Презентація до уроку біології в 10 класі за новою програмою "Віруси, віроїди, пріони"

Віруси, віроїди, пріони. Особливості їхньої організації та функціонування. Гіпотези походження вірусів10 клас, 5 урок

Систематичне положення вірусів, віроїдів, пріонів в системі органічного світу

Відкриття вірусів. В 1852 році російський ботанік Дмитро Іосифович Івановський отримав інфекційний екстракт із рослин тютюну, уражених мозаїчною хворобою Вірус тютюнової мозаїки

Віруси - нуклеопротеїди. Прості віруси складаються з невеликої кількості генетичного матеріалу (ДНК або РНК), оточеної білковою оболонкою (капсидом). Складні віруси мають додаткову оболонку – суперкапсид. Він утворений ліпідами, вуглеводами та фрагментами мембран клітини-господаря.

Екологічна ніша. Віруси є облігатними внутрішньоклітинними паразитами, розмножуючись тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і перемикають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів. У результаті клітина гине або, рідше, залишається значно послабленою. Віруси є збудниками небезпечних хвороб людини. Зокрема, це грип та інші гострі респіраторні захворювання, синдром набутого імунодефіциту людини (СНІД), сказ, поліомієліт, вірусний енцефаліт, менінгіт, віспа, краснуха, сказ, кір, вірусні гепатити, герпес, деякі онкологічні захворювання та інші.

Віроїди – збудники хвороб рослин. Віроїди відкрив 1971 році Теодор Отто Дінер, який вивчав інфекційне захворювання картоплі, відоме під назвою «веретеноподібність бульб». На превеликий подив дослідника під час біохімічного аналізу очищеного збудника не виявили жодних ознак білка. З'ясувалося, що інфекцію спричиняла одноланцюгова молекула РНК.

на відміну від вірусів віроїди :не мають білкової оболонки і складаються лише з одноланцюгової кільцевої молекули РНК;не мають антигенних властивостей і не можуть бути визначені звичайними методами;віроїди — найменші відомі в природі частики, що здатні до розмноження; довжина молекули РНК віроїдів - 110 е мм, вона складається з 300-400 нуклеотидів;молекули РНК віроїдів не кодують власних білків, тому їх розмноження може відбуватися або аутокаталітично, або за участі клітини-хазяїна.

Пріони – «білки-вбивці»Термін «пріони» запропонував американський біохімік та невролог Стенлі Прузінер, який відкрив їх 1982 р. Пріони складаються з низькомолекулярних білків, не містять нуклеїнових кислот. Вони викликають захворювання — трансмісійні губчастіі енцелопатії, що характеризуються довгим інкубаційним періодом, повільно прогресуючим розвитком, дегенеративними змінами у ЦНС, відсутністю ознак запалення та вираженої імунної відповіді, летальним результатом.

Що ж це за білки?Крім короткоживучих білків, які організм використовує як енергетичний ресурс і як будівельний матеріал для нових клітин, є й такі білки, яким притаманні зовсім інші функції. Саме з ними і пов'язують виникнення повільних пріонових інфекцій. Пріони складаються з особливого білка, який існує у вигляді двох ізомерів. Один з них нормальний клітинний пріоновий протеїн Pr. Pc. Інший - аномальний Pr. PSc, відрізняється вторинною структурою, стійкий до розщеплення і розчинення, здатний до самоагрегації та олігомеризації (тобто поєднання з іншими такими ж молекулами). Згідно із сучасними уявленнями, пріони є носіями біологічної інформації нового типу, зашифрованої в конформації білкової молекули.

