Maciej Dajos kl I b Wirusy Odkrycie Definicja

Maciej Dajos kl. I „b”

Wirusy • Odkrycie • Definicja • Budowa wirionu • Podział • Namnażanie się • Przykłady chorób • Literatura

Wirusy mogą namnażać się na dwa sposoby: 1. W cyklu litycznym ( normalnym) – kończącym się zniszczeniem komórki gospodarza. 2. W cyklu lizogenicznym ( łagodnym) – niekończącym się śmiercią gospodarza.

Cykl lizogeniczny wirusa Cykl lizogeniczny (lizogenny) jest odmianą replikacji wirusa, która nie kończy się śmiercią komórki gospodarza. Wirus przyłącza swój DNA do DNA gospodarza (wirusy RNA muszą przepisać swój RNA na DNA w procesie odwrotnej transkrypcji) i jest powielany podczas podziałów komórkowych). Wirus w tej formie nazywany jest prowirusem ( u bakteriofagów mówimy o profagu). Wirus w tej formie nie wywołuje u gospodarza żadnych objawów. Niektóre czynniki ( np. stres, osłabienie odporności, przemęczenie, promieniowanie) mogą spowodować przejście prowirusa w cykl lityczny. Cykl lizogenny bakteriofaga

Cykl lityczny wirusa • • • Etap adsorpcji – wirus styka się z powierzchnią atakowanej komórki. Etap wnikania (penetracji) – wirion wnika do komórki gospodarza ( wyjątek stanowią bakteriofagi, które wprowadzają do komórki jedynie swój kwas nukleinowy). Etap replikacji – kwas nukleinowy wirusa przejmuje kontrolę nad metabolizmem zainfekowanej komórki, powielane są części składowe nowych wirionów ( kwas nukleinowy i białka kapsydu). Etap składania (dojrzewania) – powstawanie nowych wirionów poprzez połączenie kwasu nukleinowego i kapsydu. Etap uwolnienia (elucji) – powstałe wiriony opuszczają komórkę, towarzyszy temu jej zniszczenie (liza). Cykl lityczny bakteriofaga

Choroby wirusowe roślin: • • • Pstrość tulipana Smugowatość ziemniaka Żółtaczka buraka Mozaika tytoniowa Kędzierzawka ziemniaka Choroby wirusowe ludzi: • • • Grypa AIDS Polio (choroba Heinego-Hedina) SARS Opryszczka Wirusowe zapalenia wątroby Ospa wietrzna Różyczka Odra Świnka Choroby wirusowe zwierząt: • • • Poletko tulipanów porażonych wirusem pstrości Dziewczynka chora na chorobę Heinego-Medina Roślina zarażona wirusem mozaiki tytoniowej Wykwity opryszczkowe w okolicy czerwieni wargowej Pryszczyca Wścieklizna Myksomatoza Nosówka Ptasia grypa Królik chory na myksomatozę Pies chory na wściekliznę

Pochodzenie wirusów nie jest jasne. Istnieje na ten temat wiele hipotez. Najpopularniejsze z nich mówią, że: – Wirusy to niekomórkowe formy życia, które z biegiem czasu stały się pasożytami. – Wirusy powstały z bakterii, które przystosowując się do obligatoryjnego pasożytnictwa, traciły organelle komórkowe, pozostawiając jedynie materiał genetyczny i kilka składników zapewniających patogenność. – Wirusy są fragmentami chromosomów, które „uciekły” z komórek roślinnych (wirusy roślinne), zwierzęcych (wirusy zwierzęce) lub bakteryjnych (bakteriofagi).

Wirusy zostały odkryte w 1892 r. Przez rosyjskiego botanika Dmitrija Iwanowskiego. Stwierdził on, że chorobę tytoniu, objawiającą się wzorzystymi plamami na liściach, zwaną mozaiką tytoniu można przenieść z roślin chorych na zdrowe tylko przez potarcie ich liści sokiem pochodzącym z osobników chorych. Sok ten wykazywał takie same właściwości nawet po przsączeniu przez filtry bakteryjne. Iwanowski doszedł do wniosku, że chorobę tą wywołują patogeny mniejsze od bakterii. Dmitrij Iwanowski, znaczek pocztowy ZSRR, 1964

Wirusy (łac. Virus – jad) są to niewielkie ( 20 – 300 nm), bezkomórkowe, białkowonukleinowe, pasożytnicze formy życia. Posiadają one pewne cechy charakterystyczne dla organizmów żywych (zdolność do reprodukcji, posiadanie kwasów nukleinowych i białek), jednak ze względu na brak budowy komórkowej, niemożność samodzielnego przeprowadzania reakcji metabolicznych, poruszania się i rozmnażania poza komórką gospodarza nie są do nich zaliczane. Obserwować je można jedynie pod mikroskopem elektronowym (wyjątkiem jest wirus ospy prawdziwej – największy z wirusów). Wirus Marburg – mikrofotografia TEM

Wirionem nazywamy pojedynczą, kompletną cząstkę wirusa zdolną do zakażenia komórki. Składa się on z materiału genetycznego (DNA lub RNA) i białkowej otoczki - kapsydu(gr. capsa- puszka) składającego się z mniejszych elementów zwanych kapsomerami. Niektóre wirusy ( np. HIV) mają dodatkową osłonkę zbudowaną ze związków pochodzących z błony komórkowej gospodarza. Kapsydy przyjmują różne formy (kształt kapsydu jest jednym z kryteriów podziału wirusów).

