В цитоплазме находится множество рибосомсферических образований, не имеющих своей отдельной мембраны. Рибосомы образованы скоплениями молекул РНК, которые занимаются синтезом белков по РНК-матрицам. Рибосомы присутствуют во всех без исключения клетках. Количество рибосом в одной клетке зависит от потребности в белках и может достигать нескольких миллионов.
На этом наше беглое знакомство с клеткой можно считать завершенным. Многое, разумеется, осталось за рамками, но нам с вами, как вирусологам, бо2льших знаний пока не требуется. А если что и нужно будет дополнить, то мы сделаем это по ходу разговора.
Важно понимать следующее:
в любой клетке есть молекулы ДНК, в которых записана наследственная информация;
у любой клетки есть защитная оболочкаклеточная мембрана, обладающая избирательной проницаемостью;
на поверхности клеточных мембран расположены маркерыбелковые молекулы, служащие для распознавания клеток.
Та-да-да-дам!
Дорогие друзья! Наступил торжественный момент, которого многие из вас давно ждали. Начинается ваше путешествие в неповторимый и прекрасный мир вирусов! Помните о том, что вы вступаете на чужую территорию, часть населения которой может быть настроена враждебно по отношению к вам. Будьте внимательны и осторожны! Следуйте инструкциям и, что бы ни произошло, не поддавайтесь панике. И берегите себя. Ведь лучше вас с этой задачей никто не справится.
Возможно, вас удивило название этой главы. «Организмами на краю жизни» называют вирусы самые осторожные из ученых, которые, с одной стороны, не могут признать вирусы живыми существами, а, с другой, не могут назвать их неживыми.
«Живые или неживые?» это вопрос посложнее, чем гамлетовское «быть или не быть?». Несмотря на столетнее знакомство, ученые до сих пор не пришли к единому мнению о том, можно ли считать вирусы живыми.
«Они живые! убеждают левые радикалы. Вирусы способны размножаться? Способны! Способны приспосабливаться к условиям окружающей среды? Способны! Наследственностью обладают? Обладают! Значитони живые!». К месту можно вспомнить и то, что некоторые бактерии, напримербольшинство риккетсий и хламидии, не способные размножаться вне клеток-хозяев, «единогласно» считаются живыми организмами.
«Ну какие же они живые? возражают правые консерваторы. Самостоятельно, без использования чужих ресурсов, вирусы воспроизводиться способны? Не способны! Собственный обмен веществ и энергии они имеют? Не имеют! Значит, живыми их считать нельзя! Вирусыэто не форма жизни, а комплексы органических молекул, взаимодействующие с живыми организмами. Точка!»
«Они живые, но не совсем», шутят те, кому давно надоели эти споры. Но, как вы понимаете, быть не совсем живым это все равно что быть не совсем беременной.
Давайте разбираться. К концу этой главы вы сможете вынести собственное суждение о вирусах и о том, к какой фундаментальной науке следует отнести вирусологиюк биологии, которая изучает все живое, или же к химии, которая занимается молекулами.
Вирусы бывают разными, простыми и сложными, мелкими и крупными, стойкими и не очень, но обобщенно можно сказать, что любой вирус представляет собой наследственную информациюмолекулу ДНК или РНК, упакованную в защитную белковую оболочку, называемую капсидом.
Обратите внимание на то, что вирусы содержат нуклеиновую кислоту одного типаили ДНК, или РНК. Этим вирусы отличаются от клеточных организмов, которые содержат нуклеиновые кислоты обоих типов и у которых носителем наследственной информации является только ДНК.
Вирусы, не имеют клеточного строения и этим отличаются от всех других организмов.
У вирусов нет органоидов.
У вирусов нет собственного обмена веществ и энергии. Вирусы не способны самостоятельно мобилизовать энергию и синтезировать белки, у них отсутствуют соответствующие системы.
У вирусов нет запасов питательных веществ.
У вирусов нет структур, обеспечивающих их размножение.
Вирусы не способны к росту и бинарному (двоичному) делению.
