Вирусы (от лат. virus — яд), мельчайшие биологические объекты (обычно размером от сотых до десятых долей мкм).
Как размножаются вирусы
Вирусы - своеобразное царство живых существ, которые обладают только способностью к размножению.
Важнейшая особенность вирусов — их неспособность к самостоятельному размножению, что связано с отсутствием у них механизмов для синтеза белков и производства энергии.
Многие еще со школы помнят, что живым организмам присваивали несколько характеристик: питание, рост, размножение, дыхание. Но вирусы не имеют метаболизма, то есть они не питаются и не дышат, а значит не растут. Все, что делают вирусы - прикрепляются к клетке-жертве внедряются в нее, встраивают в хромосомы клетки свой геном и клетка начинает вырабатывать белки, которые в ней же собираются в новые вирусы. В конце-концов клетка лопается и из нее выходят уже тысячи вирусов. Ранее считалось, что вирусы могут размножаться только в живых клетках (что обычно и имеет место), и это свойство входило в их научное определение. Сейчас доказана принципиальная возможность размножения некоторых вирусов и в разрушенных клетках, но, несмотря на это, считается, что вирусы — облигатные (безусловные) внутриклеточные паразиты.
Строение вирусов
Вирусы очень просты в строении. Они состоят из 2х главных частей:
- нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), которая кодирует информацию о вирусе, и
- белка, который защищает нуклеиновую кислоту от воздействий внешней среды.
Вирусы несомненно одни из самых простых форм живых организмов, но существуют и более простые формы вирусов - вироиды, у которых нет белковой оболочки, а есть только нуклеиновая кислота РНК. Вироиды вызывают различные заболевания у растений.
Организмы еще проще - прионы, у которых нет нуклеиновой кислоты, и они состоят из одного белка, но тоже способны к размножению.
Как выглядит вирус до внедрения в клетку: вирион
Несмотря на популярное высказывание о том, что: "вне клетки нет жизни", науке всё-таки удалось выделить вирус отдельно от клетки и изучить его строение.
Пока вирус находится во внеклеточной среде или в процессе заражения клетки, он существует в виде независимой частицы, которая называется вирион. Вирион - очень простая частица, ведь состоит он всего то из какого-то количества цепей ДНК (или РНК) и оболочек. Также в самих оболочках имеются рецепторы, которые отвечают за то, чтобы вирус успешно прикрепился к какой-то клетке.
На видео ниже показана клеточная тропность — способность клеток обеспечить размножение определенных вирусов. Определяется комплементарностью (соответствием) специальных рецепторов клетки и антирецепторов вириона, а также возможностью реализации других этапов размножения вируса.
При этом 3D-модель вируса может быть любой формы (шар, палочка и т.д.).
Вирусы
Герпес
Основная статья: Герпес
Грипп
Основная статья: Грипп
ВИЧ
Основная статья: ВИЧ и СПИД
Коронавирусы
COVID-19 (SARS-CoV-2)
Основная статья: COVID-19
NeoCoV
В январе 2022 г ученые из Китая сообщили, что выявленный в Африке коронавирус NeoCoV потенциально может нести опасность для человека. Большинство из ученых работают в Университете Уханя, города, где в конце 2019 года были обнаружены первые случаи заражения коронавирусом SARS-CoV-2.
NeoCoV был обнаружен у летучих мышей в ЮАР и пока циркулирует в этой популяции. Однако ученые отмечают, что он обладает скрытым потенциалом мутировать и в результате получить способность проникать не только в клетки животных, но и человека. NeoCoV является близким родственником коронавируса MERS-CoV, возбудителя ближневосточного респираторного синдрома, вспышка которого была зафиксирована в 2010-х годах.
Вирус Зика
Основная статья: Вирус Зика
Российская студия визуализации в сфере науки к 2020 г построила 3D-модель вируса Зика. В студии утверждают, что это первая научно достоверная модель в атомном разрешении.
Varicella Zoster - возбудитель ветряной оспы
Varicella Zoster - возбудитель ветряной оспы.
Испанка
Насколько велик риск для человечества погибнуть от старого неизученного вируса, проснувшегося в результате таяния льдов
Риск ничтожно маленький по двум причинам.
Первая. Предположим, это вирус, с которым человечество уже сталкивалось. Тогда у некоторого количества людей осталась «иммунологическая память», а значит, с большой вероятностью с этой проблемой удастся справиться. То есть, может, кто-то и погибнет, но не все человечество.
