Природа вирусов. Этапы исследования вирусов.

Вирус (лат. virus — яд) — неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп. Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры.

Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью.

В 1892 году Ивановский Д.И. в ходе изучения мозаичной болезни табака обнаружил, что болезнь вызывается мельчайшими субстанциями, которые проходят через бактериальный фильтр, то есть были меньше бактерий. Вирусы впервые увидели в электронный микроскоп в 1939 году (спустя 19 лет со смерти Ивановского), однако считается, что именно Ивановский положил начало вирусологии как науке.

Вирусы выделяют в отдельное, пятое царство. Несмотря на их кажущуюся безжизненность, от неживой материи их отличают следующие черты:

• Наличие наследственности и изменчивости
• Способность к репродукции (воспроизведению себе подобных)

Рекомендую обратить особое внимание на черты, которые отличают вирусы от живых организмов:

• Неживое (инертное) состояние

Вне клетки хозяина находятся в неживом состоянии, ожидая внедрения. Вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.

• Обмен веществ

У вирусов отсутствует обмен веществ с внешней средой (метаболизм).

• Неклеточное строение

Не имеют клеточной мембраны, ограничивающих их от внешней среды, и, соответственно, клеточного строения.

• Не делятся, не размножаются половым путем

У вирусов отсутствует половое размножение и деление. Попав в живую клетку, вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту (РНК/ДНК) в наследственный материал клетки-мишени. В результате клетка начинает синтезировать вирусные белки (новые вирусы): так увеличивается численность вирусов.

• Не растут

Вирусы не растут, не увеличиваются в размерах. Стратегия их жизни — безудержное размножение.

Если мы заглянем в клетку, инфицированную вирусом, то от вируса мы увидим только один элемент — его нуклеиновую кислоту (ДНК/РНК). Во внешней среде вирусы существуют в виде вирионов — полностью сформированных вирусных частиц, состоящих из белковой оболочки (капсида) и нуклеиновой кислоты внутри.

Носителем наследственной информации у вирусов может быть ДНК, РНК. В связи с этим все вирусы подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие.

Взаимодействие вируса с клеткой

Найдя клетку, на поверхности которой есть подходящий рецептор, вирус взаимодействует с ним и прикрепляется к мембране клетки. Путем эндоцитоза (образование вакуоли) вирус проникает внутрь клетки, выходит из вакуоли в цитоплазму. Наследственный материал (ДНК/РНК) вируса реализуется по схеме: ДНК ↔ РНК → белок.

Проникнув внутрь клетки (инфицировав ее), вирус реализует собственный генетический материал (ДНК/РНК) путем синтеза вирусного белка на рибосомах клетки хозяина. Клетка даже и не подозревает, что вирус встроил в ее РНК/ДНК свой генетический код — она принимает его как свой собственный, а в результате синтезирует вирусные белки.

Образовавшиеся белки объединяются в вирусные частицы, которые могут выходить из клетки разными путями. Вирионы вирусов гепатита C выходят из клетки путем почкования (экзоцитозом), при таком варианте клетка долгое время остается живой и служит для продукции новых вирионов.

Известен и другой механизм выхода вирионов из клетки: взрывной, при котором оболочка клетки разрывается, и тысячи вирионов отправляются инфицировать новые клетки. Такой способ характерен для аденовирусов, ротавирусов.

Бактериофаги («бактерия» + греч. phag(os) — пожирающий)

Это уникальная группа вирусов, инфицирующая только бактерии. Бактериофаг имеет капсид, с содержащимся внутри наследственным материалом — ДНК (реже РНК), протеиновым хвостом. Бактериофаги открыты в 1915 году и с тех пор активно применяются в ходе генетических исследований.

Ниже вы можете видеть типичное строение бактериофага. Бактериофаг напоминает шприц, который протыкает стенку бактерии и впрыскивает внутрь нее свою нуклеиновую кислоту.

Бактериофаги успешно применяются в медицине для лечения многих заболеваний. Это высокоэффективные, дорогостоящие препараты, которые помогают, например, нормализовать микрофлору кишечника при бактериальных инфекциях.

Вирусные инфекции

Вирусы вызывают множество заболеваний человека и животных. Некоторые из них неизлечимы даже на современном этапе развития медицины, например бешенство. К вирусным инфекциям относятся грипп, корь, свинка, СПИД (вызванный ВИЧ), полиомиелит, желтая лихорадка, онковирусы.

Такая группа, как онковирусы, потенцируют развитие опухолей в организме. К ВИЧ и онкогенным вирусам не существует специфических антител, что затрудняет процесс создания вакцины. В то же время против ряда вирусных инфекций: корь, ветряная оспа созданы вакцины, создающие стойкий пожизненный иммунитет.

Клетки вырабатывают защитный белок — интерферон. Это вещество подавляет синтез новых вирусных частиц, приводит к повышению температуры тела (например, при гриппе).

Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) представляет для организма большую опасность. Он размножается в T-лимфоцитах — клетках крови, которые выполняют иммунную функцию. С гибелью T-лимфоцитов разрушается иммунная система, становится невозможным сопротивление организма бактериями, вирусам и грибам, что в отсутствии лечения приводит к вторичным инфекциям.

