Что правильно вирус заставляет клетку выполнять его программу
Создать условия, способствующие формированию следующих компетенций:
Учебно-познавательных: ставить цель, формулировать выводы;
Коммуникативных : владеть монологической речью;
Здоровьесберегающей: обеспечить условия формирования культуры здоровья для профилактики вирусных заболеваний; создать условия для формирования ответственного отношения к своему здоровью, как к ценности;
Образовательные: сформировать у учащихся знания о вирусах как о неклеточной форме существования организмов, познакомить с особенностями строения вирусов, путями их проникновения в клетку; научить распознавать вирусные заболевания.
Развивающие: развить интеллектуальные способности (умение анализировать обобщать, сравнивать, классифицировать, делать выводы, проводить синтез, доказательство), умение коммуникативного общения, развитие речи.
Воспитательные: продолжить воспитание ценностного отношения к труду, бережного отношения к своему здоровью.
«вирус», «вирион», «капсид», «рецепторный эндоцитоз», «бактериофаг»,«ВИЧ», «СПИД».
биологические дисциплины: анатомия, физиология, генетика;
небиологические дисциплины: история, статистика.
- компьютер учителя;
- мультимедийный проектор;
- колонки;
- интерактивная доска;
- авторская презентация
В познавательной (интеллектуальной) сфере
- Выделение существенных признаков строения и жизнедеятельности вирусов.
- Приведение доказательств сравнения (сходств и отличия) вирусов с живыми организмами.
- Объяснение роли вирусов в природе и жизни человека.
В ценносто-ориентационной сфере
- Анализ и оценка последствий проникновения вирусов в клетки растений, животных и человека.
В сфере физической деятельности
Освоение правил профилактики вирусных заболеваний
- Структурировать материал, работать с различными источниками информации, включая электронные.
- Овладеть составляющими исследовательской деятельности, включая умения видеть проблему, выдвигать гипотезы, наблюдать, давать определение понятиям.
- Преобразовывать информацию из одной формы в другую.
- Обнаруживать причинно-следственные связи в процессах проникновения вируса в клетку.
- Использовать приобретенные знания для профилактики вирусных заболеваний растений, животных и человека.
- Выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях при изучении специфических свойств вирусов.
- Выполнять учебное действие в соответствии с планом.
- Адекватно использовать речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции.
- Сравнивать различные точки зрения и находить общее решение.
- Работать совместно в атмосфере сотрудничества.
- Познавательных интересов, направленных на изучение неклеточных форм жизни.
- Интеллектуальных умений (доказывать, строить рассуждения, анализировать, сравнивать процессы, происходящие в клетках, пораженных вирусами)
Технологическая карта урока
Основные этапы организации учебной деятельности
Задания для учащихся, выполнение которых приведет к достижению планируемых результатов
1. Организационный этап. Мотивирование к активной деятельности
Постановка проблемы, мотивация к активной деятельности.
Подготовка к работе, ознакомление с темой урока и формами учебной деятельности на уроке.
Человечеству с самого начала его существования угрожали серьезные враги. Являлись они неожиданно, коварно. Их жертвами стали миллионы людей, погибших от оспы, гриппа, энцефалита, кори, пневмонии.
Сицилийский историк Микеле де Пьяцца так описывал Неаполь в период эпидемии: «Трупы оставались лежать в домах, и ни один священник, ни один родственник — сын ли, отец ли, кто-либо из близких — не решались войти туда: могильщикам сулили большие деньги, чтобы те вынесли и похоронили мёртвых. Дома умерших стояли незапертыми со всеми сокровищами, деньгами и драгоценностями; если кто то хотел войти туда, ему никто не преграждал путь».
Только средневековые лекари, надев на лицо маски, убирали тела умерших горожан. Оставшиеся в живых создавали противочумные столбы, которые и сегодня напоминают нам о тех страшных временах.
– Как вы считаете, эта тема актуальна сегодня?
– Почему же до сих пор (несмотря на то, что медицина достигла больших высот) эпидемии гриппа выводят из строя миллионы людей, нет лекарств против СПИДа?
