuiți, în general recunoscuți, de exemplu, virusurile variolei sau fagul MS2, în ciuda faptului că primul dintre ei are un genom - ADN cu o greutate moleculară de până la 240 10 6, și al doilea - ARN cu o greutate moleculară de aproximativ 1,2 · 10 6. Diferențele dintre aceste viruși nu sunt probabil mai puțin semnificative decât, să zicem, între E. coli și un elefant, sau, cel puțin, orice celulă a acestui animal. Cu toate acestea, lumea virușilor este și mai bogată dacă nu îi limitați la virușii infecțioși general recunoscuți.

Virușii defecte ar trebui, fără îndoială, clasificați ca viruși. Multe retrovirusuri oncogene sunt defecte, deoarece achiziția lor de gene care codifică oncogene este adesea însoțită de diviziuni ale altor gene. În prezența unor virusuri helper cu drepturi depline, de obicei apropiate de cele biologic defecte, virusul defect se poate replica fie (dacă nu are un defect în gena polimerazei), fie să folosească proteinele virusului helper (dacă are defecte). în genele proteinelor interne sau ale anvelopei). Poate că utilizarea proteinelor virusurilor îndepărtate biologic: dacă un retrovirus defect în proteinele anvelopei este propagat în prezența unui virus de stomatită veziculoasă, atunci virionii vor avea o înveliș exterioară a acestuia din urmă. Cu toate acestea, acest lucru nici măcar nu necesită ca unul dintre viruși să fie defect: cu o infecție mixtă, mulți viruși formează virioni, al căror genom este închis în plicurile altui virus.

Plasmidele, sau, așa cum se numeau înainte, epizomi, factori extracromozomiali ai eredității, „se apropie” de sateliți. Acestea sunt relativ mici, de obicei cu o greutate moleculară mai mică de 107, molecule de ADN circulare, mai rar liniare, care se găsesc adesea în celulele bacteriene. Ele îndeplinesc diferite funcții în funcție de genele de pe ele: toxine care ucid insectele; gene care provoacă creșterea tumorii în plante; enzime care distrug sau modifică antibioticele; factor de fertilitate – inducerea efectivă a procesului sexual în bacterii – schimbul de gene între cromozomii a două bacterii. Drojdia are ucigași (ARN-ul dublu catenar), care sunt toxine „codificate” care ucid celulele de drojdie care nu poartă ucigași. Plasmidele au două diferențe principale față de viruși, inclusiv cei defecte și sateliți: genele lor nu codifică sinteza proteinelor în care sunt împachetati acizii nucleici, iar replicarea lor este asigurată de celulă. Plasmidele se găsesc de obicei în formă liberă în citoplasmă, dar pot fi integrate în genomul celulei gazdă, iar aceasta din urmă poate fi eliberată de ele. Nu există granițe clare între plasmide și viruși obișnuiți. Astfel, unele plasmide sunt în mod clar derivate ale fagilor, care și-au pierdut majoritatea genelor și reținând doar câteva dintre ele. O serie de virusuri, de exemplu, papilomavirusul bovin, pot persista mult timp sub formă de plasmide - molecule de ADN goale. Virusurile herpetice pot persista sub formă de plasmide cu un genom complet sau parțial șters. Odată cu dezvoltarea ingineriei genetice, a devenit posibil să se obțină în mod artificial plasmide din ADN-ul viral, să se introducă gene străine în plasmide și chiar să se construiască artificial plasmide din fragmente de ADN celular.

Virusurile sunt adiacente virușilor - agenții cauzatori ai bolilor infecțioase ale plantelor. Ele nu diferă semnificativ de bolile virale obișnuite, dar sunt cauzate de structuri deosebite - mici (greutate moleculară 120.000 - 160.000) molecule circulare de ARN supercoiled. În toate celelalte privințe, acestea sunt boli virale tipice cu anumite manifestări, infecțiozitate în timpul transmiterii mecanice și multiplicarea viroizilor în celulele infectate.

În cele din urmă, bolile animalelor (ovine, capre) și ale oamenilor (boala Kuru, boala Creutzfeldt-Jakob) sunt asemănătoare infecțiilor virale, care se exprimă în dezvoltarea encefalopatiilor spongiforme. Se crede că aceste boli sunt rezultatul scăderii sub control a genelor care codifică proteine, care sunt atât produsele lor, cât și derensorii lor, și cauza leziunilor caracteristice ale celulelor nervoase.