Риск заражения ВИЧ присутствует при гемотрансфузии (переливании крови), половом акте. Инфекция также может быть передана от ВИЧ инфицированной матери к плоду.

Паразиты: какова природа вирусов и почему они возникают все чаще

Коронавирус становится поводом пошутить над незнакомцем, ему посвящают мемы, о нем слагают песни. Вирус проникает не только в организмы живых существ, но и в поп-культуру. Однако пройдет время, и о нем все забудут, как когда-то перестали говорить о вирусе Эбола, атипичной пневмонии и оспе.

Север Туркмении, 1980-е годы. В Средней Азии возникла вспышка ранее неизвестного вируса. Обстановка сложная и напряженная. Вирус передается через зараженную воду. Из-за ее употребления количество заболевших резко растет. В большинстве случаев болезнь протекает относительно благополучно, но ужас в том, что умирают в основном женщины в третьем триместре беременности.

Начались всесторонние исследования, во время которых был открыт вирус гепатита Е. Его основное проявление — «желтуха». Сейчас появилась вакцина и различные методы профилактики этой инфекции. Тогда в эпицентре событий работал эпидемиолог Михаил Фаворов.

Михаил Фаворов, эпидемиолог, доктор медицинских наук

«Я многократно бывал в центре эпидемических вспышек — в Африке, Азии, Индии. Но та, в городе Дашогуз на севере Туркмении, была, пожалуй, одной из самых тяжелых и напряженных. Помню, мы развернули 30-коечную реанимацию для тяжелобольных беременных. Такая эпидемия напоминает ситуацию во время войны, только война — это эпидемия травматизма, а здесь борьба происходит с невидимым врагом».

Сегодня Михаил Фаворов живет в США, занимает пост президента компании DiaPrep System Inc и продолжает активно работать в области диагностики, контроля и профилактики инфекционных заболеваний.

История болезни

Вирус — простейшая форма жизни. Принято считать, что если он находится внутри человека или животного, то становится живым существом — размножается и обменивается информацией. Но когда вирус находится вне организма, он считается неживым. О вирусах мы узнали сравнительно недавно, около 100 лет назад.

Микробиолог Дмитрий Ивановский опубликовал исследование о существовании некой субстанции, которая проходит через фильтры, задерживающие бактерии, и назвал ее вирусом. В то время как чума человечеству известна многие тысячелетия, у нее другая природа — она вызывается бактериями, которые являются более сложным и крупным организмом.

Ее распространение было связано с низким уровнем жизни и плохой гигиеной. Процент летальности достигал 25%, то есть при легочной форме погибал каждый четвертый.

Кадр из сериала «Дождь»

© imdb

Среди вирусных инфекций самой страшной была оспа, которая затронула все страны мира. Вызывалась она вирусом натуральной оспы. Вакцину удалось изобрести благодаря случайному знакомству с коровьей оспой. Вирус животных, которые выступали переносчиками, вводили в организм человека, но вакцинированные не заболевали человеческой формой болезни: организм защищали антитела введенного вируса.

Уникальность натуральной оспы в том, что это антропонозный вирус — им болели только люди. Поэтому, когда произвели вакцину, оспу удалось искоренить. В 1950-х годах в Африке были вакцинированы последние контактировавшие с больными, а с 1978 года вирус был полностью ликвидирован.

Оспа исчезает, когда у последнего заболевшего появляются антитела, — он выздоравливает и перестает быть переносчиком.

Другое дело, что основная часть вирусов зоонозна, то есть переносится от животных к людям, и полностью искоренить такой вирус вряд ли удастся. Первая его передача от животного к человеку называется кроссвидовым переходом.

Так, всем известный вирус гриппа сначала переносили птицы, и только во время Первой мировой войны случился переход на человеческую популяцию, вызвавший эпидемию «испанки», в результате которой умерли десятки миллионов людей.

За последние 20 лет мы наблюдаем уже третью попытку перехода коронавируса на человека. Вакцина, конечно, будет найдена, считает Михаил Фаворов, но не стоит ждать, что «переходы» коронавируса и других зоонозных инфекций прекратятся даже при совершенствовании медицины.

Рецепты с летучей мышью

«Взять одну летучую мышь, варить в кипящем кокосовом молоке около 15 минут с зеленым луком, морковью и специями» — так звучит рецепт апокалиптичного супа, одного из множества китайских деликатесов. Летучие мыши в Китае продаются засушенными и используются в качестве средства альтернативной медицины.

Именно эти существа стали причиной возникновения вспышки эпидемии SARS (атипичной пневмонии) в 2003-м, лихорадки вируса Эбола в 2014-м и коронавируса COVID-19. Фильм Стивена Содерберга «Заражение» прекрасно проиллюстрировал цепочку случайностей, которая привела к эпидемии, похожей на вспышку смертельного вируса Нипах в Малайзии в конце 1990-х годов.

Все началось также с летучей мыши, вирус перешел на свиней, а затем на человека.