– Почему с вирусами – возбудителями заболеваний трудно вести борьбу и полностью их уничтожить?
Представьте себя в роли тех людей, которые должны защитить человечество от вирусов? Какие знания о вирусах вам необходимы, чтобы выполнить эту важную миссию?
Какова тема нашего урока?
Какие задачи мы поставим перед собой?
целеполагание, планирование, способность ставить учебные цели и задачи, планировать их реализацию.
учебное сотрудничество с учителем и одноклассниками.
2. Актуализация знаний обучающихся
Выявление уровня знаний по изученному ранее материалу
I. Предположите (определите) правильность суждения о вирусах (заполнение таблицы № 1 первой колонки «до изучения темы»)
Познавательные: построение вопросов, высказываний, анализ, сравнение, обобщение.
Регулятивные: выбор правильных эффективных путей и средств достижения целей в рамках фронтальной беседы.
Коммуникативные: умение действовать с учетом позиции других людей, устанавливать и поддерживать контакты; развитие речевой деятельности, основ коммуникативной компетентности.
3. Усвоение новых знаний
Создание проблемной ситуации. Организация обучающихся на исследование проблемной ситуации в формах работы в группах, выслушивания выступлений участников, просмотра презентаций.
Изучение новой темы «Вирусы»
I. Учебная ситуация « Вирусы: живое или неживое? »
1.В парах изучить материал параграфа
2. Составить таблицу. Приложение 2
III.Работа в группах.
Задания для группы №1
Вопрос «Химический состав и строение вируса».
1) используя тексты параграфа и дополнительный материала, найти ответ на данный вопрос;
2) заполнить 1 раздел таблицы Приложение 3
3) выступите с кратким объяснением своего вопроса Задания для группы №2
Вопрос « Классификация вирусов »
(по генотипу; по строению оболочки)
1) используя тексты параграфа и дополнительный материал найти ответ на данный вопрос;
2) заполнить 2 раздел таблицы Приложение 3
3) выступите с кратким объяснением своего вопроса.
Задания для группы №3
Вопрос «Вирусы вне живой клетке» и «Вирусы в живой клетке»
1) используя тексты параграфа и дополнительный материал, найти ответ на данный вопрос;
2) заполнить 3 и 4 раздел таблицы. Приложение 3
3) выступите с кратким объяснением своего вопроса.
Задания для группы №4.
Вопрос «Вирусы в живой клетке Жизненный цикл вируса»
1) используя тексты параграфа и дополнительный материал, найти ответ на данный вопрос;
2) заполнить 4раздел таблицы Приложение 3
3) выступите с кратким объяснением своего вопроса
Выделение существенных признаков строения и жизнедеятельности вирусов.
Приведение доказательств сравнения (сходств и отличия) вирусов с живыми организмами.
Объяснение роли вирусов в природе и жизни человека. Анализ и оценка последствий проникновения вирусов в клетки растений, животных и человека.
Освоение правил профилактики вирусных заболеваний
Регулятивные: планирование путей и средств достижения целей и способности ставить учебные задачи, способности к проектированию.
Коммуникативные: умение слушать и понимать своих сверстников, выражать свои мысли; инициативное сотрудничество в поиске и выборе информации;
5. Первичное закрепление
Организация просмотра отрывка фильма «Империя вирусов», затем обсуждения отрывка в парах, тестового контроля обучающихся; установление осознанности восприятия и первичного обобщения.
Просмотр отрывка научно-популярного фильма «Империя вирусов»; обсуждение в парах просмотренного отрывка из фильма, высказывание собственного мнения; выполнение тестовых заданий по изученной теме.
Выполнить тестовое задание по вариантам Приложение 4, произвести взаимопроверку
Познавательные: умение структурировать знания, осознанно и произвольно строить речевое высказывание, выполнять тестовые задания
Регулятивные: контроль, оценка, коррекция.
Коммуникативные: управление поведением партнера – контроль, коррекция и оценка действий партнера.
6. Домашнее задание
Комментарий домашнего задания
Запись домашнего задания
Задание на дом §15-16, заполнить таблицу «Патогенные вирусы человека» Приложение 5
Дополнить таблицу примерами из дополнительных источников.
