Стаття - Вірусологія 2
Завдання 1. Дати поняття та розкрити історію науки Вірусологія.
Вірусологія - галузь сучасної біології, що швидко розвивається. Її теоретичне та практичне значення для медицини, ветеринарії, сільського господарства – величезне. Вірусологія займає важливе місце серед медико-біологічних наук, оскільки вірусні хвороби широко поширені у людини, тварин та рослин; крім того, віруси служать моделями, на яких вивчаються основні проблеми генетики та молекулярної біології. Вивчення вірусів призвело до розуміння тонкої структури генів, розшифрування генетичного коду, виявлення механізмів мутації.
Вірус (лат.) - отрута. Вірусологія - наука про віруси; субмікроскопічних внутрішньоклітинних паразитів У середині XX ст. вірусологія виділилася самостійну дисципліну.
У результаті спостережень Д.І.Івановський і В.В.Половцев вперше висловили припущення, що хвороба тютюну, так званої тютюнової мозаїки, є не одним, а двома абсолютно різними захворюваннями однієї й тієї ж рослини: одне з них —рябуха, збудником якого є грибок, а інше невідомого походження. Д.І.Івановський дійшов висновку, що мозаїчна хвороба тютюну викликається бактеріями, що проходять через трубочки дуже маленького діаметру (фільтри Шамберлана), які не здатні рости на штучних субстратах. Збудник мозаїчної хвороби називається Іванівським то "бактеріями, що фільтруються", то мікроорганізмами, так як сформулювати відразу існування особливого світу вірусів було дуже важко. Д.І.Івановський відкрив віруси - нову форму існування життя. Своїми дослідженнями він заклав основи низки наукових напрямів вірусології: вивчення природи вірусу, цитопотологічних вірусних інфекцій, форм, що фільтруються.мікроорганізмів, хронічного та латентного вірусоносій.
Будова та властивості вірусів
Віруси мешкають лише у клітинах, це внутрішньоклітинні паразити. У вільному, активному стані вони не зустрічаються і не здатні розмножуватися поза клітиною. Якщо у всіх клітинних організмів обов'язково є дві нуклеїнові кислоти – ДНК та РНК, то віруси містять лише одну з них. На цій підставі всі віруси ділять на дві групи: ДНК-вмісні та РНК-вмісні. ДНК знаходиться у вірусах тварини та людини. РНК перебувають у вірусах рослини.
На відміну від клітинних організмів, у вірусів відсутня власна система, що синтезує білки. Віруси вносять у клітину лише свою генетичну інформацію. Молекула ДНК вірусів, або їхній геном, може вбудовуватися в геном клітини господаря і існувати в такому вигляді довгий час. Таким чином, паразитизм вірусів має особливий характер – це паразитизм на генетичному рівні.
Розміри вірусів коливаються від 20 до 300 нм. У середньому вони в 50 разів менші за бактерії. Їх не можна побачити у світловий мікроскоп, тому що їх довжини менше довжини світлової хвилі.
Схематичний розріз вірусу
Віруси складаються з різних компонентів:
а) серцевина генетичний матеріал (ДНК чи РНК). Генетичний апарат вірусу несе інформацію про декілька типів білків, які необхідні для утворення нового вірусу: ген, що кодує зворотну транскриптазу.
б) білкова оболонка, яку називають аспідом.
Оболонка часто побудована з ідентичних субодиниць, що повторюються, — капсомерів. Капсомери утворюють структури з високим рівнем симетрії.
в) додаткова ліпопротеїдна оболонка. Вона утворена із плазматичної мембрани клітини-господаря. Вона зустрічається лише у порівняно великих вірусів (грип, герпес).
Повністю сформована інфекційна частка називається віріоном.
Мінливість є іншою стороною спадковості, і в цьому відношенні віруси подібні до всіх інших організмів, що населяють нашу планету. При цьому у вірусів можна спостерігати як генетичну мінливість, пов'язану зі зміною спадкової речовини, так і фенотипічну мінливість, пов'язану з проявом того самого генотипу в різних умовах. Прикладом першого типу мінливості є мутанти того самого вірусу, зокрема температурочувствительные мутанти. Прикладом другого типу мінливості служить різний тип уражень, що викликаються тим самим вірусом у різних тварин, рослин і бактерій.