«Вспышка эпидемий — это не просто случайность, а стечение обстоятельств, — рассказывает Михаил Фаворов. — И все они вызваны изменениями в окружающей среде. Человечество, ранее никогда не контактировавшее с летучими мышами достаточно близко, вдруг полезло в пещеру, изловило их.

Затем мышей принесли в какое-то место, обработали, возможно, люди даже спали с ними в одном помещении. Зоонозные инфекции обычно передаются при двух условиях: большая доза патогена и достаточно близкий контакт. Еще одним стимулом может быть то, что в этом году у мышей была так называемая эпизоотия — вспышка инфекции.

А это значит, что на человека попала большая доза — миллионы вирусных частиц. Среди этих частиц всегда находится вариация, которая прикрепляется на рецептор в человеческом организме и попадает внутрь клетки.

Причем первый контакт самый тяжелый и часто приводит к гибели первого заразившегося, потому что все системы и ферменты другие, вирус совершенно не приспособлен к человеку и быстро ведет к разрушению организма. Сами же мыши не болеют, а служат только переносчиками».

Кадр из сериала «Вирус»

© imdb

Тепло наших тел

По уровню плотности населения Китай и Индия превосходят все остальные регионы планеты, а разнообразие видов животных в Африке настолько велико, что большинство из нас вряд ли догадываются о существовании некоторых из них, например окапи, виверр, руконожек.

Как редкие животные, так и плотность населения становятся дополнительными стимулами высокой скорости распространения заражения. Вирусы не поражают отдельно китайцев или представителей других наций, вирусы аполитичны и не имеют вероисповедания. Они умеют приспосабливаться к любым изменениям среды не хуже человека.

Все, что им нужно, — тепло наших тел и, возможно, определенные рецепторы.

Коронавирус можно назвать в некотором роде эйджистским — болезнь в единичных случаях затрагивает детей, а умирают в основном пожилые люди. Одна из теорий, выдвинутая экспертами, говорит о том, что существует некий рецептор, который появляется только у взрослых.

Этот «предательский» рецептор помогает вирусам прикрепиться к клетке в большом объеме. Но это пока только гипотеза, и, чтобы подтвердить ее, нужно проделать огромную работу по изучению вирусов. Их структура сложна и многообразна.

Вирусы различаются по форме, по механизму репликации (поражения организма), но самая большая разница в том, что часть вирусов обладает основной нуклеиновой кислотой — ДНК, а другая часть содержит РНК.

Это две разные «природы», и разница между ними гораздо больше, чем между слонами и бактериями — и те и другие хотя бы имеют клетки, которые содержат ДНК.

Вспышка эпидемий — это не просто случайность, а стечение обстоятельств.

Каждый вирус обладает своей особенностью, которую он использует для паразитирования на живом существе, и от этого взаимодействия зависит, к чему приведет заболевание.

Если вирус «наш», антропонозный, то глобальных эпидемий он, как правило, не вызывает (за редким исключением той же оспы). Он вызывает болезнь, которая приводит, например, к хроническому заболеванию, как в случае гепатита B и ВИЧ.

Если вирус зоонозный, то он так или иначе приводит к вспышке эпидемии.

Защита

Все закрыто: рынки, магазины, метро. Остановки общественного транспорта абсолютно пусты. По тротуарам проплывает только мусор, гонимый ветром, исчезающий в желтоватой дымке. Странно, если учесть, что в городе проживают миллионы человек.

Изредка на улице появляются люди в респираторных масках, некоторые сделаны из подручных средств.

Однажды увидев такую картину, вряд ли возможно спутать с чем-то эпицентр распространения респираторного заболевания, и защищаться надо незамедлительно.

«Способы защиты от вируса в глобальном и локальном смысле зависят от того, как распространяется вирус и какова его природа, — объясняет Михаил Фаворов. — Во время вспышки гепатита Е вирус передавался через воду, так что целесообразным было прекратить любой контакт с водой.

Когда происходит респираторная вспышка, как сейчас, то ее сложнее контролировать. Китайцы поступили очень грамотно: они изолировали многомиллионный город. Это древний проверенный метод борьбы с эпидемией, который был найден еще в Средние века, когда боролись с чумой.

Нужно ждать, пока люди переболеют или «проиммунизируются», — вирус имеет свойство приспосабливаться и перестает подавать симптомы, в то время как организм человека вырабатывает против него антитела.

Когда людей с антителами будет более 30%, то можно говорить о том, что эпидемия скоро закончится».

• Чтобы обезопасить себя и свою семью во время респираторной эпидемии, главное — находиться на расстоянии не ближе 2 м от заболевшего, чихающего или кашляющего человека, мыть руки каждые два часа, проветривать помещения, минимально контактировать с людьми.
• «Респираторная маска вполне может защитить, но проблема в том, что надежна она всего 20 минут», — напоминает Фаворов.

Кадр из фильма «Парень из пузыря»

© kinopoisk.ru

Гонка вооружений

История человечества насчитывает десятки тысяч кровавых войн, но самые страшные по потерям, пожалуй, — войны с паразитами. По некоторым данным, от чумы умерло больше людей, чем в результате всех войн, вместе взятых, — около 186 млн человек. От одной Юстиниановой чумы, первой зарегистрированной в истории, погибли 100 млн человек.