Posibilitatea evoluției degenerative a fost stabilită și dovedită în mod repetat și, probabil, cel mai izbitor exemplu al acesteia este originea unor organele de celule eucariote din bacterii simbiotice. În prezent, pe baza studiului omologiei acizilor nucleici, se poate considera stabilit că cloroplastele protozoarelor și plantelor provin din strămoșii bacteriilor albastre-verzi de astăzi, iar mitocondriile din strămoșii bacteriilor violete. Se discută și posibilitatea originii centriolilor din simbionii procarioți. Prin urmare, o astfel de posibilitate nu este exclusă pentru originea virusurilor, în special a celor atât de mari, complexe și autonome precum virusul variolei.

Cu toate acestea, lumea virusurilor este prea diversă pentru a recunoaște posibilitatea unei evoluții degenerative atât de profunde pentru majoritatea reprezentanților săi, de la variola, herpes și iridovirusuri la adenosateliți, de la reovirusuri la sateliți ai virusului necrozei tutunului sau virusului delta care conține ARN - o satelit al virusului hepatitei B. ca să nu mai vorbim de asemenea structuri genetice autonome precum plasmidele sau viroizii. Varietatea materialului genetic din virusuri este unul dintre argumentele în favoarea originii virusurilor din forme precelulare. Într-adevăr, materialul genetic al virusurilor „epuizează” toate formele sale posibile: ARN și ADN monocatenar și dublu, tipurile lor liniare, circulare și fragmentare. Natura, așa cum spune, a încercat toate variantele posibile de material genetic pe viruși, înainte de a opta în cele din urmă pentru formele sale canonice - ADN-ul dublu catenar ca custode al informațiilor genetice și ARN-ul monocatenar ca transmițător. Și totuși, diversitatea materialului genetic din viruși indică mai degrabă originea polifiletică a virusurilor, mai degrabă decât conservarea formelor precelulare ancestrale, al căror genom a evoluat pe calea improbabilă de la ARN la ADN, de la forme monocatenar la forme duble. eșuat, etc.

A treia ipoteză pentru 20 - 30 de ani părea puțin probabilă și chiar a primit numele ironic al ipotezei genelor furioase. Cu toate acestea, faptele acumulate oferă din ce în ce mai multe argumente noi în favoarea acestei ipoteze. O serie dintre aceste fapte vor fi discutate într-o parte specială a cărții. Aici, observăm că această ipoteză explică cu ușurință nu numai originea polifiletică destul de evidentă a virusurilor, ci și caracterul comun al unor structuri atât de diverse, cum ar fi viruși completi și defecte, sateliți și plasmide și chiar prioni. De asemenea, din acest concept rezultă că formarea virușilor nu a fost un eveniment unic, ci a avut loc de mai multe ori și continuă să aibă loc în prezent. Deja în vremuri îndepărtate, când au început să se formeze formele celulare, împreună cu și odată cu acestea, formele necelulare, reprezentate de viruși - structuri genetice autonome, dar dependente de celule, s-au păstrat și dezvoltate. Virusurile care există acum sunt produse ale evoluției, atât ale celor mai vechi strămoși ai lor, cât și ale structurilor genetice autonome care au apărut recent. Probabil, fagii cu coadă sunt un exemplu al primilor, în timp ce plasmidele R sunt un exemplu al celor din urmă.

Principala prevedere a teoriei evoluționiste a lui Charles Darwin este recunoașterea luptei pentru existență și selecția naturală ca forțe motrice ale procesului evolutiv. Descoperirile lui G. Mendel și dezvoltarea ulterioară a geneticii au completat principalele prevederi ale teoriei evoluționiste cu doctrina variabilității ereditare, care are un caracter aleatoriu, stocastic, în special, despre mutații și recombinări, care sunt „materiale” pentru naturale. selecţie. Dezvoltarea ulterioară a geneticii moleculare a concretizat conceptul de genă și bazele chimice ale mutațiilor și recombinărilor, incluzând mutații punctuale, inserții, ștergeri, rearanjamente etc. în interiorul lumii şi prost explicate procesele de macroevoluţie - - formarea unor mari grupuri taxonomice, care stau la baza evoluţiei progresive.

Pentru a explica baza moleculară a acestor procese, precum și ratele reale de evoluție, a fost propusă teoria duplicării genelor și a genomului. Acest concept corespunde faptelor observate și explică bine evoluția lumii organice de pe Pământ, în special, apariția vertebratelor (cordate) și evoluția ulterioară a acestora de la primitive fără craniu la oameni. Prin urmare, acest concept a câștigat rapid acceptarea în rândul biologilor care studiază baza moleculară a evoluției.

