Урок 5. Різноманітність вірусів та принципи їхньої класифікації.Віроїди, пріони.

ТЕМА 1. БІОРІЗНОМАНІТТЯ

Урок 5. Різноманітність  вірусів  та  принципи  їхньої  класифікації.Віроїди, пріони.

Мета  уроку: розглянути різноманітність вірусів, віроїдів, пріонів;  вивчити   їх  класифікацію;навчити порівнювати віруси, віроїди та пріони, аналізувати їхні схожі риси та відмінності;виховати сумлінне ставлення до гігієни як засобу запобігання вірусним захворюванням.

Обладнання і матеріали: таблиці або електронні зображення «Будова віріона», «різноманіття вірусів».

Базові поняття і терміни: віруси, віріони, пріони, гіпотези походження вірусів.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою, наукове розуміння природи, здатність застосовувати його в практичній діяльності, здатність до пошуку та засвоєння нових знань, здатність і бажання дотримуватися здорового способу життя.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. У чому принципова різниця між вірусами та одноклітинними організмами?

2. Які прояви активності вірусів вам відомі з власного досвіду?

3. Чи є віруси живими об’єктами? Відповідь аргументуйте.

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

Різноманіття  вірусів.

Віруси (Від лат. virus — отрута) — неклітинні форми живих організмів, які складаються з нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК) і білкової оболонки, зрідка включаючи інші компоненти (ферменти, ліпідні оболонки тощо). Віруси займають екологічну нішу облігатних внутрішньоклітинних паразитів, розмножуючись тільки в живих клітинах, вони використовують їхній ферментативний апарат і перемикають клітину на синтез зрілих вірусних часток — віріонів. Поширені всюди. Викликають хвороби рослин, тварин і людини. 

Віруси вперше були відкриті 1852 р. ботаніком Д. І. Івановським на прикладі вірусу тютюнової мозаїки, хоча захворювання, які викликані ними, відомі здавна. На сьогодні описано більше 500 вірусних хвороб.

Загальні властивості вірусів:

• найменші живі організми;
• не мають клітинної будови;
• можуть відтворюватися, лише проникнувши у живу клітину (є облігатними ендопаразитами);
• паразитують усередині клітин, багато з них спричиняють захворювання;
• мають дуже просту будову: складаються з невеликої молекули нуклеїнової кислоти (або РНК, або ДНК), що оточена білковою чи ліпопротеїнової оболонкою;
• перебувають на межі живого і неживого;
• кожен тип вірусу здатний розпізнавати й інфікувати лише певні типи клітин, тобто є високоспецифічними до своїх хазяїв.

Поза клітиною віруси перебувають в інертному стані, однак мають набір інструкцій (генетичний код), необхідних для того, щоб знову проникнути в клітину, підпорядкувавши її своїм інструкціям і примусити створювати багато ідентичних вірусу копій. До того ж поза межами клітини хазяїна віруси не можуть самовідтворюватися.Форму вірусу, що перебуває поза межами клітини в стані спокою, називають віріоном.

2.Принципи  класифікації  вірусів.

В основу класифікації вірусів покладено такі властивості : тип нуклеїнової к-ти, вміст її у вібріоні у %, кількість ниток у ній, відносну молекулярну масу, а також особливості будови вірусів, їх репродукції.Відомо 17 родин ДНК-геномних і 42 родини РНК-геномних, із них тільки 6 родин ДНК-геномних і 11 родин РНК-геномних вірусів мають значення в медицині та ветеринарії.

 В основу сучасної класифікації вірусів покладено такі основні критерії:

1)тип нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК), її структура (кіль- кість ниток);

2)наявність зовнішньої ліпопротеїнової оболонки;

3)стратегія вірусного геному (механізм реплікації);

4)розмір і морфологія віріона, тип симетрії, кількість капсомерів;

5)форми генетичних взаємодій;

6)спектр сприйнятливих хазяїв;

7)патогенність, у тому числі цитопатичні зміни та утворення ті- лець-включень у клітинах;

8)географічне поширення;

9)спосіб передавання;

10)антигенні властивості.

На основі перелічених ознак віруси поділяються на порядки, родини,підродини, роди і види. Формування родин проводиться за критеріями,викладеними в пунктах 1 і 2 (тип нуклеїнової кислоти та наявність зовнішньої ліпопротеїнової оболонки). Поділ на підродини, роди і види ґру-нтується на основі решти ознак. Порядки об’єднують родини вірусів з подібною організацією геному та єдиним механізмом реплікації.

Так, спочатку вірусам присвоювали назви хвороб (наприклад, вірус жовтої пропасниці,вірус поліомієліту, віруси віспи різних видів тварин) або імена дослідників (вірус саркоми Рауса, вірус фіброми Шоупа). Потім виникли географічні найменування, які давали в основному арбовірусам (вірус лісу Семліки, вірус Західного Нілу, вірус лихоманки долини Ріфт).

3.Неканонічні  віруси.

Віро́їд (від «віруси» та грец. εἶδος — форма, вид) — інфекційні агенти, які являють собою низькомолекулярну, висококомплементарну одноланцюгову молекулу РНК, замкнену в кільце, та на відміну від вірусів не мають білкової оболонки. Більшість віроїдів містить від 250 до 375 нуклеотидів — набагато менше, ніж віруси. Спричинюють хвороби рослин. Послідовності нуклеотидів віроїдів не кодують власних білків.

Віроїди потрапляють у клітину рослини-хазяїна при вегетативному розмноженні, за допомогою комах або механічним шляхом при пошкодженні тканин. Розмноження (реплікація) проходить за допомогою ферментів РНК-полімераз хазяїна. Походження віроїдів невідоме. Доведено, що нові віроїди можуть утворюватись при рекомбінації.

Віроїди можуть завдавати значних збитків рослинництву. 

Пріони (від англ. proteinaceous infectious particles — білкові заразні частинки) — особливий клас інфекційних агентів, чисто білкових (тобто таких, що не містять нуклеїнових кислот), що спричиняють тяжкі захворювання центральної нервової системи у людей і ряду вищих тварин — пріонові хвороби, що, в свою чергу, входять до групи повільних інфекцій.

У другій половині XX століття  лікарі зіткнулися із незвичайним захворюванням людини — поступовим прогресуючим руйнуванням головного мозку, що відбувається у результаті загибелі нервових клітин. Це захворювання отримало назву губчастої енцефалопатії. Схожі симптоми були відомі давно, але вони спостерігалися не в людини, а у тварин (скрепі овець), і довгий час між ними не знаходили достатнього обґрунтованого зв'язку.

Новий інтерес до їх вивчення виник в 1996 р., коли у Великій Британії з'явилася нова форма захворювання, що позначається як «новий варіант хвороби Кройцфельда-Якоба (nvCJD)».

Важливою подією було поширення «коров'ячого сказу» у Великій Британії, епідемія якого була початково в 1992–1993 рр., а потім і в 2001 р., та охопила кілька європейських держав. Тим не менше м'ясо корів було експортовано в багато країн. Захворювання пов'язують із використанням «пріонізованого» кісткового борошна в кормах і преміксах, що було виготовлено із туш полеглих або хворих тварин, які можливо, і не мали явних ознак захворювання.

У 1997 р. американському лікареві Стенлі Прузінеру була присуджена Нобелівська премія з фізіології та медицини за вивчення пріонів.

Людськими пріоновими хворобами 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 та ін.);
• хвороба Крейтцфельда-Якоба (ХКЯ) — трапляється скрізь; симптоми: прогресуюча деменція з ураженням пірамідальних і екстрапірамідальних нервових шляхів; джерело захворювання для людей — м’ясо хворих корів на губоподібну енцефалопатію («сказ» корів);
• летальне сімейне безсоння — втрата сну, гіперактивність симпатичної системи, прогресуюче ослаблення автономних та ендокринних циклічних часових ритмів;
• аміотрофічний лейкоспогноз — повільна інфекція, якій властиві прогресуючий розвиток атрофічних парезів м’язів кінцівок та тулуба, порушення дихання; завершується смертю;
• ■ синдром Альперса — повільна пріонна інфекція, виявляється здебільшого у дитинстві; симптоми свідчать про ураження ЦНС.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. У чому полягають особливості будови вірусів?

2. Які є принципи класифікації  вірусів?

3. Які особливості будови та функціонування пріонів?

4. Які пріонові хвороби вам відомі? У чому їх небезпека для здоров’я людини?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.

Підготувати повідомлення за темами «Вірусні захворювання рослин», «Вірусні захворювання тварин», «Вірусні захворювання людини». Зазначити симптоми, шляхи передачі, способи профілактики таких хвороб та лікування.