Регулятивные: постановка самостоятельной учебной задачи на основе соотнесения уже усвоенного материала и того, что ещё неизвестно; мобилизация своих сил к волевому усилию, возможности выбора путей и средств реализации.
Коммуникативные: организация планирования и прогнозирования.
Организация самооценки обучающимися собственной учебной деятельности на уроке, меру своего продвижения к цели; подведение кратких итогов; оценка и самооценка работы учеников; комментарии.
Определение степени соответствия поставленной цели и результатов деятельности; степени своего продвижения к цели; высказывание оценочных суждений; формулировка и запись эмоциональной рефлексии в тетрадях.
«Для меня сегодняшний урок…»
Регулятивные: умение осуществлять самоконтроль и коррекцию, самоанализ и самооценку.
Коммуникативные: умения слушать друг друга, речевую деятельность; умение выражать правильно и кратко свои мысли.
Познавательные: умения строить высказывания, анализировать и обобщать, находить и использовать необходимую информацию.
До изучения темы
После изучения темы
1. Вирусы – это одноклеточные организмы
2. Вирус в переводе с латинского означает «эпидемия»
3. Заболевание герпес можно вылечить с помощью антибиотиков
4. Вирусы – это внутриклеточные паразиты
5. ВИЧ-инфицированная мать рождает ВИЧ-инфицированного ребёнка
6. Вирусы возникли на Земле раньше бактерий
Признаки жизни у вируса
Признаки живого, отсутствующие у вирусов
1. Способность к размножению
2. Обладание наследственностью 3. Вирусам свойственна изменчивость.
5. Приспособляемость к изменяющимся условиям окружающей среды.
1. Нет клеточного строения
2. Отсутствует собственный метаболизм.
3. Неспособны к репродукции вне клетки хозяина
Таблица № 2«Строение вирусов и особенности их жизнедеятельности»
Вне живой клетки
Жизненный цикл вируса
3. Выполните по вариантам тестовые вопросы.
1. Основоположником учения о вирусах является?
А) Т.Морган В) В.Вернадский
Б) Д.Ивановский Г) Н.Вавилов
2. Вирусы могут размножаться.
А) Только в клетке хозяина
Б) Путем простого деления
В) Только бесполым путем
Г) Только половым путем.
3. Какой вирус нарушает работу иммунной системы человека?
А) Полиомелита В) Гриппа
4. Капсид у вирусов состоит из:
Б) ДНК Г) липидов
5. Что правильно?
А) вирусы бактерий обычно содержат только РНК
Б) у вирусов отсутствуют мембранные структуры
В) вирусы животных в цитоплазму клеток не проходят
Г) вирусы размножаются только внутри клеток
6. Что правильно?
А) вирус заставляет клетку выполнять его программу
Б) некоторые вирусы выходят из клетки, не разрушая ее
В) вирус гепатита размножается в клетках слюнных желез
Г) вирионами называют вирусы, вызывающие заболевания
1. Бактериофаг-это вирус, паразитирующий в клетках:
А) Растений В) Животных
Б) Бактерий Г) Грибов
2. Путь прохождение вируса в клетку хозяина называют?
А) Фагоцитоз В) Пиноцитоз
Б) Эндоцитоз Г) Фотосинтез
3. Размеры вирусов составляют:
А) 15—100 нм В) 0,15—4 нм
Б) 0,15—4 мкм Г) 0,015—0,4 мкм
4. Каким образом вирус подчиняет клетку хозяина, заставляя её работать на себя?
А) путём внедрения РНК в ядро клетки
Б) путём синтеза ДНК с помощью вирусной РНК
В) путём разрушения ядерной оболочки белками вируса
5. Что правильно?
А) вирусы растений и животных обычно содержат РНК
Б) у вирусов рибосомы гораздо мельче клеточных
В) бактериофагами называют вирусы растений
Г) вирус, покидая клетку, всегда ее разрушает
6. Что правильно?