Вирусэто «матрица в шкатулке», молекула нуклеиновой кислоты в капсиде. И ничего больше (за исключением структур, обеспечивающих внедрение вирусной нуклеиновой кислоты в клетку).
Вирусне клетка, запомните это раз и навсегда. Но вирус можно называть «микроорганизмом» или «микробом». Разумеется, при условии, что вы считаете вирусы живыми существами.
Вирусы
Вирусы являются абсолютными внутриклеточными паразитами. Ключевое слово «абсолютными». Вне клетки вирус не способен размножаться. Можно сказать, что вирус живет только тогда, когда находится в клетке. Вирус вне клеткиэто просто молекула нуклеиновой кислоты в белковой оболочке. Те, кто склонен считать вирусы живыми существами, делают акцент на их внутриклеточном паразитизме, а те, кто считает вирусы комплексами органических молекул, выдвигают на передний план их внеклеточное существование. Или, может, лучше сказатьвнеклеточное нахождение?
Знакомо ли вам слово «вирион»? И, если знакомо, то знаете ли вы, что оно означает? В наше время научные термины в моде, в тренде. Зачем говорить «повышение цены снижает объем продаж товара», если можно сказать звучно: «повышение цены отрицательно коррелирует с объемом продаж товара»? Отр-р-рицательно кор-р-релирует! Кр-р-р-р-расота!
В средствах массовой информации и частных беседах можно встретить словосочетания вроде «вирион холеры», «вирусы и вирионы гепатита С» или «вириональная устойчивость».
Запоминайте, если не знаете.
Холерными виБрионами называются бактерии, вызывающие холеру. Вибрионэто бактерия, имеющая вид слегка изогнутой палочки.
А вирионом называется полноценная вирусная частица, состоящая из нуклеиновой кислоты и капсида, и находящаяся вне живой клетки.
Почему полноценная? Потому что с капсидом. Внутри капсида нуклеиновая кислота вируса неактивна, то естьне служит матрицей для синтеза своих копий. В зависимости от вида вируса, капсид может остаться снаружи, а может разрушиться уже внутри клетки. Но в любом случае внутри клетки он уже не нужен. Клетка защищает вирус лучше, чем любой капсид.
Нужно оговорить вот что.
Вне клетки вирусы существуют в виде виронануклеиновой кислоты, упакованной в капсид (а то и в двойной капсид, но об этом будет сказано позже). В клетке вирус существует в виде свободной нуклеиновой кислоты, которая служит матрицей для синтеза новых вирусов. Новые вирусы образуются «в полном комплекте», в виде вирионас наличием капсида и всех прочих наворотов, присущих данному виду вирусов. Новые вирионы покидают клетку и отправляются на поиски других клеток-жертв.
Таков цикл размножения вирусов. Но ради простоты мы не будем постоянно уточнять «в виде вириона», «в виде нуклеиновой кислоты», а будем просто говорить о вирусах. Вы же можете самостоятельно понимать, о чем в данном случае идет речьо вирионе или же о свободной от оков капсида нуклеиновой кислоте.
Вирусы поражают все типы организмоврастения, животных, простейших, грибы, бактерии и археи. Грубо говоря, если существует клетка, то найдется и вирус, способный в ней паразитировать. На сегодняшний день известно несколько тысяч вирусов, но этот перечень далеко не полон, к нему постоянно добавляются новые виды. Есть мнение, что вирусы представляют собой самую многочисленную биологическую форму на нашей планете и счет их видам идет на сотни тысяч, если не на миллионы.
В биологии паразитом называется организм, использующий другой организм (который называется хозяином) в качестве источника питания и среды обитания. Паразит всегда наносит вред своему хозяину, поскольку в лучшем случае крадет у него часть питательных ресурсов. А в худшем случае паразит может отравлять организм хозяина продуктами своей жизнедеятельности или разрушать клетки, в которых он паразитирует, как это делают вирусы.
Вся вредоносность вирусов заключается в том, что паразитируя в клетке, они используют клеточные ресурсы для самокопирования, а такая эксплуатация обычно приводит к гибели клетки. Если же пораженная вирусом клетка не гибнет, что случается относительно редко, то нормально функционировать она не может. Куда ни кинь, а все клинв результате поражения клеток вирусами развиваются различные заболевания.
Кстати говоря, разбираетесь ли вы в тонкостях взаимоотношений между организмами?
Форма взаимно полезного сожительства, когда наличие партнера становится обязательным условием существования каждой из сторон, называется мутуализмом. Так, например, в пищеварительном тракте коров и других жвачных животных обитают микроорганизмы, способные переваривать целлюлозу. Пищеварительная система хозяев на такие подвиги не способна, целлюлозу разрушают микробы-квартиранты. Жвачные животные не могут жить без этих микробов, потому что тогда они не смогут полноценно питаться, а микробы не могут жить вне организма своих хозяев. Коровы и разрушающие целлюлозу микробы навеки связаны одной цепью и от этой связи обоим видам нет ничего, кроме пользы.
Взаимная пользаэто мутуализм. Тымне, ятебе.
Односторонняя польза без причинения вреда другой сторонеэто комменсализм. Примером комменсализма могут служить рыбы-прилипалы, которые прикрепляются к крупным морским животным и совершают вместе с ними длительные миграции, не нанося никакого вреда своим хозяевам.
Ты мне приносишь пользу, а я тебе не делаю плохогоэто комменсализм.
Если же один вид в течение определенного времени использует другой вид в качестве источника питания и среды обитания, то такие отношения называются паразитизмом.
Я тебя использую и причиняю тебе ущербэто паразитизм.
Межвидовые отношения, вредные представителю одного вида, но безразличные представителю другого вида, называются аменсализмом. Аменсализм можно назвать «бескорыстным паразитизмом». Да, представьте, в природе встречается и такое. Примером аменсализма могут служить отношения деревьев с травами и мхами, растущими под сенью их крон. Кроны деревьев заслоняют находящиеся под ними растения от солнечного света. Вред налицо, но никакой пользы от нанесения этого вреда деревья не получаютим безразлично, что растет внизу и вообще растет ли там хоть что-нибудь.
В целом же взаимоотношения между организмами разных видов, при которых хотя бы один из них получает для себя пользу, называются симбиозом, что в переводе с греческого означает «совместная жизнь».
Вирусы можно называть не просто «паразитами», а «суперпаразитами».
Проникнув в клетку, вирус полностью подчиняет жизнедеятельность клетки своим интересам и осуществляет собственное воспроизводство с помощью синтезирующей системы клетки и ее запасов энергии. «Простые» паразиты, такие, например, как гельминты, хотя бы размножаются самостоятельно, не привлекая к этому процессу своих хозяев.
Размеры вирусов очень малы, их выражают в нанометрах (один нанометр это 10-9 метра). «Мелкий» вирус полимиелита имеет размер около двадцати нанометров, а «гигантский» вирус желтухи свеклы вымахал до полутора тысяч нанометров. Благодаря столь малым размерам, в одной клетке могут одновременно жить несколько десятков вирусов одного и того же вида, места всем хватит, ведь размеры большинства клеток варьируют от 0,5 до 100 микрометров, а микрометр, если кто забыл, в тысячу раз больше нанометра.
Даже совершенно далекие от медицины люди знают о том, что вирусные заболевания с трудом поддаются лечению, а многие из них на сегодняшний день считаются неизлечимыми. Казалось бы, парадокс налицо. По логике избавить организм от столь просто устроенных вредителей должно быть очень легко. Но у природы своя логика. Вирусы очень малы и имеют простейшее строение, поэтому очень трудно вызвать их гибель. Вне клетки вирус находится в неактивном состоянии, в нем не происходит никаких биологических процессов. А что представляют собой те же антибиотики? Вещества, нарушающие нормальное течение жизненно важных процессов у бактерий или других одноклеточных микроорганизмов. Нарушение важного процесса приводит к гибели организма. А что можно нарушить у вируса? И разрушить его очень сложномелок вирус, да крепок. Вдобавок борьбу с вирусами сильно осложняет то обстоятельство, что они обитают внутри клеток, которые служат им защитой. Некоторые вирусы настолько коварны, что не оставляют снаружи никаких следов своего проникновения в клеткуни капсида, ни остатков его (отдельных белковых молекул) и подавляют сигналы опасности, которые клетка может отправлять своим соседкам. В таком случае иммунная система не будет уничтожать пораженную вирусом клетку, поскольку клетка будет считаться нормальной.
Первоначальное знакомство с вирусами состоялось. Прежде, чем вы примете решение относительно того, считать их живыми организмами или нет, автор считает нужным высказать свою собственную точку зрения.
Автор целиком и полностью разделяет мнение тех биологов, которые считают вирусы особой формой жизни, а не комплексом органических молекул, взаимодействующих с живыми организмами. «Комплекс органических молекул» понятие расплывчатое. Бульонэто тоже комплекс органических молекул и когда вы едите бульон, он взаимодействует с вашим организмом. Разве не так?
Как ни крути, с какой стороны не гляди, а главной особенностью всего живого является способность к размножению, пусть даже и внутри клеток-хозяев. Если нечто обладает способностью к размножению, то оно заслуживает почетного звания живого организма.
Глава втораяКрестные отцы и их приспешники, или О типах вирусных инфекций
«Опасность не всегда бывает реальна, но реальность всегда опасна.»
Дайте, пожалуйста, свое определение вирусной инфекции, желательно краткое. Вирусная инфекция, это
Пауза для размышления
Если в вашем определении были слова «болезнь» или «заболевание», то оно неверное. Инфекцией называется заражение организма-хозяина инфекционным агентом, в нашем случаевирусом. Только заражение! Заражение может привести к развитию болезни, а может и не привести. О бессимптомном носительстве все слышали?
Взаимодействие вируса с клеткой может протекать по-разному и вызывать различные клинические проявления. Видный советский микробиолог и эпидемиолог Владимир Тимаков считал, что «состояние вирусного носительства является, пожалуй, наиболее распространенной и общей формой взаимодействия вируса с клеткой, а острое вирусное заболеваниелишь проявлением нарушения этого характерного равновесия».
А теперь давайте займемся биологическим крючкотворством. Не одним же юристам можно к словам придираться да уточнений по любому поводу требовать. Биологи тоже не лыком шиты, отнюдь.
Как по-вашему, «латентная инфекция» и «бессимптомная инфекция» это синонимы?
Тот, кто ответил «да», прав.
Тот, кто ответил «нет», абсолютно прав.
Дело в том, что бессимптомная инфекция или бессимптомное носительство может наблюдаться как при непродолжительном, так и длительном пребывании вируса в организме. «Латентной» называется бессимптомная длительная инфекция. Нельзя говорить о латентной острой респираторной вирусной инфекции, это будет неграмотно. А вот о латентной туберкулезной инфекцииможно. А бессимптомные острые вирусные инфекции, которые отличаются от хронических недолгим пребыванием вируса в организме, называют инаппарантными вирусными инфекциями. Обратите внимание«инаппараНТНыми», а не «инаппараТНыми». В переводе с латыни слово «инаппарантный» означает «неочевидный».
Латентные инфекции протекают бессимптомно, но вирусы при этом могут вести себя двояким образом. Они могут размножаться в организме, который при этом внешне выглядит здоровым, с разрушением клеток и
Напрашивается вопроскак такое может происходить? Почему разрушение клеток проходит бессимптомно?
Все дело в количествах. Если гибель клеток не носит массового характера, то процесс может пройти незаметным. Обязанности погибших вирусом клеток возьмут на себя другие, и в целом, для организма, ничего не произойдет, ну разве что некоторые клетки будут работать с повышенной нагрузкой. Но если поражение примет массовый характер, то последствия не замедлят заявить о себеразовьется инфекционное (вирусное) заболевание.
Если же образующиеся новые вирусы покидают клетку-хозяина «деликатно», не вызывая ее гибели, то такая вирусная инфекция может вообще никак не ощущаться организмом. Клетка быстро восполнит ресурсы, которые забрали у нее размножающиеся вирусы и продолжит функционировать в нормальном режиме.