Odată cu aceasta, s-au acumulat un număr semnificativ de fapte care indică existența în natură pe scară largă a schimbului de blocuri gata făcute de informații genetice, inclusiv între reprezentanții diferitelor viruși, îndepărtați evolutiv. Ca urmare a unui astfel de schimb, proprietățile ereditare se pot schimba rapid și brusc prin încorporarea de gene străine (împrumutând o funcție genică). Pot apărea noi calități genetice și datorită unei combinații neașteptate de gene intrinseci și integrate (apariția unei noi funcții). În cele din urmă, o simplă creștere a genomului din cauza genelor nefuncționale deschide posibilitatea evoluției acestora din urmă (formarea de noi gene).

Un rol special în asigurarea acestor procese revine virusurilor - structuri genetice autonome, incluzând atât virușii convenționali, cât și plasmidele. Această idee a fost exprimată în termeni generali și apoi dezvoltată mai detaliat [Zhdanov VM, Tikhonenko TI, 1974].

Virologie- o știință care studiază morfologia, fiziologia, genetica, ecologia și evoluția virusurilor

Cuvântul „virus” însemna otravă. Acest termen a fost folosit de L. Pasteur pentru a desemna un principiu infectios. În prezent, virusul înseamnă microorganisme minuscule care se reproduc situat oriunde sunt celule vii.

Descoperirea virușilor aparține omului de știință rus Dmitri Iosifovich Ivanovsky, care în 1892 a publicat o lucrare despre studiul bolii mozaicului de tutun. DI Ivanovsky a arătat că agentul cauzal al acestei boli este foarte mic și nu zăbovește pe filtrele bacteriene, care sunt un obstacol de netrecut pentru cele mai mici bacterii. În plus, agentul cauzal al bolii mozaicului de tutun nu este capabil să fie cultivat pe medii nutritive artificiale. DI Ivanovsky a descoperit viruși de plante.

În 1898, Leffler și Frosch au arătat că o boală răspândită la bovine, febra aftoasă, este cauzată de un agent care trece și prin filtrele bacteriene. Anul acesta este considerat anul descoperirii virusurilor animale.

În 1901, Reed și Carroll au arătat că agenții de filtrare pot fi izolați de cadavrele persoanelor care au murit de febră galbenă. Anul acesta este considerat anul descoperirii virusurilor umane.

D „Errell și Twort în 1917-1918. Au descoperit viruși în bacterii, numindu-i „Bacteriofagi". Ulterior, virusurile au fost izolate din insecte, ciuperci, protozoare.

Virusurile sunt încă unul dintre principalii agenți cauzali ai bolilor infecțioase și neinfecțioase la oameni. Aproximativ 1000 de boli diferite sunt de natură virală. Virușii și bolile umane pe care le provoacă sunt obiectul de studiu în virologia medicală.

Este în general acceptat că virușii provin din izolarea (autonomizarea) elementelor genetice individuale ale celulei, care a primit, în plus, capacitatea de a se transmite de la organism la organism. Într-o celulă normală, mai multe tipuri de structuri genetice se mișcă, de exemplu, matrice sau informațional, ARN (ARNm), transpozoni, introni și plasmide. Este posibil ca astfel de elemente mobile să fi fost predecesorii sau progenitorii virusurilor.

prionii- o clasă fundamental nouă de agenți patogeni, descoperită și clasificată relativ recent, în ciuda faptului că unele boli cauzate de acești agenți patogeni sunt cunoscute de aproximativ un secol. Termenul „prion” este format ca o anagramă a cuvintelor englezești „proteinaceous infectious (particules)”. Prionii sunt definiți ca „o particule infecțioase proteice mici, care este rezistentă la influențele inactivatoare care modifică acizii nucleici”, cu alte cuvinte, prionii sunt proteinele obișnuite ale corpului, care din anumite motive (care sunt încă necunoscute) încep să se comporte „incorect”.

Descoperirea prionilor este strâns legată de istoria descoperirii și formării teoriei infectii lente, când în 1954 B. Sigurdsson (Suedia) a prezentat rezultatele studiilor sale de lungă durată asupra bolilor în masă la oi aduse în 1933 din Germania la aproximativ. Islanda pentru dezvoltarea reproducerii karakul. În ciuda diferențelor clinice evidente și a localizării inegale a leziunilor organelor și țesuturilor, omul de știință suedez a reușit să detecteze o similitudine fundamentală între bolile pe care le-a studiat, care în forma sa modernă poate fi rezumată sub forma a patru caracteristici principale care disting infecțiile lente. :

o perioadă de incubație neobișnuit de lungă (luni și ani);
natura lent progresivă a cursului;
leziuni neobișnuite ale organelor și țesuturilor;

inevitabilitatea unui rezultat fatal.