А) любой вирус может поразить в
любой момент любую клетку
Б) вирус гриппа размножается даже в клетках бактерий
В) вирус СПИДа поражает клетки иммунной системы
Г) вирусы могут жить в клетке и не разрушать её
Защита и лечение
Рефлексия «Для меня сегодняшний урок…»
1. понял материал
2. узнал больше, чем знал
3. помогал другим
Дополнительная информация к уроку.
Тема урока «Вирусы»
1.Строение вирусов. Вирусы не имеют клеточного строения, размеры их варьируют от 20 до 300 нм. В среднем они в 100 раз меньше бактерий, увидеть их можно только в электронный микроскоп. Устроены вирусы очень просто: снаружи - защитная белковой оболочки — капсида, внутри вируса его сердцевина, геном – генетический материал (ДНК или РНК);
А) по геному ( генетическому материалу) на:
- ДНК –содержащие вирусы
- РНК – содержащие вирусы
Б) по строению оболочки вируса на:
Простые - оболочка только из белка вируса (гепатит, ВИЧ)
Сложные – кроме белка, есть еще дополнительная оболочка из углеводов и липидов, которая возникает из плазматической мембраны клетки хозяина (герпес, гриппа).
3. Вирусы вне живой клетки.
Вирусы — это внутриклеточные паразиты .
Вне живой клетки вирусы не проявляют никаких свойств живого. Форма и размеры вирусной частицы вне живой клетки называется вирион. Многие вирусы во внешней среде имеют форму кристаллов.
У вирусов нет питания, дыхания , обмена веществ и энергии,
4. Вирусы в живой клетки.
Проникнув в живую клетку, вирус только размножается, при этом изменяет в клетке обмен веществ и энергии, направляя его деятельность на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков,
В клетке накапливается огромное количество вирусных частиц (за 15 мин. от30 до120)
В конечном итоге клетка гибнет, оболочка ее лопается, и вирусы выходят наружу.
Нуклеиновые кислоты вирусов подвержены мутациям - внезапным наследуемым изменениям, при этом меняются свойства вируса, появляются новые штаммы вирусов.
5. Жизненный цикл вируса
- Проникновение вируса в клетку;
- Синтез вирусных НК и вирусных белков в клетке;
- Сборка вирусных частиц в клетке;
- Выход вирусов из клетки и её гибель.
6.Все вирусы — это внутриклеточные паразиты.
А) Каждый вирус обладает видовой специфичностью, он ищет именно «своего» хозяина .
- Вирусы бактерий – бактериофаги.
- Вирусы растений – мозаичность, карликовость, скручивание листьев.
- Вирусы животные – ящур, бешенство.
- Вирусы человека – грипп, герпес, СПИД, краснуха, чума.
Особой группой вирусов являются бактериофаги, или просто фаги, которые поражают бактериальные клетки.
Некоторые из них используются человеком для борьбы с болезнетворными бактериями, например с бактериями, вызывающими холеру, дизентерию, брюшной тиф.
Б). Каждый вирус обладает ещё и клеточной специфичностью - всегда отыскивает «свои» клетки:
Вирус гепатита А или В проникает и размножается только в клетках печени.
Вирус гриппа — в клетках эпителия верхних дыхательных путей.
Вирус СПИДа (ВИЧ) связывается с клетками крови — лейкоцитами, отвечающими за иммунитет. ( учебник «Общая биология» ст.70)
7. Молекула ДНК вирусов может встраиваться в хромосомы клетки хозяина и существовать в таком виде, являясь как бы дополнительным геном.
Попавшие в клетку вирусные гены приводят к нарушению нормальных процессов в клетке, в ряде случаев к ее гибели, а также к заболеванию всего организма . Недаром свое название вирусы получили от латинского слова virus — яд.
8.Вирусы являются возбудителями большого количества заболеваний.
у растений, животных , человека.
9. Происхождение вирусов пока не ясно. Учёные предполагают, что вирусы произошли от клеточных структур (эукариотов), которые утратили всё, без чего «можно обойтись» при паразитическом образе жизни, оставив только наследственный аппарат в виде нуклеиновой кислоты и защитную белковую оболочку. Таким образом, вирусы не могут рассматриваться как примитивные предшественники клеточных организмов.
10. Вирусы – самые мелкие и многочисленные биологические формы.