пріонними захворюваннями людини є:куру — вперше описана 1957 р. американським педіатром і вірусологом Даніелом Гайдушеком у папуасів-каннібалів Нової Гвінеї; симптоми: прогресуюча мозочкова атаксія, загальне дрижання, адинамія, психічні зміни (ейфорія, безпричинний сміх);хвороба Крейтцфельда-Якоб — характеризується ураженням пірамідальних і екстрапірамідальних нервових шляхів; джерело захворювання для людей — м’ясо хворих корів на губчасту енцефалопатію («сказ» корів);летальне сімейне безсоння — втрата сну, гіперактивність симпатичної системи, прогресуюче ослаблення автономних та ендокринних циклічних часових ритмів;аміотрофічний лейкоспогноз — розвиток атрофічних парезів м’язів кінцівок та тулуба, порушення дихання;синдром Альперса — повільна пріонна інфекція, виявляється здебільшого у дитинстві; симптоми свідчать про ураження ЦНС.можливо, пріонні хвороби беруть участь у захворюванні ши-зофренією, міопатією й деякими іншими хворобами.

Як може заразитися людина?Через їжу. Пріони не руйнуються ферментами травної системи. Люди заражаються після вживання в їжу яловичини, що містить нервову тканину з голів худоби, хворих на коров’ячий сказ. Після внутрішньом’язового введення препаратів, виготовлених з гіпофізу людини (гормонів росту для лікування карликовості). Зараження мозку інструментами під час нейрохірургічних операцій, оскільки пріони стійкі до застосовуваних у цей час термічних і хімічних методів стерилізації. Через пересадку рогівки, фрагментів твердої мозкової оболонки хворого. Пріонні хвороби успадковуються за автосомно-домінантним типом. Хвора людина в домашніх побутових умовах або в лікарні не створює небезпеки для оточуючих, якщо вони не контактують з тканинами, особливо мозковою, ураженої людини.

Підсумуємо. Нуклеїнова кислота (РНК)Білок. Вірус Віроїд Пріон

Гіпотези походження вірусів регресивна гіпотеза (гіпотеза редукції); гіпотеза клітинного походження (гіпотеза кочування, гіпотеза втечі); гіпотеза коеволюції.

регресивна гіпотеза. Віруси колись були дрібними клітинами, що паразитували на більших клітинах. З плином часу ці клітини могли втратити гени, які були «зайвими» за паразитичного способу життя. Ця гіпотеза базується на спостереженні, що деякі бактерії (рикетсії та хламідії) являють собою клітинні організми, що подібно до вірусів можуть розмножуватися лише всередині іншої клітини. Недоліки: регресивна гіпотеза не пояснює, чому навіть найдрібніші клітинні паразити не схожі з вірусами.

гіпотеза клітинного походження. Деякі віруси могли з’явитися з фрагментів ДНК чи РНК, що «звільнилися» з геному більшого за розмірами організму. Такі фрагменти можуть походити від плазмід (молекул ДНК, здатних передаватися від клітини до клітини) або транспозонів (молекул ДНК, що реплікуються та переміщуються з місця на місце всередині геному). Недоліки: гіпотеза втечі не пояснює появу капсиду та інших частин вірусної частки.

гіпотеза коеволюції Віруси виникли зі складних комплексів білків та нуклеїнових кислот у той же час, що й перші живі клітини, і залежать від клітинного життя з тих пір. Недоліки: гіпотеза коеволюції суперечить визначенню вірусів як неклітинних часток, що залежать від клітини-хазяїна.

узагальнення

Узагальнення1. Інфекційні агенти білкової природи: А) віроїди;Б) віруси;В) антитіла;Г) пріони.2. Пріони містять: А) ДНК;Б) білки;В) РНК;Г) ДНК і білки.3. Хто відкрив пріони: А) Я. Герстман;Б) С. Прузинер;В) Г. Крейцфельд;Г) Д. Гайдушек.4. Внаслідок якої хвороби людина втрачає сон: А) куру;Б) скрепі;В) коров'ячий сказ;Г) смертельне сімейне безсоння.5. Назвіть властивості пріонів: А) здатні до мутацій;Б) стійкі до зовнішніх факторів;В) можуть передаватися спадково;Г) всі відповіді правильні.6. У чому полягають особливості будови вірусів?7. Які є гіпотези походження вірусів?8. Які особливості будови та функціонування пріонів?9. Які пріонові хвороби вам відомі? У чому їх небезпека для здоров’я людини?