Вторая. Если же вирус столь древний, что никто из людей с ним ещё не сталкивался, то вероятность, что ледовый вирус «подойдет» под наш организм, тоже микроскопическая. Чтобы массово поразить человечество, вирус должен как следует адаптироваться к нашим механизмам защиты (на это уйдут миллионы лет).
Могут ли ученые случайно создать вирус, который уничтожит всех людей
Да. Звучит как сценарий научно-фантастического «ужастика», но на протяжении многих лет ученые по всему миру создают в лабораториях один смертельный вирус за другим. Если вирус, убивающий человека, вырвется на свободу, то это будет катастрофой для всего человечества.
В январе 2001 г. австралийские ученые в Канберре экспериментировали с вирусами в попытке найти способ контролировать мышей, пожиравших сельскохозяйственные культуры. Они создали генетически модифицированный вирус мышиной оспы. Однако этот «супервирус» оказался гораздо мощнее, чем кто-либо мог предположить. Вирус убил 100 % мышей, которые не были привиты. А ведь то, что произошло с мышами, могло запросто произойти и с людьми.
В 2000 г. японские ученые из Киото, экспериментируя с вирусом СПИДа и желая выяснить, как же он растет, нашли способ значительно ускорить его рост.
В 2020 г США обвиняли Китай в том, что коронавирус COVID-19 вырвался на свободу из лаборатории в Ухане и привёл к пандемии.
Вирусы как объекты изучения в молекулярной биологии
Вирусы сыграли и продолжают играть выдающуюся роль как удобные модельные объекты для изучения общих закономерностей молекулярной биологии.
Именно при изучении вирусов были расшифрованы важнейшие закономерности синтеза белков и нуклеиновых кислот и регуляции этих процессов, сформулированы многие понятия молекулярной биологии и молекулярной генетики.
Хроника
2022
РФЯЦ-ВНИИТФ создаст «Ферму данных» на базе ИИ для прогнозирования распространения инфекций
РФЯЦ-ВНИИТФ до конца 2022 года создаст «Ферму данных» для прогнозирования распространения инфекций на основе данных «Сбера» и МТС. Об этом стало известно 18 августа 2022 года. Подробнее здесь.
В ИТМО разработали ДНК-машину для обнаружения патогенов
20 апреля 2022 года представители Университета ИТМО сообщили о том, что ученые Университета ИТМО совместно с учеными Университета Центральной Флориды разработали ДНК-машину для обнаружения патогенов — опасных для здоровья вирусов, бактерий и других микроорганизмов. Данный метод, в отличие от ПЦР-тестов, не требует использования дорогого оборудования. Разработка позволяет проводить тестирование даже при комнатной температуре. С помощью цветового сигнала результат можно увидеть невооруженным глазом. Статья опубликована в журнале Chemical Communications. Подробнее здесь.
Утверджден порядок ввоза и вывоза патогенов и вирусов в России
В начале апреля 2022 года премьер-министр Михаил Мишустин подписал постановление, которым утвердил правила ввоза на территорию России и вывоза за ее пределы патогенных микроорганизмов и вирусов (кроме подлежащих экспортному контролю, а также биоматериалов, полученных при клиническом исследовании лекарств).
В соответствии с документом, который вступает в силу 1 июля 2022 года, для биологических агентов I-IV групп потребуется разрешение главного санитарного врача, для прочих биологических агентов, биологического материала и карантинных объектов - разрешение Россельхознадзора.
Согласно документу, ввоз и вывоз микроорганизмов и вирусов осуществляется:
- Для проведения фундаментальных и прикладных научных исследований в области биологической безопасности, в том числе изучения их свойств, создающих угрозу возникновения и распространения инфекционных и паразитарных болезней;
- Для разработки и внедрения средств и методов их индикации и идентификации;
- Для разработки и внедрения методов, средств и технологий профилактики, диагностики и лечения инфекционных и паразитарных болезней;
- Для депонирования штаммов в коллекциях патогенных микроорганизмов и вирусов, в том числе обязательного депонирования в коллекциях патогенных микроорганизмов и вирусов штаммов, используемых при производстве зарегистрированных в установленном порядке и допущенных к обращению на территории России лекарственных средств для медицинского и ветеринарного применения, а также медизделий.
В январе 2022 года Роспотребнадзор определил перечень потенциально опасных биологических объектов, а также разработал правила предотвращения аварий и диверсий на таких объектах и правила локализации и ликвидации зон биологического заражения, возникших вследствие аварий или диверсий.[1]
Примечания