Вирусы обнаружены почти в каждой экосистеме на Земле
Вирусы постоянно мутируют:
- для лечения трудно создавать эффективные лекарственные препараты
- для профилактики трудно прогнозировать новую вакцину
11. Часто задают вопрос: «А являются ли вирусы живыми?»
- Если живой считать структуру, имеющую генетический материал (ДНК или РНК) и способную воспроизводить себя, то можно сказать, что вирусы живые.
- Если же живой считать структуру, имеющую клеточное строение , то ответ должен быть отрицательным, т.е. вирусы неживые.
- Вирусы не способны воспроизводить себя вне клетки хозяина.
- Вирусы находятся на самой границе между живым и неживым.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Технологическая карта урока по теме " Решение уравнений" 6 кл. содержит: цели, задачи, планируемые результаты УУД, дидактическую структуру урока. Данная карта позволяет определить деятельность учителя.
Планируемые результаты:· Личностные: осознание личностной и практической значимости учебного материала, умение мотивировать свою деятельность, осо.
1. ФИО учителя (полностью)Кравченко Алексей Евгеньевич2. Место работыМБОУ СОШ №2 г. Сураж, Брянской области3. .
технологическая карта по биологии 5 класс, после прохождения первой главы, возможно проведение обобщающего урока.
Технологическая карта урока в 6 классе. Географические карты.
ФГОС. Технологическая карта урока в 6 классе. Повторительно- обощающий урок изученного по теме "Глагол" в 5 классе.
В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.
Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.
Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.
Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных. Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!
Как вирус попадает в организм?
- через физические повреждения (например, порезы на коже)
- путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
- направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)
- к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
- к нервной ткани (вирус простого герпеса)
- к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)
Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.
«Для проникновения в клетку белки поверхности вируса связываются со специфическими поверхностными белками клетки. Прикрепление, или адсорбция, происходит между вирусной частицей и клеточной мембраной. В мембране образуется дырка, и вирусная частица или только генетический материал попадают внутрь клетки, где будет происходить размножение вируса. Сегодня ученые всего мира сделали важное открытие о том, что заражение коронавирусом людей преклонного возраста объясняется тем, что у пожилых людей накапливается специфический белок, который помогает COVID-19 проникать внутрь клетки эпителия».
Выход вируса
Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.Скорость распространения вирусной инфекции
Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.Вирусная латентность
Некоторые вирусы могут «спрятаться» внутри клетки. Это может происходить от того, чтобы уклониться от защитных реакций и иммунной системы хозяина, или просто от того, что продолжение репликации не входит в интересы вируса. Это умение прятаться называется латентностью. В течение определенного времени вирус не даёт начала потомкам и остается неактивным до тех пор, пока внешний стимул — например, свет или стресс, не активирует его.Как вирус распространяется?
- воздушно-капельный (кашель, чихание)
- с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
- с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
- через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)
Почему с вирусами так тяжело бороться?
Эволюция вирусов происходит буквально на наших глазах. Идет постоянная гонка между вирусами и живыми организмами. Эпидемии сопровождали человека с древних времён. Миллионы людей на различных континентах погибли от оспы и «испанского гриппа». Эпидемии этих болезней иногда были настолько опустошительными, что в некоторых городах, сёлах и деревнях умирало почти всё население. А когда вирус изобретает новое оружие — возникает пандемия.
Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.
Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.
Коронавирус
Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует. 
К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами.Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.
Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.
Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.
Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:
- Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
- Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
- Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
- Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
- Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
- Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.
«Мы пытались рассказать Вам не только о существующих научных фактах о вирусах, но и показать, что определенные знания помогают нам в нынешней практической ситуации сохранить свое здоровье и здоровье своих близких. Мы понимаем, что сегодня коронавирус может находиться практически везде: на поверхностях любых предметов, в окружающей среде и т.д. Поэтому самоизоляция – это один из важнейших способов защиты от инфекции. Находясь дома, вы защищаете не только свое здоровье, но и помогаете медикам и ученым, которые сражаются с этим вирусов и день и ночь. Ведь, чем меньше шансов у нас с вами заболеть, тем больше шансов появляется у них, чтобы победить коронавирус. Пожалуйста, оставайтесь дома и соблюдайте режим самоизоляции и нормы гигиены».