Podział wirusów: • Ze względu na kształt. • Ze względu na rodzaj kwasu nukleinowego. • Ze względu na organizmy, które atakują. • Ze względu na wielkość.

Jednym z kryteriów podziału wirusów jest kształt wirionu. Wyróżniamy wiriony: • Bryłowe (wielościenne) (np. wirus wywołujący chorobę Heinego-Medina) • • Bryłowe z otoczką (np. wirus półpaśca) Spiralne (pałeczkowate) (np. wirus mozaiki tytoniowej) • • Spiralne z otoczką (np. wirus grypy) Bryłowo-spiralne (bakteriofagi)

Ze względu na atakowane organizmy wirusy dzielimy na: • • • Bakteriofagi (fagi) – wirusy atakujące bakterie. Ich materiał genetyczny stanowi najczęściej DNA. Są zdolne do przedostanie się przez ścianę komórkową bakterii. Infekując bakterie wstrzykują do ich wnętrza swoje DNA, a kapsyd pozostawiając na zewnątrz. Atakują tylko określone gatunki lub szczepy bakterii, dzięki czemu są wykorzystywane do ich identyfikacji. Niektóre bakteriofagi wykorzystywane są do leczenia chorób wywoływanych przez bakterie oporne na antybiotyki (terapie doświadczalne). Wirusy roślinne (fitofagi) – ich materiał genetyczny stanowi z reguły RNA. Najczęściej przybierają kształt pałeczkowaty. Nie potrafią same przedostać się przez ścianę komórkową roślin – potrzebne jest jej wcześniejsze mechaniczne uszkodzenie (np. przez owady). Ich nazwy pochodzą od zmian jakie wywołują w zaatakowanej roślinie. Objawem zaatakowania rośliny przez wirusy mogą być: przebarwienia na liściach (mozaikowatość), nieprawidłowy wzrost i zwijanie się liści (kędzierzawienie), a także nadmierny rozrost tkanek (narośla rakowe). Wirusy zwierzęce (zoofagi) – najczęściej przyjmują kształt wielościenny, mogą posiadać zarówno DNA(np. wirus ospy, różyczki), jak i RNA (np. HIV, wirus grypy). Wirusy te bywają bardzo wyspecjalizowane, nie tylko do określonego gatunku zwierzęcia, ale nawet do konkretnego narządu (np. wirus żółtaczki atakuje tylko komórki ludzkiej wątroby). Bakteriofagi na komórce bakterii Wirus mozaiki tytoniowej Wirus zapalenia wątroby typu A.

Ze względu na rodzaj materiału genetycznego wirusy można podzielić na: • Wirusy DNA – posiadające kwas deoksyrybonukleinowy. Wirusy DNA to najczęściej bakteriofagi lub zoofagi. DNA wirusów może być: a) dwuniciowy (ds. DNA) – większość bakteriofagów i wirusów zwierzęcych (bakteriofag T 4, HSV – wirus opryszczki, wirus ospy) b) częściowo jednoniciowy – hepadnawirusy (np. HBV wywołujący wirusowe zapalenie wątroby typu B). c) jednoniciowy (ss. DNA) – niektóre bakteriofagi i wirusy zwierzęce ( np. bakteriofag ΦX 174, wirus wywołujący rumień zakaźny) • Wirusy RNA – posiadający kwas rybonukleinowy. Wirusy RNA są najczęściej fitofagami lub zoofagami, ich RNA może być: a) dwuniciowy (ds. RNA) – wirusy zwierzęce z rodzin Birnaviridae i Reoviridae (np. rotawirusy wywołujące biegunkę) b) jednoniciowy (ss. RNA) – wirusy zwierzęce i większość wirusów roślinnych (np. HIV, wirus grypy, wirus mozaiki tytoniowej). Wirus ospy prawdziwej Rotawirus Wirus grypy (szczep H 3 N 2)

Ze względu na wielkość wirurusy dzielimy na: • wirusy duże (150 -300 nm) – pokswirusy ( np. wirus ospy prawdziwej) • wirusy średnie (50 -150 nm) – herpeswirusy ( np. wirus opryszczki) – adenowirusy • wirusy małe (zwierzęce 20 -50 nm) – pikornawirusy (np. wirus polio) – parwowirusy (np. wirus wywołujący rumień zakaźny)

Literatura: Ewa Holak, Liliana Hoppe, Waldemar Lewiński, Ilona Lipka, Barbara Ruda-Groborz. Biologia Vademecum maturalne 2008. Gdynia 2007 Claude A. Villee. Biologia. Warszawa 1987 Piotr Tadeusz Kąkol. Biologia Kompendium. Warszawa 2007 Witold Mizerski (red. ). Tablice biologiczne. Warszawa 2004 Waldemar Lewiński, Jolanta Walkiewicz. Biologia – Podręcznik dla klasy pierwszej liceum ogólnokształcącego. Gdynia 1998