9 біологія № 11 "Віруси"

ТЕМА:  Неклітинні форми життя: віруси.

Вірусні інфекції дуже небезпечні для здоров`я людини, вони викликають загибель тварин, вражають рослини, а тому необхідно ознайомитись  з профілактикою інфекцій, навчитись вести здоровий спосіб життя, нести відповідальність за власне здоров`я та здоров`я оточуючих.

У минулих століттях від багатьох хвороб гинули тисячі та мільйони людей, наприклад, від віспи, грипу. Чим пояснити ці дані? Чому не всі люди хворіють? Чому після перенесення хвороби, люди більше не хворіють на таку хворобу? Які заходи можна використовувати для запобігання вірусних інфекцій?

Проблемне запитання:

Віруси – це є речовини чи істоти?

Чому віруси практично неможливо знищити?

Чи може живий організм бути отрутою?

1.     Будова, хімічний склад, життєві цикли вірусів.

З вивченого раніше ми знаємо, що живі організми – це комплекси із складних органічних сполук. Їхнє тіло складається із однієї або багатьох клітин, що функціонально взаємодіють і утворюють єдине ціле. Але в процесі еволюції з’явились структури, що складаються з нуклеїнової кислоти і білкової молекули.

Вони можуть перебувати поза клітиною, не виявляючи жодних властивостей живого. Потрапляючи в клітину, ці структури використовують її органели і молекули для здійснення процесу власного розмноження. Нові частини, опинившись у навколишньому середовищі, знову не виявляють жодних властивостей живого.

Такими організмами є віруси. Вони становлять окреме царство живої природи – царство Віра – Vira, що означає – отрута!

Прослухати повідомлення студентів про історію відкриття вірусів, про науку вірусологію.

 Відкриття вірусів розпочалося російським фізіологом рослин і мікробіологом у 1892 році Д.Івановським, який з’ясував, що збудник мозаїки тютюну не росте на поживних середовищах і проходить крізь бактеріальні фільтри.  Вчених тривалий час ці відкриття не привертали до уваги із-за труднощів у вивченні. Але успіхи молекулярної біології привели до того, що таємниці вірусів було відкрито.

Вірусологія – наука, що вивчає віруси і спричинені ними хвороби, а також профілактичні і лікувальні заходи вірусних інфекцій.

Віруси – найдрібніші збудники багатьох інфекційних хвороб, зумовленими інфекціями.

Гіпотези походження вірусів:

1.     Гіпотеза регресивної еволюції – віруси виникли з клітин, які втратили більшість органел.

2.     Гіпотеза паралельної еволюції – віруси виникли в прадавні часи незалежно від клітин, використовуючи їхні можливості для перетворення енергії та синтезу білків.

3.     Гіпотеза «скажених генів», висунута Джеймсом Уотсоном, твердить про те, що віруси як ділянки спадкового матеріалу клітин набули здатність існувати самостійно.

На сьогоднішній день не отримано переконливих доказів на підтримку чи спростування жодної гіпотези.

Розповідь викладача, повідомлення студентів з використанням слайдів про будову вірусів, про поділ на прості та складні віруси.
Форма вірусів буває:

-         прямокутна;

-         округла;

-         паличкоподібна;

-         ниткоподібна;

-         овальна. 

Віруси мають правильну геометричну будову.

Розміри вірусів варіюють у межах 10-275 нм.

Будова: вони містять один із двох типів нуклеїнових кислот – ДНК або РНК.

Поділяють віруси на:

-         прості;

-         складні.

Прості складаються з нуклеїнової кислоти одного типу (ДНК або РНК) та білка; в них розрізняють два морфологічних компоненти: капсид – білкова оболонка, утворена з декількох субодиниць (капсомери) та нуклеїнова  кислота – внутрішній вміст утвореного капсидом каналу.

Складні віруси (фаги) можуть містити ще й ліпіди, вуглеводи та іони металів; у них є ще зовнішні оболонки та хвостові відростки.

Невеликий розмір і простота будови вірусів пов’язана з невеликою кількістю генів у їхньому геномі деякі віруси кодують лише один білок (віруси-сателіти, які можуть розмножуватися лише з допомогою інших вірусів), багато вірусів кодує 5—10 білків, а деякі, найбільші, віруси можуть кодувати до 200 білків.

В основу класифікації покладено такі ознаки, як

-         тип нуклеїнової кислоти,

-         кількість нуклеотидних ниток у ній.

-         особливості будови.

Виділяють:

-         Дезоксивіруси:

1. ДНК двониткова

2. ДНК однониткова

-         Рибовіруси:

1. РНК двониткова

2. РНК однониткова.

Для всіх вірусів характерний складний і своєрідний процес розмноження – формування їхніх зрілих позаклітинних частинок - віріонів. У цьому процесі виділяють такі послідовні стадії:

-         адсорбція вірусів – осідання на поверхні клітини – хазяїна;

-         проникнення в клітину;

-         депротеїнізація вірусної нуклеїнової кислоти – втрата білкової оболонки;

-         латентний (прихований період) – у клітині відбувається реплікація, транскрипція вірусних нуклеїнових кислот, синтез вірусних білків;

-         формування вірусів – вихід їх із клітини.

Життєвий цикл вірусів (розгорнуто)

     Життя вірусу можна поділити на дві головні фази. На одній з них він існує у вигляді віріона поза клітинами живих організмів, а на другій — усередині живих клітин. У формі віріона віруси не здатні до росту й розмноження та підтримання гомеостазу. Але в цьому стані вони здатні утворювати кристали, що не є характерним для живих організмів. Головне завдання віріона — знайти потрібну клітину і проникнути до неї. Здійснюватися це може як шляхом простого механічного перенесення (наприклад, крапельний шлях передачі вірусу грипу), так і з допомогою посередників (наприклад, перенесення вірусів рослин з допомогою попелиць).

Після виявлення потрібної клітини (вірус упізнає її за специфічними рецепторами, які розташовані на мембрані) вірус проникає в її цитоплазму. Це може досягатися кількома шляхами віруси тварин можуть маскуватися під якусь важливу макромолекулу, і клітина сама їх поглинає шляхом ендоцитозу віруси рослин проникають у клітини, використовуючи механічні пошкодження клітинної стінки, а потім поширюються по цитоплазматичних містках між клітинами деякі бактеріофаги з допомогою спеціальних структур капсида просто протикають клітинну стінку й мембрану клітини і впорскують усередину свою нуклеїнову кислоту.

Після потрапляння в цитоплазму вірус блокує роботу ДНК клітини-хазяїна й починає керувати роботою систем клітини. Він використовує її ресурси для синтезу власних білків і нуклеїнових кислот. Із синтезованих білків і нуклеїнових кислот шляхом самозбирання утворюються нові віріони. Коли ресурси клітини закінчуються, вона гине, а віріони виходять у навколишнє середовище.

Існує ще один варіант розвитку подій після потрапляння вірусу в клітину У цьому випадку ДНК вірусу (або ДНК, синтезована з вірусної РНК з допомогою спеціального фермента зворотньої транскриптази) вбудовується в ДНК клітини-хазяїна. У такому стані вона може залишатися неактивною дуже довго. Цікаво, що під час свого розмноження клітина буде відтворювати і ДНК віруса, передаючи його двом своїм дочірнім клітинам. Такий стан клітини називається носійством. Якщо організм хазяїна через якісь причини починає слабшати і зменшує активність своєї системи захисту, прихована вірусна ДНК може розпочати активну діяльність і викликати гостру фазу вірусної інфекції.

 

Вірусам притаманні такі властивості живого, як спадковість і мінливість.

Віруси уражають рослини, тварини та людину, спричинюють вірусні хвороби.

На основі багаторічних досліджень визначені такі властивості вірусів:
- неклітинна будова;
- облігатний паразитизм у прокаріотичних та еукаріотичних клітинах, тобто паразит здатний жити лише в певних умовах;
- використання органел клітини-хазяїна для синтезу нових вірусних частин;
- відсутність власного обміну речовин;
- відсутність проявів життєдіяльності поза клітиною-хазяїном;
- відсутність росту;
- здатність до кристалізації. Багато властивостей вірусів не притаманні іншим організмам. Ще одна важлива відмінність вірусів від клітин полягає в їхньому унікальному способі утворювати віріони внаслідок самозбирання, утворюючи симетричні структури. Залежно від виду вірусу, вібріони можуть мати спіральний, змішаний типи симетрії.  
Поза клітинами живих організмів, тобто у зовнішньому середовищі, віруси перебувають у вигляді окремих часток – віріонів.
Всі віруси здатні здійснювати процес синтезу молекул ДНК на молекулах РНК. У них для цього є спеціальний фермент – ревертаза. Такого ферменту жодні живі клітини не мають.

Шляхи проникнення вірусу в організм хазяїна:

-         повітряно – крапельний, або респіраторний шлях (при чханні, кашлі, нежиті, із краплинами слини, із слиззю віруси потрапляють у повітря, зберігаються в ньому короткий час у краплях аерозолю або на частинках пилу і потрапляють в організм людини при вдиханні) – наприклад вірус грипу, віруси вітряної віспи, кору;

-         фекально – оральний (при локалізації вірусу у кишечнику їх виведення відбувається з фекаліями або харкотинням хазяїна; із забрудненого довкілля віруси можуть потрапляти у травний канал людини разом з продуктами харчування і водою через брудні руки, з механічними переносниками - мухами, тарганами, через предмети побуту), наприклад вірус гепатиту А;

-         аліментарний або харчовий (при вживанні зараженого м’яса, молока, риби), наприклад вірус ентериту у собак або збудник ящуру може передаватися з молоком ураженої корови;

-         перкутанний (здійснюється переважно при прямому контакті через шкіру між хворим і здоровим організмом) – віруси сказу, віспи, герпесу;

-         статевий (при статевому контакті)- вірус герпесу, папіломи, ВІЛу;

-         плацентарний, або внутрішньоутробний (відбувається інфікування плода від матері через плаценту)   – наприклад віруси наприклад віруси краснухи, поліомієліту;

-         трансмісивний (при локалізації вірусу у крові та лімфі інфікованої людини кровосисні членистоногі передають їх здоровій людині під час укусу;

-         хірургічний (під час хірургічних або стоматологічних операцій, при переливанні крові) – збудники СНІДу, гепатиту В.

 Але не завжди потрапляння вірусу до організму призводить до розвитку хвороби. Це залежить від чутливості хазяїна, стану його імунної системи, концентрації вірусних частинок та їхньої патогенності.
Повідомлення студентів про епідемії та пандемії на планеті у минулі століття.
      Науку, що вивчає закономірності перебігу епідемій, тобто досліджує причини виникнення і поширення інфекційних хвороб та застосовує отримані знання для боротьби з ними, називають епідеміологією.

Повідомлення студентів про Д.Заболотного та його внесок у розвиток епідеміології.
       Надійного захисту від більшості вірусних хвороб поки що немає. Антибіотики не завжди діють, тому вірусні хвороби посідають основне місце-  75% в інфекційній патології людини і тварин.

 Вчені доводять, що проникнувши в клітину, вірус спричиняє в ній інфекційні процеси.

Типи вірусних інфекцій.
Розрізняють гострі та хронічні вірусні інфекції.

Внаслідок гострої інфекції після розмноження вірусних частинок клітина зазвичай гине.

За хронічної інфекції послідовні покоління вірусних частинок утворюються в клітині впродовж тривалого часу. За прихованої інфекції вірусні частинки з інфікованих клітин у довкілля не виходять і їх часто неможливо виявити і в самій клітині (ВІЛ, герпес). Людей із прихованою формою захворювання називають носіями інфекції.

Приклади гострих інфекцій: грип, віспа, кір, характеризуються швидким перебігом захворювання;

Латентні інфекції: герпес, що характеризується наявністю латентного періоду, коли вірус перебуває у стані провірусу, тобто є частиною клітинного геному.
Хронічні інфекції, коли вірус постійно присутній у клітинах організму в малій кількості.
Повільні інфекції, за яких латентний період становить великий проміжок часу, навіть до 20 років.

Захисні реакції організму проти вірусних інфекцій.

1. У відповідь на проникнення вірусу в організмі людини і тварин виробляються антитіла білкової природи – імуноглобуліни. Вони блокують прикріпні білки вірусу й ті не здатні зв’язуватися з клітинною мембраною.
2. У відповідь на проникнення вірусу можуть вироблятися захисні білки – інтерферони, що пригнічують їх розмноження.

3. Клітинний імунітет – здатність певних видів лейкоцитів розпізнавати інфіковані вірусами клітини і знищувати їх.
4. Організм, що переніс певну вірусну інфекцію, зберігає несприйнятливість до її збудника.

2.     Роль вірусів у природі й житті людей.

Віруси викликають різноманітні та небезпечні хвороби людини, тварин і рослин. У людини, зокрема, віруси вражають органи дихання (грип), травну (гепатит) та нервову (енцефаліт) системи, шкіру та слизові оболонки (кір, герпес, папіломи, вітряна віспа) спричинюють ракові захворювання, пригнічують імунні реакції організму (СНІД). Нині із суто медичної проблеми охорони здоров’я ВІЛ/СНІД перетворився на проблему соціального розвитку та національної безпеки. Пандемія ВІЛ/СНІДу охопила майже всі країни світу. За оцінкою незалежних експертів, в Україні сьогодні уражено ВІЛ-інфекцією близько 1% дорослого населення. Як майбутнім медикам, так і для власної обачності необхідно знати, що інфікування ВІЛом відбувається при контакті з різними біологічними секретами. Найбільший ризик інфекції зумовлює висока концентрація ВІЛу у крові, спермі, вагінальному секреті, грудному молоці. Сеча, слина і сльози менш концентровані, а найменший ризик несуть піт, фекалії та вушна сірка.

         У тварин віруси викликають ящур, чумку курей, у рослин – мозаїчність, плямистість, некрози, пухлини.

         У природі роль вірусів полягає у регуляції чисельності своїх хазяїв. Людина використовує віруси як біологічний метод боротьби із шкідниками (личинками кровосисних комарів).

Віруси використовують у генній інженерії. За їх допомогою певний ген, виділений із штучного організму або синтезований штучно можна переносити в клітини бактерій. Так забезпечується синтез речовин, необхідних людині (гормону інсуліну, білків – інтерферонів).

 ІV. Узагальнення, систематизація та контроль знань студентів

 Пригадаємо проблемне запитання:

1.    Віруси – це істота чи речовина? (Істота: можуть розмножуватись, змінюватись, успадковуватись)

2.    Чому віруси практично неможливо знищити? (Швидко розмножуються, мутують, мають просту будову, неклітинні форми життя), тощо.

Зробіть висновок «Що ж таке вірус?». Назвіть ознаки живого і неживого (у вірусів).

Ознаки живого:

1.    Наявність певного хімічного складу.

2.    Наявність генетичного матеріалу ДНК або РНК.

3.   

усередині живих клітин

Здатність до розмноження.     

4.    Здатність до розвитку.

Ознаки неживого:

1.    Не мають клітин.

2.    У формі віріона віруси не здатні до росту й розмноження.

3.    Відсутній обмін речовин.

4.    Здатні утворювати кристали.

Специфічні ознаки вірусів:

1.    Маленькі розміри.

2.    Генетичний матеріал РНК (ДНК) + капсид.

3.    Швидко розмножуються.

4.    Займають проміжне положення між живою і неживою матерією.

5.    Віруси – це паразитичні неклітинні системи, здані розмножуватися в живих клітинах.

 Перегляньте відео 

Самостійна робота 

Заповнення таблиці письмово

Вірусні захворювання людини

Захворювання	Які органи уражає	Шляхи зараження	Наявність вакцини
Застуда (група гострих респіраторних захворювань)
Грип (може виникати внаслідок дії різних типів вірусу)
Віспа (у наш час усі природні джерела віспи знищено)
Сказ
Поліомієліт
Вітряна віспа
Герпес
Кір
Корова краснуха
Паротит
СНІД

Додаток

Профілактика вірусних хвороб людини

Для лікування і профілактики вірусних інфекцій використовують ряд спеціальних речовин:

1.     Білок інтерферон, який виробляється клітинами в разі їхнього інфікування вірусом і перешкоджає зараженню нових клітин.

2.     Спеціальні препарати:

·        ацикловір вбудовується у вірусну нуклеїнову кислоту й порушує її функції;

·        ремантадин запобігає вивільненню нуклеїнової кислоти вірусу з оболонки капсида.

3.     Найбільший успіх у боротьбі з вірусами приносить профілактика цих інфекцій; більшість вірусних інфекцій людини легше попередити, ніж лікувати. Найбільш поширеним заходом профілактики вірусних інфекцій людини залишається щеплення. Для створення вакцин проти вірусів сучасна медицина використовує ослаблені живі віруси, мертві віруси та окремі вірусні білки, отримані методом генної інженерії (так, білок вірусу гепатиту В було введено до геному дріжджів, які й почали його синтезувати).

4.     Широко використовують засоби, які перешкоджають проникненню вірусів у живі організми. До таких заходів належить карантин (ізоляція заражених особин та тих особин, які могли заразитися), який використовують для боротьби з вірусами і рослин, і тварин, і людини.

5.     Для запобігання потраплянню в організми вірусів, які поширюються крапельним способом, використовують марлеві пов’язки.

6.     Для тих вірусів, які передаються контактним способом, використовують засоби стерилізації та асептики.

7.     З вірусами, які заражають з допомогою певних переносників, борються шляхом обмеження кількості цих переносників або їх ізоляції. Так борються з комарами і кліщами, які переносять віруси людини і тварин, і з попелицями, які переносять віруси рослин.

8.     Зміцнення імунітету: свіже повітря, вітаміни, повноцінне харчування, спорт.

9.     Для запобігання зараження вірусами необхідно притримуватись правил особистої гігієни: не пити не кип’ячену воду, не вживати у їжу немиті овочі та фрукти, недостатньо кулінарно оброблені м’ясо та рибу, застосовувати засоби захисту проти укусів комах та кліщів.

          Статева розпущеність і наркоманія – основні шляхи поширення СНІДу.

ПРОЙДІТЬ ТЕСТ ЗА ПОСИЛАННЯМ НИЖЧЕ

сюди ж ви вкладаєте фото сам роб (таблиця "Вірусні захворювання")

https://forms.gle/4rAGhm1j2GWtBKrn6