Кондратьева Елена
Что нам в первую очередь приходит в голову, когда мы слышим про вирусы? Вы наверняка подумали о компьютерных вирусах — вредоносных программах, которые портят компьютер. Но ведь не просто так говорят заболевшему, скажем, гриппом: «Это вирусное, потому и температура 39!». Наверное, настоящие вирусы связаны с болезнями и эпидемиями, а компьютерные так назвали по аналогии. А вот кто такие эти настоящие — сейчас будем разбираться.
Почему вирусы так называются? Оказывается, слово «вирус» имеет латинское происхождение и означает — что бы вы подумали? — яд! Незавидное название. И неудивительно, ведь долгое время вирусы связывали исключительно с опасными заболеваниями, всегда заразными, а иногда и смертельными. Известно, например, что египетский фараон Рамзес V умер от оспы в XII веке до н. э. (на рисунке 1 приведена фотография головы мумии фараона). Правда, тогда никто не знал, что чёрная оспа — заболевание вирусной природы.
Кстати, первую вакцинацию провели именно против оспы, в 1796 году. Английский врач Эдвард Дженнер заметил, что доярки, переболевшие коровьей оспой (это не смертельное для человека заболевание), от чёрной оспы никогда не умирали. Тогда ему в голову пришло привить от этого смертельного заболевания восьмилетнего мальчика, Джеймса Фиппса, никогда не болевшего чёрной оспой (рис. 2). У заболевших коровьей оспой на коже образуются пустулы, или, по-другому, гнойные пузырьки. Дженнер внёс в ранку мальчика жидкость из пустул больной доярки. Пустулы появились и у Джеймса, но скоро исчезли. Тогда врач заразил мальчика чёрной оспой. «Смелый», надо сказать, поступок — результат был непредсказуем! Но Джеймс выжил и приобрёл иммунитет, а Эдвард Дженнер и термин «вакцинация» (от лат. «vacca», что означает «корова») вошли в историю.
Но и Дженнер не имел представления о том, что является причиной заболевания оспой. В XIX веке все болезнетворные организмы и вещества без разбора называли вирусами. Лишь благодаря опытам отечественного биолога Дмитрия Иосифовича Ивановского прекратилась эта путаница! Он пропускал экстракт заражённых табачной мозаикой 1 растений через бактериальные фильтры, сквозь которые не проходят даже самые мелкие бактерии. Выяснилось, что экстракт оставался по-прежнему заразным для других растений. Значит, возбудителями табачной мозаики были организмы, меньшие по размеру, чем бактерии; их назвали фильтрующимися вирусами. Вскоре бактерии перестали называть вирусами, а сами вирусы выделили в отдельное царство живых организмов. Дмитрий Ивановский же во всём мире по праву считается основателем вирусологии — науки о вирусах.
Рис. 2. Дженнер прививает Джеймса Фиппса от оспы
Но что мы пока поняли про вирусы? Только то, что они меньше бактерий. Чем же вирусы так не похожи на другие организмы? И почему понадобилось вдруг их выделять в отдельное царство? А вот почему. В отличие от других живых организмов, вирусы не имеют клеточного строения, а значит, и всех характерных для клетки структур. А ещё они единственные, кто не умеет самостоятельно производить белок, главный строительный материал всего живого. Поэтому их размножение невозможно вне заражённой клетки. Из-за этого многие учёные не без оснований считают вирусы внутриклеточными паразитами.
Жертвами различных вирусов становятся представители всех без исключения существующих царств живых организмов! Так, есть вирусы растений — вирус табачной мозаики (рис. 3, слева), вирус мозаики костра (это растение изображено на рисунке 3, справа), вирус желтухи свёклы, вызывающий иногда даже эпидемии. Кстати, в растение вирус просто так не проникнет. Заражение происходит при травмах растительных тканей. Типичный пример: тля пьёт сок из стебля и для этого протыкает покровные ткани — а вирус тут как тут.
