 |
|
ЗНАЧЕННЯ ВІРУСІВ У ПРИРОДІ ТА ЖИТТІ ЛЮДИНИ.
Віруси спричинюють різноманітні, часто масові (епідемічні) та дуже небезпечні захворювання людини, тварин і рослин, чим завдають їм значної шкоди. У людини, наприклад, віруси вражають органи дихання (грип, аденоінфекції тощо), травну (гастроентерити, гепатити) чи нервову (поліомієліт, енцефаліти) системи, шкіру та слизові оболонки (кір, герпес, папіломи, вітряна віспа), пригнічують імунні реакції організму (СНІД), призводять до ракових захворювань. У свійських тварин віруси спричинюють ящур, чумку собак, чуму курей та багато інших захворювань. Віруси спричинюють і різноманітні захворювання культурних рослин: мозаїчність, плямистість, некрози, пухлини тощо.
Для того, щоб уникнути вірусних захворювань, необхідно дотримуватись певних правил. Хворих людей та свійських тварин слід ізолювати від здорових до їхнього одужання (карантин); їх потрібно лікувати за допомогою антивірусних препаратів; варто знищувати кровосисних та паразитичних членистоногих - переносників вірусних захворювань.
Особливе значення в боротьбі з вірусними захворюваннями має профілактичне щеплення, у результаті якого в організмі виробляється імунітет до певного виду захворювань. Завдяки профілактичним щепленням вдалося перемогти такі небезпечні захворювання людини, як віспу, поліомієліт. Прищеплюють і свійських тварин: наприклад, собак двічі (до зміни зубів і після неї) - проти чумки, парвовірусного ентериту тощо.
Роль вірусів у природі полягає у регуляції чисельності своїх хазяїв. Людина використовує віруси убіологічному методі боротьби зі шкідливими видами (личинками кровосисних комарів, шовкопря-да-недопарки тощо). Наприклад, проблему масового розмноження кролів в Австралії, що загрожувало виснаженню пасовищ, вдалося розв'язати за допомогою вірусу, який ефективно знизив чисельність цих тварин. Застосовуючи вірус проти шкідливого виду, треба попередньо переконатися, чи не вражатиме він й інші організми.
Віруси використовують і в генетичній інженерії: за їхньою допомогою певний ген, виділений з іншого організму або синтезований штучно, можна переносити в клітини бактерій. Так забезпечується синтез речовин, необхідних людині (наприклад, гормону інсуліну для лікування цукрового діабету, захисних білків-інтерферонів).
Учені вважають, що віруси відіграють певну роль і в еволюції прокаріот, оскільки можуть передавати спадкову інформацію від одних особин цих організмів до інших, як у межах одного виду, так і між різними, вбудовуючись у спадковий матеріал клітини-хазяїна.
ВІРОЇДИ І ПРІОНИ
Окрім вірусів у природі зустрічаються ще й інші інфекційні агенти, так як віро їди та пріони
Віроїди. Назва «віроїд» була запропонована в 1971 р. Т. Дінером. Від вірусів віроїди відрізняються за такими ознаками:
1. Відсутня білкова оболонка, віроїди складаються тільки із інфекційної РНК.
2. Віроїди – найменші, здатні до розмноження частинки, які відомі у природі. Їх РНК становить тільки 300-400 нуклеотидів.
3. Віроїди – це однокільцеві РНК.
4. Молекули РНК віроїдів не кодують власних білків.
З 1971 р. виявлено біля 10 видів віроїдів, які відрізняються за первинною структурою, хазяїнами, яких вони вражають, сиптомами хвороб. Вони вражають рослинні клітини.
Пріони. Таку назву запропонував, С. Прузінер, який їх відкрив у 1982 р. Це низькомолекулярні білки, які не містять нуклеїнових кислот. Пріони складаються із особливого білка, який існує у вигляді двох ізомерів. Один з них – нормальний клітинний протеїн. Він складається із 254 амінокислотних залишків і, на думку вчених, беруть участь у регуляції добових циклів багатьох гормонів. У здорових тварин його вміст складає 1 мкг/г тканини мозку (найбільше його в нейронах).
Інший ізомер – аномальний. Від нормального він відрізняється вторинною структурою. Його вміст у хворих тварин в 10 раз більший, ніж у здорових. Відомо біля 12 пріонових хвороб, шість з яких спостерігають у тварин. Шість хвороб описані і в людей (Коров’ячий сказ або хвороба Крейтцфельда-Якоба, куру, синдром Альперса). Це хвороби із сповільненою дією, які часто призводять до порушень діяльності ЦНС та смерті.
Природа пріонів до цього часу остаточно не з’ясована. Із вірусами їх об’єднують малі розміри, нездатність розмножуватися на штучних поживних середовищах, специфічне коло хазяїнів. Але в той час від вірусів вони відрізняються тим, що по-перше, у пріонів немає власного геному, отже, вони не можуть розглядатися, як живі істоти, по-друге, вони не провокують імунної відповіді, а по третє, є набагато стійкішими за віруси до температури, дії УФ-опромінення, іонізуючої радіації.
БАКТЕРІЇ
БАКТЕРІЇ
Будова.
За зовнішнім виглядом бактерії поділяють на такі групи:
Kоки — бактерії сферичної форми:
монококипоодинокі бактерії сферичної форми;
диплококисферичні бактерії, які після поділу створюють бінари;
тетракоки —сферичні бактерії, які після поділу утворюють тетради;
стрептококисферичні бактерії, які після поділу утворюють ланцюги;
стафілококи —сферичні бактерії, які після поділу утворюють грона.
Бацили — бактерії паличкоподібної циліндричної форми.
Вібріони — бактерії, що мають форму ком.
Спірили та спірохети — бактерії,що мають форму спіралей.
Форми бактерій
1 – стафілококи, 2,3 – диплококи, 4 – стрептококи, 5 – тетракоки, 6 –сардини, 7,8 – палочки, які не утворюють спор, 9 – палочки, що утворюють спори, 10 – вібріони, 11 – спірили, 12 – спірохети
Розміри бактеріальних клітин коливаються від 0,12 до 500 мкм. Зовні клітини покриті щільною оболонкою, на яку припадає до 50 % маси сухої речовини, основним компонентом якої є глікопротеїд муреїн. За будовою та хімічним складом клітинної оболонки бактерії поділяють на грампозитивні іграмнегатионі. Бактеріальна клітина, яка втратила оболонку, гине або втрачає здатність до розмноження. Клітини деяких прокаріотів покриті зовні шаром слизу (слизовою капсулою), що оберігає їх від висихання та зараження вірусами.
У багатьох бактерій є джгутики, призначені для руху в рідкому середовищі, які, проте, за будовою відрізняються від джгутиків еукаріотів. Клітинна мембрана бактерій утворює місцеві увігнутості (інвагінації) та складки, які беруть участь у процесах фотосинтезу, утворення клітинної оболонки, реплікації ДНК, поділу клітини, метаболізму. Найглибші інвагінації плазмалеми дістали назву мезосоми. Для фототрофних бактерій характерна наявність немембранних органел, що беруть участь у процесах фотосинтезу, — хлоросом, фікобілісом і карбоксисом. Оскільки бактерії не мають внутрішньоклітинних порожнин, органоїдів захоплення та перетравлювання їжі, травлення у бактерій відбувається поза клітиною. Травні ферменти виділяються назовні клітини, а органічні речовини всмоктуються всією поверхнею клітинної мембрани.
Крім кільцевої хромосоми (нуклеоїду) бактеріальна клітина містить ще особливі кільцеві молекули ДНК — плазміди. Плазміди здатні ділитися самостійно, незалежно від нуклеоїду, і мають велике значення для формування пристосувальних якостей.
Будова бактеріальної клітини:
1 — цитоплазма, 2 — рибосома, 3 — нуклеоїд, 4 — плазміда, 5 — джгутик, 6 — основа джгутика. 7 — мезосома, 8 — слизова капсула. 9 — клітинна стінка, 10 – плазматична мембран
Обмін речовин.
За способом живлення бактерії поділяються на авто- і гетеротрофів.Гетеротрофи поділяються на сапрофітів і паразитів (облігатних і факультативних), а автотрофи на фототрофів і хемотрофів. Фотосинтез, який здійснюється автотрофними бактеріями, принципово відрізняється від фотосинтезу рослин. Він відбувається в анаеробних умовах (зелені та пурпурнібактерії); кисень при цьому не виділяється. Як джерело протонів використовується не вода, а сірководень або інші речовини. Деякі бактеріїздійснюють кисневий фотосинтез (ціанобактерії), а інші (галофільні архебактерії) здійснюють його без участі бактеріохлорофілу, за допомогою особливого білка — бактеріородопсину. Хемосинтетичні бактерії(хемотрофи) використовують для синтезу органічних речовин енергію, що добувається внаслідок окиснення органічних і неорганічних сполук (H2S, NH3, NO2, CO, H2 та ін.).
За способом дихання(окиснення органічних речовин) бактерії поділяються нааеробні й анаеробні. Безкисневе окиснення називається бродінням і відбувається у дві стадії. Найчаше для цього використовується глюкоза. На першому етапі молекула глюкози розщеплюється на дві молекули піровиноградної кислоти, а на на ступному піровиноградна кислота відновлюється до спирту, молочної кислоти, масляної кислоти пропіонової кислоти, гліцеролу. Відповідно, таке бродіння називають спиртовим, молочнокислим, масляно-кислим тощо. Аеробне окиснення у бактерій багато в чому подібне до такого в еукаріотів.
Утворення спор.Для багатьох паличкоподібних, зрідка сферичних, бактерій характерне утворення спор, яке відбувається, коли умови зовнішнього середовища стають несприятливими для нормального перебігу процесів життєдіяльності. Одна бактерія здатна утворити лише одну спору, тому спороутворення у бактерій є не актом розмноження, а способом пережити несприятливий період. Спори, що утворюються бактеріями, називаютьсяендоспорами, оскільки утворюються під клітинною мембраною з відокремленого фрагмента цитоплазми.
Бактерії мають справді фантастичну здатність до відтворення собі подібних. За сприятливих умов одна бактерія може протягом двох-трьох діб утворити 1036 особин і заповнити своїми нащадками всю Землю. Проте реальна кількість поживних речовин обмежена, і подібна катастрофа людству не загрожує.
Розмноження.Основний спосіб розмноження бактерій — нестатевий. Оскількибактерії є гаплоїдними організмами, то в них не зустрічається мейотичного поділу. Основними джерелами мінливості є мутації, кон'югація і трансдукція.Під час кон'югації здійснюється одностороннє перенесення частини генетичного матеріалу з клітини донора (батьківської) в клітину реципієнта (материнську). Статева диференціація зумовлюється статевим F-чинником,який визначає утворення у чоловічих особин особливих волосків із канальцями, через які переноситься генетичний матеріал. Під час кон'югації F-чинник може переходити з клітини донора в клітину реципієнта — у цьому випадку відбувається зміна статі. Кон'югація може відбуватися і між представниками різних видів, що приводить до появи міжвидових гібридів. Трансдукція полягає в односторонньому перенесенні молекули ДНК або її фрагмента з клітини донора в клітину реципієнта за допомогою бактеріофагу.