Геометрия и вирусы

Такой строгой симметрией, какую мы видели в архитектонике частицы ВТМ, отличаются и все прочие вирусы. Косвенным доказательством этого является и строение кристаллических вирусов, обнаруженное при помощи особого рентгеновского аппарата, который применяется для изучения строения молекул различных соединений. Эти данные успешно дополняются и непосредственным наблюдением вирусных частиц в электронном микроскопе при увеличении их в сотни тысяч раз. Для этой цели препараты вирусов обрабатываются фосфорно-вольфрамовой кислотой, не пропускающей электроны. Эта жидкость заполняет крошечные пространства между отдельными субъединицами вирусной частицы. При наблюдении в электронном микроскопе электроны проходят только сквозь «незатененные» белковые цепи, образуя как бы подобие негативного изображения вирусных частиц. При этом можно убедиться в строго симметричном расположении субъединиц вируса.

Сходную с ВТМ спиральную структуру имеют и многие другие вирусы. Например, миксовирусы, составляющие группу возбудителей ряда болезней человека и животных (вирусы гриппа, свинки и др.). Правда, некоторые миксовирусы имеют еще более сложное, но всегда симметричное строение. Модель такого чрезвычайно сложного по строению вируса представлена на рисунке:

Модели структуры вирусов. а – палочковидный вирус табачной мозаики, б – икосаэдр (основа, на которой построены модели с икосаэдрической симметрией), в – икосаэдрическая частица вируса с 60 поверхностными субъединицами белков, г – миксовирус

Аденовирус

Частицы других вирусов напоминают своей формой многогранники, и вирусологи относят их к группе вирусов с икосаэдрической симметрией (икосаэдр – двадцатигранник, стенки которого представляют собой равносторонние треугольники). Частице аденовирусов, например, соответствует модель, состоящая из 252 шаровидных субъединиц, частице вируса герпеса отвечает модель из 162 субъединиц. Самый мелкий из известных нам вирусов – бактериофаг ØX174, у которого только 12 поверхностных субъединиц.

Отдельная вирусная частица – это основная инфекционная единица данного вируса. Она состоит из белковой «оболочки» и скрытой в ней молекулы нуклеиновой кислоты. Мы уже говорили, что частицы вирусов отличаются от клеток еще и тем, что всегда содержат лишь один тип нуклеиновой кислоты. Частицы ВТМ, мы знаем, содержат РНК; эта же нуклеиновая кислота находится в частицах вируса гриппа и полиомиелита. Но в частицах упомянутого аденовируса имеются молекулы ДНК.

Обе нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК, выполняют в каждой вирусной частице важные «дирижерские» функции, подобно тому как они делают это в клетках бактерий и других организмов.

Рассмотрение нами вопросов строго определенной геометрической структуры и симметрии в вирусах было бы неполным, если бы мы не рассказали, хотя бы вкратце, об их размерах. Одна активная инфекционная единица вируса называется вирионом. Вирионы различных типов вирусов отличаются не только строением, но и тем, какую именно кислоту они содержат – ДНК или РНК. Определяющим признаком служит и их величина. Вирус табачной мозаики по своей длине находится на верхней границе возможных размеров вирусов, он достигает 300 нм, или трех десятитысячных долей миллиметра. К наименьшим вирусам относится вирус различных форм ящура, частицы которого имеют диаметр 24 нм, или двадцать четыре миллионные доли миллиметра.

Задания:

1. Прочитайте текст.

2. Посмотрите фильмы «Жизнь клетки и взаимодействие ее с вирусом» (http://vk.com/video-64449951_167240856) и «Живая тема. Вирус против человечества» (http://vk.com/video-64449951_167240842).

3. Составьте биологический словарь из терминов, которые Вам встретились в тексте и фильме.

4. Ответьте на вопросы:

1) Что представляют собой вирусы?

2) Что является обязательными компонентами любого вируса?

3) Как размножаются вирусы?

4) Почему вирусы – это уникальная форма жизни?

5) Что является инфекционным началом вируса?

6) Где происходит синтез вирусного белка?

7) Почему вирусы поражают только клетки определенных организмов?

8) Что представляют собой бактериофаги?

9) Назовите вирусные заболевания.

10) Каково значение вирусов?

5. Заполните таблицу:

Сходство с живыми организмами	Отличия от живых организмов	Специфические черты вирусов

Дата добавления: 2014-11-20