Рис 3. Слева: листья табака, поражённые вирусом табачной мозаики. Справа: костёр (лат. Brómus) — род многолетних травянистых растений семейства Злаки. Если посмотреть на заросли костра в ветреную погоду, его крупные метёлки, склоняясь под ветром то в одну, то в другую сторону, отсвечивают красноватым светом в солнечных лучах, очень напоминая языки пламени. Отсюда, вероятно, и произошло русское название этого растения
Грибы тоже поражаются вирусами, вызывающими, например, побурение плодовых тел у шампиньонов или изменение окраски у зимнего опёнка. Причиной многих опасных заболеваний животных и человека тоже служат вирусы: вирус гриппа, ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), вирус Эбола, вирус бешенства, герпеса, клещевого энцефалита и т. д.
Есть даже вирусы, поражающие бактерии, их называют бактериофагами 2 . Так, в конце XIX века исследователи из Института Пастера заметили, что вода некоторых рек Индии обладает бактерицидным действием, то есть способствует снижению роста бактерий. И достигалось это благодаря присутствию в речной воде бактериофагов.
Как же «живёт» вирус? В действительности, среди учёных до сих пор ведутся споры по поводу того, считать ли вирусы живыми организмами или нет. Сейчас поймём, почему. Вирус существует в двух формах. Вне хозяйской клетки все части вируса собраны в устойчивую конструкцию — вирион. Он не проявляет признаков жизни, однако «переживает» неблагоприятные условия среды, и довольно успешно. Если такой вирион проникает в клетку-мишень, то он там «раздевается». Раздевается — значит разваливается на части и эксплуатирует клетку для создания новых частиц — своего потомства. «Собранные» клеткой новые вирусные частицы затем покидают её в виде тех самых вирионов.
Рис. 4. Слева: вирус табачной мозаики. В центре: вирус мозаики костра похож на футбольный мяч (справа)
Если вирионы — не клетки, то как же они устроены? Оказывается, все вирусы имеют красивую симметричную оболочку. Это может быть спираль, как у уже знакомого нам вируса табачной мозаики (рис. 4, слева). А может быть выпуклый многогранник, как, например, у вирусов мозаики костра (рис. 4, в центре) , герпеса (рис. 5, слева) и др. Вирион мозаики костра по форме напоминает футбольный мяч (рис. 4, справа). Но мало того, у некоторых вирусов бывают ещё и дополнительные «навороты» — так, у аденовируса А человека есть шипы, отходящие от вершин вириона, вроде стержней с утолщениями на концах (рис. 5, в центре). А бактериофаг похож на многогранник со спиралью и ножками (рис. 5, справа).
Рис. 5. Слева направо: вирус герпеса, аденовирус А человека, бактериофаг
Такая затейливая оболочка должна, наверно, служить защитой для чего-то? И правда, за ней скрывается наследственная информация вируса — её он передаёт потомству. Заражая клетку, некоторые вирусы не только размножаются там, но и безнадёжно её «портят». В итоге клетка или погибает, или ведёт себя неправильно. Пример такого неправильного поведения — раковая опухоль. Клетки в ней бесконтрольно делятся, тогда как нормальные клетки всегда способны вовремя остановиться. Вирусы могут служить причиной развития рака.
Рис. 6. Маленькие вирусы-спутники внутри гигантского мимивируса
Но не стоит думать, что вирусы причиняют исключительно вред другим организмам! Так, исследователи из Пенсильванского университета показали, что безвредный для человека вирус AAV2, встречающийся почти у всех людей, убивает самые разные виды раковых клеток. При этом здоровые клетки организма вирус не заражает.
А совсем недавно стало известно, что вирусы тоже болеют. Мимивирус, поражающий амёбу Acanthamoeba polyphaga, сам страдает от другого вируса-спутника (рис. 6). Он, кстати, так и называется — Спутник. Этот вирус-спутник использует механизмы воспроизводства мимивируса для собственного размножения, мешая ему нормально развиваться в клетке амёбы. По аналогии с бактериофагами, он был назван вирофагом, то есть пожирающим вирусы. Можно сказать, что присутствие вируса-спутника в амёбе обеспечивает ей больше шансов на выживание в борьбе с мимивирусом.