Разработка защиты от биологической угрозы требует больших затрат, поэтому вакцины создаются только для тех вирусов, которые представляют реальную опасность. Более того, к некоторым вакцинам вирусы привыкают, становятся устойчивыми и меняют свою структуру, поэтому человечеству приходится постоянно быть начеку и придумывать что-то новое.

Респираторная маска вполне может защитить, но проблема в том, что надежна она всего 20 минут.

В микробиологии это называют гонкой вооружений между вирусом и человеком — когда вирус привыкает, а человек разрабатывает более изощренный вид вакцины. Это можно отнести к вирусу гриппа, способному постоянно изменять свои антигенные структуры, ускользая от иммунитета или вакцины.

Например, изначально был грипп А, от которого была изобретена вакцина. Но микроскопические существа, точнее их нуклеиновые кислоты, подобрали ключ к существованию в организме. Так появился грипп типа В. Но далеко не все вирусы могут «декодировать» вакцину.

Например, вирус кори, к которому есть вакцина, не меняется столетиями и не может выжить в организме при наличии антител.

Высшая цель

На уроках биологии нам говорили, что жизнь — это способ существования нуклеиновых кислот. Один из вариантов существования нуклеиновых кислот — это вирусы, которые живут на других организмах. Они совершенно не заботятся о нашем благополучии, они пытаются приспособиться, как и все живые существа на планете.

Единственное, за что стоит их благодарить, — эволюционное совершенство иммунной системы человека. Веками, когда появлялось какое-либо заражение, организм человека вырабатывал антитела и формировал клеточный иммунитет. Все знают, что если держать человека в стерильной среде, а потом выпустить на улицу, он вскоре умрет, потому что у него не будет механизма выработки защиты.

Но это не цель существования вирусов, скорее побочный эффект.

Кадр из фильма «Эпидемия»

© imdb

Прогнозировать возникновение вспышек вирусов еще сложнее, чем рассуждать о высших смыслах. Это всегда уникальная ситуация, которая происходит в результате изменения состояния окружающей среды, при которой человек попадает в новые условия взаимодействия с другими видами животных.

А сегодня антропогенное воздействие на окружающую среду достигло абсолютно несопоставимых масштабов по сравнению с предыдущими поколениями, к тому же человек как вид постоянно растет.

У ученых есть возможность наблюдать за попытками вирусов совершить кроссвидовой переход благодаря лабораторным методам слежения. Врачи ликвидировали оспу и почти победили вирус полиомиелита — это внушает надежду, что с новым вирусом можно будет хотя бы договориться.

Как бы ни сложились эти взаимоотношения, стоит помнить: пока человек будет существовать как вид, всегда найдутся те, кто захочет на нем паразитировать.

Как защититься от коронавируса? Узнайте здесь. 

Что мы знаем о вирусах и методах защиты от них?

• Статьи
• Внеурочная деятельность
• Биология
• ОБЖ

О различных формах вирусов, путях и факторах их передачи, а также о коронавирусе и мерах профилактики вирусных инфекций рассказали на одном из интегрированных вебинаров ведущие методисты Корпорации «Российский учебник» Екатерина Федотова и Елена Кондратьева. Все перечисленные темы входят в курсы ОБЖ и биологии.

12 мая 2020

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ. Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм. 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!

 

Вирусы. Цикл развития бактериофага. Скачать наглядное пособие в большом разрешении можно здесь. 

Как вирус попадает в организм?

Вирусная инфекция начинается тогда, когда он проникает внутрь хозяина, а именно:

• через физические повреждения (например, порезы на коже)
• путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
• направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)

В зависимости от вида вируса, он может быть прикреплен:

• 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».

 Кондратьева Елена

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. 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. 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. Существуют разные пути распространения вирусной инфекции.

• 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)

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. 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. 

Данные ВОЗ

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.

1. Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.
2. 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.
3. 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.

Кроме вакцинации не стоит забывать о важных мерах предупреждения инфекционных болезней, таких как обеспечение безопасности воды, продовольственного сырья, продуктов питания, выполнение установленных санитарных требований в местах хранения и приготовления пищи, а также о строгом соблюдении правил личной гигиены (мытье рук, ношении масок и одноразовых перчаток на улице).

«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

ВИ́РУСЫ

Авторы: В. И. Агол

ВИ́РУСЫ (от лат. virus – яд), мель­чай­шие био­ло­гич. объ­ек­ты (обыч­но раз­ме­ром от со­тых до де­ся­тых до­лей мкм). Важ­ней­шая осо­бен­ность В. – их не­спо­соб­ность к са­мо­стоя­тель­но­му раз­мно­же­нию, что свя­за­но с от­сут­ст­ви­ем у них ме­ха­низ­мов для син­те­за бел­ков и про­изводства энер­гии. Ра­нее счи­та­лось, что В.

мо­гут раз­мно­жать­ся толь­ко в жи­вых клет­ках (что обыч­но и име­ет ме­сто), и это свой­ст­во вхо­ди­ло в их на­уч. оп­ре­де­ле­ние. Сей­час до­ка­за­на прин­ци­пи­аль­ная воз­мож­ность раз­мно­же­ния не­ко­то­рых В. и в раз­ру­шен­ных клет­ках, но, не­смот­ря на это, счи­та­ет­ся, что В.

 – об­ли­гат­ные (без­ус­лов­ные) внут­ри­кле­точ­ные па­ра­зи­ты.

Ви­рус­ные час­ти­цы, или ви­рио­ны, мо­гут иметь сфе­ри­че­скую, ни­те­вид­ную, па­лоч­ко­вид­ную и бо­лее слож­ные фор­мы. Од­ни В. (их ино­гда на­зы­ва­ют про­сты­ми) пред­став­ле­ны толь­ко нук­лео­кап­си­дом – ге­но­мом В.

, за­клю­чён­ным в бел­ко­вую обо­лоч­ку (кап­сид), обыч­но по­стро­ен­ную из мно­же­ст­ва мо­ле­кул бел­ка од­но­го и то­го же или раз­ных ти­пов, уло­жен­ных по за­ко­но­мер­но­стям ку­би­че­ской или спи­раль­ной сим­мет­рии. У дру­гих (слож­ных) В.

нук­лео­кап­сид ок­ру­жён на­руж­ной обо­лоч­кой (мем­бра­ной), обыч­но со­стоя­щей из ли­пи­дов с вкра­п­ле­ния­ми бел­ков и гли­ко­про­теи­нов. Ге­ном В. пред­став­лен ли­бо мо­ле­ку­лой ДНК (ДНК-со­дер­жа­щие В.), ли­бо од­ной или не­сколь­ки­ми мо­ле­ку­ла­ми РНК (РНК-со­дер­жа­щие В.), при­чём у раз­ных В.

эти мо­ле­ку­лы мо­гут быть од­но­ни­те­вы­ми или дву­ни­те­вы­ми, ли­ней­ны­ми или коль­це­вы­ми. Раз­ме­ры ге­но­ма варь­и­ру­ют обыч­но от не­сколь­ких ты­сяч до 30 тыс. нук­лео­ти­дов у РНК-со­дер­жа­щих В. и до не­сколь­ких со­тен ты­сяч нук­лео­ти­дов у ДНК-со­дер­жа­щих. Са­мые мел­кие ге­но­мы име­ют все­го неск.

ге­нов, ко­то­рые ко­ди­ру­ют бе­лок (бел­ки) ви­рус­ной обо­лоч­ки и не­ко­то­рые фер­мен­ты, при­ни­маю­щие уча­стие в син­те­зе ви­рус­ных нук­леи­но­вых ки­слот. В бо­лее круп­ных ге­но­мах (осо­бен­но у ДНК-со­дер­жа­щих В.

) за­ко­ди­ро­ва­на до­пол­ни­тель­ная ин­фор­ма­ция, не все­гда обя­за­тель­ная для со­хра­не­ния жиз­не­спо­соб­но­сти В., но обес­пе­чи­ваю­щая их бо­лее эф­фек­тив­ное и не­за­ви­си­мое от внут­ри­кле­точ­ных ус­ло­вий раз­мно­же­ние. Напр., в ДНК-ге­но­ме ми­ми­ви­ру­са, по­ра­жаю­ще­го амёб, за­клю­че­но ок. 1200 ге­нов, т. е.

боль­ше, чем в ДНК не­ко­то­рых па­ра­зи­тич. мик­ро­ор­га­низ­мов. Су­ще­ст­ву­ют т. н. дефектные В. (напр., В.

ге­па­ти­та дель­та), ко­то­рых на­зы­ва­ют па­ра­зи­та­ми «вдвой­не»; у них на­ру­ше­ны те или иные сис­те­мы ре­про­дук­ции, по­это­му для об­ра­зо­ва­ния по­том­ст­ва им тре­бу­ет­ся не толь­ко внут­ри­кле­точ­ная сре­да, но и по­мощь со сто­ро­ны др. пол­но­цен­но­го В. (в дан­ном слу­чае – В. ге­па­ти­та B). Для не­ко­то­рых пар­во­ви­ру­сов в ка­че­ст­ве по­мощ­ни­ка вы­сту­па­ют аде­но­ви­ру­сы. В. мо­гут по­ра­жать все жи­вые ор­га­низ­мы. В. бак­те­рий на­зы­ва­ют бак­те­рио­фа­га­ми (фа­га­ми). Опи­са­но неск. ты­сяч В. Их от­но­сят к де­сят­кам се­мейств, сре­ди ко­то­рых вы­де­ля­ют ро­ды и ви­ды.

Раз­мно­же­ние ви­ру­сов про­те­ка­ет в неск. ста­дий. Сна­ча­ла В. при­кре­п­ля­ет­ся к клет­ке, что обыч­но тре­бу­ет на­ли­чия хи­мич. срод­ст­ва ме­ж­ду по­верх­но­стью ви­рус­ной час­ти­цы и тем или иным ком­по­нен­том кле­точ­ной по­верх­но­сти (ре­цеп­то­ром).

Это взаи­мо­дей­ст­вие весь­ма спе­ци­фич­но, что яв­ля­ет­ся од­ной из при­чин вы­со­кой из­би­ра­тель­но­сти взаи­мо­дей­ст­вия В. с клет­кой (напр., В. по­лио­мие­ли­та или В. им­му­но­де­фи­ци­та че­ло­ве­ка – ВИЧ в ес­теств. ус­ло­ви­ях ин­фек­ци­он­ны толь­ко для че­ло­ве­ка). Но есть В. и с ши­ро­ким спек­тром хо­зя­ев, за­ра­жаю­щие, напр.

, мле­ко­пи­таю­щих и на­се­ко­мых (так, В. кле­ще­во­го эн­це­фа­ли­та раз­мно­жа­ет­ся в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка и кле­ща). В клет­ки рас­те­ний В. мо­жет про­ни­кать толь­ко по­сле ме­ха­нич. по­вре­ж­де­ния (напр., на­се­ко­мы­ми) кле­точ­ной стен­ки, т. к. она слу­жит для них не­пре­одо­ли­мым барь­е­ром. По­сле взаи­мо­дей­ст­вия В.

с ре­цеп­то­ром его ге­ном (в сво­бод­ном ви­де или в ком­плек­се с бел­ка­ми) про­ни­ка­ет внутрь клет­ки, где на­чи­на­ет­ся син­тез ви­рус­ных нук­леи­но­вых ки­слот и бел­ков (струк­тур­ных ком­по­нен­тов ви­рио­на, а так­же ви­рус­ных фер­мен­тов и др.

мо­ле­кул, спо­соб­ст­вую­щих эф­фек­тив­но­му раз­мно­же­нию ви­ру­са бла­го­да­ря их взаи­мо­дей­ст­вию с ви­рус­ны­ми или кле­точ­ны­ми мак­ро­мо­ле­ку­ла­ми). По­сле­до­ва­тель­ность об­ра­зо­ва­ния этих двух ти­пов мо­ле­кул у раз­ных В. варь­и­ру­ет.

Од­на­ко все­гда син­тез ви­рус­ных бел­ков на­прав­ля­ет­ся ви­рус­ны­ми нук­леи­но­вы­ми ки­сло­та­ми и про­ис­хо­дит на ри­бо­со­мах клет­ки. Син­тез же ви­рус­ных нук­леи­но­вых ки­слот осу­ще­ст­в­ля­ет­ся при уча­стии ли­бо ви­рус­ных, ли­бо кле­точ­ных фер­мен­тов, не­ред­ко и тех и дру­гих.

За­тем ви­рус­ные нук­леи­но­вые ки­сло­ты и струк­тур­ные бел­ки объ­е­ди­ня­ют­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем до­чер­них ви­рио­нов, ко­то­рые по­ки­да­ют клет­ку, раз­ру­шая её или со­хра­няя це­ло­ст­ность. Кле­точ­ная плаз­ма­ти­че­ская мем­бра­на со­хра­ня­ет­ся, напр., ес­ли В. по­ки­да­ет клет­ку пу­тём т. н.

поч­ко­ва­ния: «не­зре­лый» ви­ри­он сна­ча­ла об­во­ла­ки­ва­ет­ся кле­точ­ной мем­бра­ной, вклю­чаю­щей не­ко­то­рые из ви­рус­ных бел­ков, за­тем «от­шну­ро­вы­ва­ет­ся», а це­ло­ст­ность кле­точ­ной мем­бра­ны вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся. Т. о., для по­строе­ния обо­лоч­ки В. мо­гут ис­поль­зо­вать­ся кле­точ­ные ли­пи­ды и уг­ле­во­ды. Ин­фекц. про­цесс, ини­ции­ро­ван­ный од­ним ви­рио­ном, мо­жет при­во­дить к об­ра­зо­ва­нию до 103–105 до­чер­них ви­рус­ных час­тиц.

Вы­де­ля­ют неск. осн. ти­пов взаи­мо­дей­ст­вия В. и клет­ки. При про­дук­тив­ной ли­ти­че­ской ин­фек­ции за­ра­жён­ная клет­ка по­сле об­ра­зо­ва­ния ви­рус­но­го по­том­ст­ва гиб­нет.

В слу­чае хро­ни­че­ской пер­си­стент­ной (стой­кой) ин­фек­ции за­ра­жён­ная клет­ка про­дол­жа­ет жить и де­лить­ся, по­сто­ян­но под­дер­жи­вая раз­мно­же­ние В., хо­тя её функ­ции мо­гут пре­тер­пе­вать не­ко­то­рые из­ме­не­ния.

Та­кая ин­фек­ция мо­жет про­дол­жать­ся дли­тель­ное вре­мя без за­мет­ных внеш­них про­яв­ле­ний, не вы­зы­вая при­зна­ков за­бо­ле­ва­ния, хо­тя мо­гут иметь ме­сто оп­ре­де­лён­ные из­ме­не­ния ре­гу­ля­ции кле­точ­ных про­цес­сов. Осо­бый тип взаи­мо­дей­ст­вия с клет­кой на­блю­да­ет­ся у т. н. уме­рен­ных В.

, к чис­лу ко­то­рых от­но­сят­ся бак­те­рио­фаг лям­бда и ряд В. че­ло­ве­ка и жи­вот­ных (напр., ВИЧ). Их ге­ном ко­ва­лент­но встраи­ва­ет­ся (ин­тег­ри­ру­ет­ся) в кле­точ­ную хро­мо­со­му, пре­вра­ща­ясь в эле­мент кле­точ­но­го ге­но­ма, и те­ря­ет спо­соб­ность к ав­то­ном­ной ре­п­ли­ка­ции. В та­ком со­стоя­нии В.

на­зы­ва­ют про­ви­ру­сом, а бак­те­рио­фаг – про­фа­гом. У уме­рен­ных РНК-со­дер­жа­щих ви­ру­сов (рет­ро­ви­ру­сы) ге­ном пред­ва­ри­тель­но пе­ре­хо­дит в ДНК-фор­му. Экс­прес­сия ви­рус­ных ге­нов про­ис­хо­дит так же, как и у ге­нов клет­ки, а ко­ди­руе­мые ими бел­ки мо­гут вли­ять на свой­ст­ва клет­ки, напр.

на ре­гу­ля­цию её де­ле­ния. В не­ко­то­рых слу­ча­ях встраи­ва­ние ви­рус­но­го ге­но­ма в ге­ном клет­ки мо­жет при­во­дить к поч­ти пол­но­му уг­нете­нию экс­прес­сии кле­точ­ных ге­нов. При этом клет­ка со­хра­ня­ет жиз­не­спо­соб­ность, но её свой­ст­ва мо­гут су­ще­ст­вен­но ме­нять­ся (напр.

, мо­жет про­изой­ти её зло­ка­че­ст­вен­ная транс­фор­ма­ция). Па­то­ло­гич. из­ме­не­ния клет­ки мо­гут быть так­же свя­за­ны с уг­не­те­ни­ем син­те­за РНК и кле­точ­ных бел­ков, на­ру­ше­ни­ем мем­бран­ной про­ни­цае­мо­сти и др. про­цес­са­ми, за­кан­чи­ваю­щи­ми­ся во мн. слу­ча­ях смер­тью клет­ки (ци­то­па­ти­че­ский эф­фект).

В клет­ке и в це­лом ор­га­низ­ме су­ще­ст­ву­ют ме­ха­низ­мы, пре­пят­ст­вую­щие раз­мно­же­нию В. и раз­ви­тию ви­рус-ин­ду­ци­ро­ван­ной па­то­ло­гии, в т. ч. вро­ж­дён­ный (напр., ин­дук­ция ин­тер­фе­ро­нов) и при­об­ре­тён­ный (напр., об­ра­зо­ва­ние анти­тел) им­му­ни­тет. В свою оче­редь, мн. В. рас­по­ла­га­ют ме­ха­низ­ма­ми, про­ти­во­дей­ст­вую­щи­ми кле­точ­ной за­щи­те.

Так, не­ко­то­рые В. по­дав­ля­ют сек­ре­цию ин­тер­фе­ро­на за­ра­жён­ной клет­кой, об­лег­чая тем са­мым за­ра­же­ние со­сед­них кле­ток ви­рус­ным по­том­ст­вом. Ис­ход ин­фек­ции и судь­ба за­ра­жён­ной клет­ки и ор­га­низ­ма за­ви­сят от ба­лан­са про­ти­во­по­лож­но на­прав­лен­ных ак­тив­но­стей В. и клет­ки.

По­ра­же­ние кле­ток в за­ра­жён­ном ор­га­низ­ме ве­дёт к на­ру­ше­нию ра­бо­ты со­от­вет­ст­вую­щих ор­га­нов и тка­ней, про­яв­ляю­щих­ся в ви­де ви­рус­ных за­бо­ле­ва­ний. Не­ко­то­рые из них име­ют ха­рак­тер мас­со­вых эпи­де­мий и да­же пан­де­мий и мо­гут со­про­во­ж­дать­ся зна­чи­тель­ной смерт­но­стью (в т. ч. СПИД, грипп, ящур и др.).

Важ­ней­шим сред­ст­вом про­фи­лак­ти­ки ви­рус­ных за­бо­ле­ва­ний яв­ля­ет­ся спе­ци­фи­че­ская вак­ци­на­ция.

Из­мен­чи­вость В. объ­яс­ня­ет их спо­соб­ность «ухо­дить» от им­мун­но­го от­ве­та за­ра­жён­но­го им ор­га­низ­ма (напр., в слу­чае В. грип­па) и лег­ко об­ра­зо­вы­вать ва­ри­ан­ты, ре­зи­стент­ные к ле­кар­ст­вен­ным пре­па­ра­там. Ре­зуль­та­том из­мен­чи­во­сти мо­жет быть так­же при­об­ре­те­ние спо­соб­но­сти вы­зы­вать за­бо­ле­ва­ния че­ло­ве­ка В.

, ра­нее па­то­ген­ны­ми толь­ко для жи­вот­ных. Не­ред­ко об­на­ру­жи­ва­ет­ся яв­ное род­ст­во ме­ж­ду отд. бел­ка­ми (напр., фер­мен­та­ми, осу­ще­ст­вляю­щи­ми син­тез нук­леи­но­вых ки­слот) у В., ко­то­рые, на пер­вый взгляд, не име­ют ме­ж­ду со­бой ни­че­го об­ще­го. В ря­де слу­ча­ев за­мет­но сход­ст­во ме­ж­ду ви­рус­ны­ми и кле­точ­ны­ми бел­ка­ми.

Из это­го сле­ду­ет, что в хо­де эво­лю­ции про­ис­хо­дил (и, по-ви­ди­мо­му, про­ис­хо­дит) об­мен ге­не­тич. ин­фор­ма­ци­ей как ме­ж­ду раз­ны­ми В., так и ме­ж­ду В. и кле­точ­ны­ми ор­га­низ­ма­ми. Яр­ким при­ме­ром яв­ле­ния транс­дук­ции – спо­соб­но­сти В.

пе­ре­но­сить ге­ны или их фраг­мен­ты от од­но­го ор­га­низ­ма к дру­го­му – мо­жет слу­жить бак­те­рия диф­те­рий­ная па­лоч­ка, ко­то­рая на­чи­на­ет вы­ра­ба­ты­вать то­ксин толь­ко по­сле за­ра­же­ния её оп­ре­де­лён­ным фа­гом.

Та­кой пе­ре­нос ге­нов (его на­зы­ва­ют го­ри­зон­таль­ным) пы­та­ют­ся ис­поль­зо­вать для ген­ной те­ра­пии пу­тём соз­да­ния на ос­но­ве В. ис­кусств. кон­струк­ций – век­то­ров, спо­соб­ных вво­дить в за­ра­жае­мую клет­ку здо­ро­вые или кор­рек­ти­рую­щие ге­ны.

Осо­бую ка­те­го­рию со­став­ля­ют т. н. эн­до­ген­ные В. Их ге­ном в ви­де дву­ни­те­вой ДНК, со­от­вет­ст­вую­щей ге­но­му рет­ро­ви­ру­сов, по­сто­ян­но на­хо­дит­ся в со­ста­ве кле­точ­ной хро­мо­со­мы и функ­цио­ни­ру­ет как на­бор кле­точ­ных ге­нов. Эн­до­ген­ные В. мо­гут быть пол­но­цен­ны­ми, и то­гда их экс­прес­сия при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию В.

, спо­соб­но­го за­ра­жать др. клет­ки (напр., В. ра­ка мо­лоч­ных же­лёз мы­шей). В боль­шин­ст­ве слу­ча­ев, од­на­ко, эн­до­ген­ные В. име­ют де­фект­ный ге­ном, в ко­то­ром не­ко­то­рые ви­рус­ные ге­ны от­сут­ст­ву­ют или по­вре­ж­де­ны. Ге­не­тич. ма­те­ри­ал раз­но­об­раз­ных эн­до­ген­ных В.

со­став­ля­ет весь­ма зна­чи­тель­ную до­лю хро­мо­сом­ной ДНК жи­вот­ных, в т. ч. че­ло­ве­ка. Они об­на­ру­же­ны и у рас­те­ний. Счи­та­ет­ся, что эн­до­ген­ные В. воз­ник­ли в ре­зуль­та­те за­ра­же­ния по­ло­вых кле­ток и по­сле­дую­щей ин­те­гра­ции ви­рус­ной и кле­точ­ной ДНК.

Та­кое за­ра­же­ние в про­цес­се эво­лю­ции мог­ло про­ис­хо­дить мно­го­крат­но, и мно­гие эн­до­ген­ные В. счи­та­ют­ся весь­ма древ­ни­ми.

Вви­ду ог­ром­но­го раз­но­об­ра­зия В. по­строе­ние их эво­лю­ци­он­но­го «дре­ва» весь­ма за­труд­не­но. Сре­ди мн. пред­по­ло­же­ний о про­ис­хо­ж­де­нии В. наи­боль­ше­го вни­ма­ния за­слу­жи­ва­ют два: или они воз­ник­ли из обо­со­бив­ших­ся («оди­чав­ших») эле­мен­тов кле­точ­но­го ге­но­ма, или в ка­кой-то фор­ме су­ще­ст­во­ва­ли уже на до­кле­точ­ной ста­дии био­ло­гич. эво­лю­ции.

В. сыг­ра­ли и про­дол­жа­ют иг­рать вы­даю­щую­ся роль как удоб­ные мо­дель­ные объ­ек­ты для изу­че­ния об­щих за­ко­но­мер­но­стей мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­гии. Имен­но при изу­че­нии В.

бы­ли рас­шиф­ро­ва­ны важ­ней­шие за­ко­но­мер­но­сти син­те­за бел­ков и нук­леи­но­вых ки­слот и ре­гу­ля­ции этих про­цес­сов, сфор­му­ли­ро­ва­ны мн. по­ня­тия мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­гии и мо­ле­ку­ляр­ной ге­не­ти­ки. См.

так­же ст. Ви­ру­со­ло­гия и лит. при ней.