Усі віруси за своєю природою паразити. Вони здатні відтворювати себе, але лише усередині живих клітин. Зазвичай віруси викликають очевидні ознаки захворювання. Потрапивши всередину клітини, вони "включають" її ДНК і, використовуючи власну ДНК або РНК, дають клітині команду синтезувати компоненти вірусу. Компоненти вірусу здатні до спонтанного утворення віріону. Клітина, витрачавши всі життєдайні соки на синтез вірусів, гине, перевантажена паразитами. Віруси "розривають" оболонку клітини і передаються до іншої клітини у вигляді інертних частинок. Віруси поза клітиною є кристалами, але при попаданні в клітину “оживають”.
Віруси, як та інші організми, характеризуються пристосовністю до умов довкілля. Потрібно тільки не забувати, що для них організм господаря є довкіллям, тому багато умов зовнішнього середовища впливають на вірус опосередковано — через організм господаря. Проте багато чинників довкілля можуть безпосередньо впливати на віруси. Досить згадати вже названі температурочутливі мутанти вірусів, які, наприклад,розмножуються за нормальної температури 32-37. З і гинуть при температурі 38-40. З, хоча їх господарі залишаються цілком життєздатними за цих температурних режимів. У зв'язку з тим, що віруси є паразитами, вони підкоряються закономірностям і застосовні поняття екології паразитизму. Кожен вірус має коло природних господарів, іноді дуже широкий, як, наприклад, у дрібних РНК-геномних фагів: у першому випадку уражаються всі ссавці, у другому окремі клони кишкової палички. Циркуляція вірусів може бути горизонтальною (поширення серед популяції господарів) і вертикальною (поширення батьків нащадку). Таким чином, кожен вірус займає певну екологічну нішу у біосфері.
Завдання 2. Охарактеризувати групу живих організмів та їх роль у природі та для людини (навести приклади). Віруси - внутрішньоклітинні паразити рослин.
Роль мікроорганізмів у природі та господарській діяльності людини.
Біо – ушкодження косметичних засобів.
Для виготовлення косметичних засобів використовують жири, смоли, ефірні олії, спирти, вітаміни, гормони, ферменти, гліцерин, а також екстракти рослин, які є гарним живильним середовищем для мікроорганізмів, тому 25% косметичних засобів містять живі мікроорганізми. У всіх групах сировини зустрічають спорові, палички, коки-стафілококи, бактерії групи кишкової палички. Внаслідок розмноження мікроорганізмів у косметичних засобах спостерігається зміна кольору та консистенції.
Біо-пошкодження текстильних волокон.
Бавовна складається з целюлози - це волокна довжиною до 40 мм, що покриває насіння, рослини бавовнику. Може піддаватися розкладу з боку пектинових бактерій. Льняне волокно і шовк також піддаються псуванню мікроорганізмами. Целюлознібактерії руйнують всі матеріали, що містять клітковину. За умов підвищеної вологості характерне пліснявіння. Гнильні бактерії викликають розпад целюлози.
Бактерії виникають внаслідок захворювання тварин, забруднення
шкірного покриву, неповноцінної годівлі тварини. Оспіни з'являються після того, як тварина перехворіла на віспу. Порша - шкірні покриви покриваються струпами. Відшаровування - гнильне розкладання, яке виникає при розкладанні олійно-кислих бактерій.
Віруси відіграють велику роль у житті людини. Вони є збудниками низки небезпечних захворювань – віспи, гепатиту, поліомієліту, енцефаліту, краснухи, кору, грипу та ін. Мікроорганізми викликають інфекційні захворювання, такі як ГРВІ та ГРЗ.
Віруси – внутрішньоклітинні паразити рослин.
Про те, що рослини хворіють, люди дізналися у ті далекі часи, коли перейшли на осілі землеробства. Землероби як могли, лікували рослини, намагалися запобігти масовій поразці. Один із збудників хвороб рослин – вірус тютюнової мозаїки. Подібний вірус зустрічається у картоплі, томатів, квітів, плодових та ягідних культур. Однією з ознак вірусного ураження є зміна забарвлення квітів у покоління (наприклад, тюльпанів) та зміни забарвлення листя (жовтяниця рослин).
Сімейство клостеровірусів поєднує близько 20 ниткоподібних вірусів рослин, що переносяться попелицями. Хоча клостеровіруси викликають економічно важливі захворювання культурних рослин (наприклад, жовтяницю цукрових буряків та тристецю цитрусових), їхня молекулярна біологія почала вивчатися нещодавно. Вірус жовтяниці буряків (ВЖС) став першим клостеровірусом, геном якого вдалося секвенувати та проаналізувати. З'ясувалося, що у великих РНК геномах ВЖС та інших представників клостеровірусів закодованобілкові послідовності, гомології яких відбивають кілька рівнів консервації. По-перше, це домен РНК полімерази, який універсальний всім РНК вірусів; по-друге, білки, гени яких є лише у клостеровірусів; і, по-третє, це білки, які є індивідуальними для кожного клостеровірусу. Найбільш вірогідним еволюційним сценарієм нарощування великих РНК геномів слід визнати дуплікацію власних послідовностей та захоплення чужих генів у результаті РНК рекомбінації. У цьому цікава доля і функція 65К білка, ген якого міг бути захоплений геномом предка клостеровірусів з м-РНК клітини-господаря.
Безвірусні та вірусостійкі рослини.
Розробка ефективних противірусних заходів засновані на характерній рисі кожного вірусу рослин, на передачі захворювання від одних рослин іншим. Застосовується термічна обробка, хіміотерапія, поєднання цих способів (обприскування рослин чи насичення атмосфери термокамери інгібіторами вірусу).
Використовується також метод, названий культурою меристеми. Метод, заснований на тому, що в різних тканинах рослин віруси поширені не рівномірно, а в деяких частинах відсутній (наприклад, у клітинах меристеми, у точках росту). Ця ділянка в стерильних умовах вирізується і є матеріалом для отримання здорового потомства.
Завдання 3. Розглянути охорону та основні екологічні проблеми навколишнього середовища. Економічні мотиви раціонального природокористування та охорони природи.
На території України розташовано понад 24 тис. підприємств забруднюючих атмосферне повітря та водойми. Тропічні ліси вирубуються зі швидкістю 26 га за хвилину. Найгострішою екологічною проблемою України є деградація. Деградація земель у Тундрі відбувається внаслідок порушеннярослинного покриву при освоєнні родовища Все більш небезпечний характер набуває захаращення території, забруднення земель звалищами у промислових та побутових відходах. Внаслідок чорнобильської аварії забрудненими є Брянська, Орловська, Тульська, Калузька, Рязанська області.
Екологічні проблеми Республіки Башкортостан.
РБ займає 8 місце з викидів в атмосферу і 17 місце з скидів забруднюючих стоків.
1. Захаращення території відходами виробництва.
2. Триває хімічні забруднення атмосфери, водойм та грунту. Зазначається забруднення ґрунтових вод, внаслідок видобутку та транспортування нафти.
3. По всій території РБ випадають кислотні опади.
4. Порушення сільськогосподарських земель. 60% орного фонду РБ страждає від ерозії, знижується біологічна різноманітність.
Причини погіршення екологічної ситуації.
1. Висока концентрація нафтопереробних та хімічних підприємств.
2. Застосування застарілого устаткування.
3. Часті аварії з екологічними наслідками
Економічні мотиви раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища.
Раціональне природокористування – господарська діяльність людини, що забезпечує економне використання природних ресурсів та умов, їх охорону та відтворення з урахуванням не тільки реальних, а й майбутніх інтересів суспільства.
Охорона природи — система заходу щодо оптимізації взаємовідносин людського суспільства та природи.
В основі раціонального природокористування та охорони природи лежать такі мотиви: економічний, охоронний, естетичний, науково-пізнавальний, виховний.
Економічний мотив – найважливіший мотив, бо вся господарська діяльність людини і саме їїіснування засновані на використанні природних ресурсів.
Охоронний мотив – виник відносно недавно у зв'язку з забрудненням навколишнього середовища, що посилюється, результатом якого є захворювання і зниження тривалості життя людини.
Естетичний мотив має на увазі підтримку хоча б окремих природних комплексів у стані, здатному задовольняти естетичні потреби людини.
Науково-пізнавальний мотив має на увазі збереження біологічної різноманітності організмів, незмінених ділянок природи, її окремих творів з метою її наукового пізнання.
Виховний мотив має на увазі необхідність охорони природи на формування духовних потреб людини.
Кінцева мета раціонального природокористування та охорони природи – забезпечення сприятливих умов життя людини, розвитку господарства, науки, культури задоволення матеріальних і культурних потреб всього людського суспільства.
Список використаної літератури
1. Мамонтов С.Г, Захаров В.Б. Загальна біологія. М.; вид. «Вища школа», 1996
2. Жданова В. М., Гайдамович С. Я. Загальна та приватна вірусологія, М.; вид. "Молода гвардія", 1982 р.
3. Коротєєв І. А., Бабічов С. А. Медична мікробіологія, імунологія та вірусологія, М.; вид. "Спеціальна література", 1998 р.
4. Пильнева Т.Г… Природокористування: навч. Посібник для вузів. М.; вид. "Фінста-тінформ", 1997 р.