1 Распространённое вирусное заболевание растений табака.
2 Бактериофáги, или фáги (от др.-греч. φαγω — «пожираю») — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки.
Вирусы и белки, попавшие в организм, влияют друг на друга. Одни делают возбудителей более опасными, а другие гасят их вредное воздействие.
Вирус в оболочке – как работает иммунитет
Многие инфекционные заболевания, вызываемые вирусами, формируют у переболевших стойкий иммунитет, поэтому заболеть ими дважды невозможно. Иммунная система вырабатывает антитела, препятствующие развитию инфекции, которые сохраняются пожизненно.
На этом основано действие большинства вакцин, состоящих из ослабленных или мертвых возбудителей. При их попадании в организм заболевание не возникает, зато формируется иммунитет и вырабатываются защитные антитела. После этого контакт с «полноценным» микроорганизмом будет безопасен.
Ученые из Стокгольмского университета выяснили, что секрет такой защиты кроется во взаимодействии вирусов и белков. Чтобы понять, как всё это происходит, нужно представить себе теннисный мяч, который упал в смесь молока и кукурузных хлопьев. Его поверхность тут же покрывается липкой массой. Тоже происходит и с вирусами, попавшими в организм, при их взаимодействии с белками.
Для проведения исследования был использован респираторно-синцитиальный вирус , вызывающий инфекции дыхательных путей, в основном, у детей. К этому возбудителю после первого случая заражения формируется иммунитет. У взрослых вызванные им заболевания практически не встречаются, поскольку более 90% населения переболело этой инфекцией в детском возрасте, приобретя невосприимчивость.
Респираторно-синцитиальный вирус
Чтобы понять, как работает иммунная защита, ученые поместили вирусы в плазму крови. Так называется её жидкая часть, лишенная кровяных телец. Результат показал, как работает иммунитет:
Это открытие очень важно, поскольку вирусы не имеют свои клетки, а вносят генетический материал в клетку хозяина, «перестраивая» ее и паразитируя. Поэтому «облепив» возбудителей белками, можно предотвратить такой процесс, избежав развития инфекционных заболеваний. Открытие поможет в разработке новых вакцин, которые не дают вирусу «прицепляться» к клеткам и вызывать болезни.
Взаимодействие вирусов и белков приводит к болезни Альцгеймера
При этом заболевании ухудшаются память, внимание и мышление. Больные становятся беспомощными, нуждаются в уходе и контроле. Ученые давно выяснили, что при болезни Альцгеймера в головном мозге появляется , который откладывается в виде бляшек и разрывает связь между нервными клетками. С накоплением этих белковых соединений связывают слабоумие, сопровождающее болезнь Альцгеймера.
Белки в плазме
Эксперимент не только показывает механизм развития болезни Альцгеймера, но и проливает новый свет на опасность герпеса. Оказывается, что возбудитель может вызвать не только высыпания на губах и половых органах, но и слабоумие.
Поэтому ученые рекомендуют при первых признаках «простуды» на губах и в интимной зоне обратиться к врачу, сдать кровь на инфекции и пойти противовирусное лечение. Иначе в будущем значительно возрастет риск болезни Альцгеймера.
Вирус иммунодефицита «вьет веревки»
В другом исследовании, проведённом в Германии, было выяснено, что заражение ВИЧ тоже связано с белками. Для более быстрого проникновения в клетки вирус использует белок семенной жидкости, из которого «свивает веревки», помогающие присоединиться клеткам хозяина. Поэтому интимная близость без презерватива создает идеальные условия для заражения обоих партнеров.
Вирус СПИДа так же, как и герпес, может атаковать нервную систему. Возникает нейроСПид, из-за которого 50% ВИЧ-инфицированных страдают ухудшением памяти, депрессией, нарушением концентрации и ослаблением внимания.
Результаты этих исследований сподвигли ученых на проведение экспериментов, в ходе которых вирусы будут помещать в различные белковые жидкости. Это позволит понять, как можно снизить заразность возбудителей, усилить работу иммунной системы и предотвратить болезни, спровоцированные возбудителями.
Читайте также: