uabooks.top

Emlékezzetek, mi a közös és mi az eltérés az élő és élettelen természet között!? Milyen jellemzői vannak az életnek? Milyen felépítésbeli sajátosságai vannak a DNS- és az RNS-molekuláknak?

A vírusok sokfélesége. Nemegyszer találkoztunk már vírusos megbetegedésekkel, például influenzával. A vírusok olyan parányiak, hogy többségüket csak elektronmikroszkóppal láthatjuk. Fontos sajátossága a vírusoknak, hogy semmilyen élettevékenységre nem képesek az élő sejten kívül, amelyben élősködnek.

Azt a tudományt, amely a vírusok felépítésével és funkcióival, tulajdonságaival, a kórokozó átadásának, az általuk okozott betegségek gyógyításának és megelőzésének módjaival foglalkozik, virológiának nevezzük.

A vírusok - sejtnélküli életformák. Ezek kivétel nélkül sejten belüli paraziták. A saját reprodukciója érdekében a gazdasejtek építőanyagát és energiáját használja fel. A vírus és a gazdasejt kölcsönhatásának következménye a vírusos megbetegedés.

8.1. ábra. A vírusfertőzés legkorábbi bizonyítéka — féldombormű Memphisből (k.e. 3500)

A vírusos megbetegedéseket már az ókortól ismerjük. Az első ismert bizonyíték a vírusfertőzésre egy Memphisből - az ókori Egyiptom fővárosa - származó féldomborművön látható. Ez egy vírusos megbetegedés (poliomielitis) tipikus klinikai tüneteit magán viselő főpapot ábrázol (8.1. ábra).

1796-ban egy fontos esemény történt, amelynek következtében emberek millióinak életét lehetett megmenteni később. Edward Jenner angol orvos védőoltást adott egy nyolc éves fiúnak. A fiú szervezetébejuttatta egy szarvasmarha himlőhólyagjaiból származó váladékot, amelyet egy himlővel fertőzött szarvasmarha farm dolgozóitól kapott. A fiú testén, aki azelőtt még nem volt himlős, apró sérülés keletkezet a vírus bejutási helyén, ám a sérülés két hét alatt begyógyult. Másfél hónappal később E. Jenner tudatosan megfertőzte a fiút emberi himlővel, de a betegség nem fejlődött ki.

Később, 1885-ben az ismert francia tudós Louis Pasteur (8.2. ábra) először készített védőoltást (vakcinát) veszettség ellen, és ellenőrizte hatását emberen. Beoltott egy

veszett kutya által megharapott kislányt megmentve ezzel az életét. Habár akkor még nem fedezték fel a vírusokat, éppen Pasteur javasolta a vírus (lat.: virus - méreg) és a vakcina (E. Jenner tiszteletére, lat.: vaccina - tehénke) szakkifejezéseket.

8.2. ábra. LouisPasteur (1822-1895), ismert francia mikrobiológus; leírta az erjedés folyamatának mikrobiológiai lényegét és az ember sok betegségét; a mikrobiológia és az immunológia egyik megalapítója

A vírusokat D. J. Ivanovszkij fedezte fel (8.3. ábra), amikor a dohány mozaikbetegséget vizsgálta. Vizsgálatai során, amikor a fertőzött növények oldatát az egészségesekbe juttatta, azok megbetegedtek. Ez így volt, amikor az oldatot a legkisebb baktériumokat is feltartani képes kis résátmérőjű kerámia szűrőn engedte keresztül. A tudós feltételezte, hogy a dohány mozaik betegségét organizmusok váltják ki, ugyanakkor ezek egyetlen táptalajon sem tenyészthetők ki. Ez a felfedezés volt a virológia tudományának kezdete.

Hat évvel később, ahogy D. J. Ivanovszkij felfedezte a dohány mozaikvírust, a német bakteriológus Friedrich Loefíler és Paul Frosch bebizonyították, hogy a szarvas-marha száj- és körömfájás kórokozója tulajdonságaiban hasonlít a dohány mozaikbetegség kórokozójára - szintén áthalad a szűrőn. így derült ki, hogy ezek az új „lények” nemcsak a növények, de az állatok kórokozói is lehetnek. Később, 1900-ban Walter Reed bebizonyította, hogy a sárgalázat vírus okozza, amelyet a vérszívók terjesztenek. 1915-ben Frederick William Twort elsőként fedezte fel azokat a vírusokat, amelyek baktériumokat fertőznek meg. Felix d'Herelle együtt dolgozva F. Twort-tal ezeket a vírusokat bakteriofágoknak („baktérium falóknak") nevezte el (8.4. ábra).

Hosszú ideig, egészen a huszadik század második feléig a tudományos világközösség arról vitatkozott, vajon tekinthetjük-e a vírusokat az élő természet objektumainak. Hasonlítsátok össze az érveket „mellette” és „ellene”, fejtsétek ki véleményeteket!

Mivel az örökletesség és a változékonyság az élet fő tulajdonságai közé tartoznak, a vírusok feltétlenül az élő természet részei, habár a sejtnélküli életformákhoz tartoznak. Mára már tudjuk, minden élőlény - az ember, az állatok (a gerinctelenek és a gerincesek), a növények, a gombák - rendelkezik vírussal.

A vírusok osztályozásának alapelvei. A vírusok osztályozása a vírusok felépítésének sajátosságain, és a bennük lévő nukleinsav típusán alapszik. Jelenleg kidolgozás alatt áll, ugyanakkor azonos a prokarioták és az eukarioták osztályozásának megközelítéseivel. Például, a vírusfajokat nemzetségekbe, a nemzetiségeket családokba, a családokat rendekbe sorolják. A legfőbb eltérés, hogy a vírusokra nem alkalmazzák a kettős nevezéktant. A vírusokat az általuk kiváltott betegségek tüneteiről nevezik el (a dohány mozaikvírus, az ember immunhiány vírus), vagy a megtalálás helye alapján (Marburg vírus vagy Marburg vérzéses láz vírus, Nyugat-nílusi vírus vagy nyugat-nílusi láz vírus), stb. A modern tudomány elképzelései alapján a vírusokat külön a sejtnélküli életformák országába sorolják -Vira.

Nem-kanonikus vírusok. A Vira országba sorolják azokat a szintén sejt nélküli életformákat, amelyek a molekuláris szerveződési szinten vannak, akárcsak a vírusok - a viroidokat. Ezek is fertőző betegségeket okoznak, köszönhetően a reprodukciós képességüknek - átadják az örökletes bélyegeiket az utódmolekuláiknak.

A viroidokat 1971-ben T. Diener (8.5,1. ábra) fedezte fel, amikor tanulmányozta a burgonyagumó orsósodás (8.5, 2. ábra) betegséget. A kutató nagy csodálkozva látta, hogy a megtisztított kórokozó biokémiai elemzése nem mutatott ki semmilyen fehérjét. A betegséget egy szimpla spirálból álló pici zárt RNS-molekula váltotta ki (8.5, 3. ábra). A viroid genetikai állománya egyetlen fehérjét sem kódol, a fő feladata saját maga reprodukálása a gazdasejtben.

Jelenleg több ilyen betegség ismert a növényeknél (citrus exocortisz viroid, a kókuszpálma „kadang-kadang” betegsége, avokádó napégés viroid, stb.). Az embernél, az állatokban és a baktériumokban hasonló kórokozókat nem mutattak ki. A viroidok, akárcsak egyes növényi vírusok, egyik növényből a másikba adódnak át mechanikai sérülések következtében. A viroid a megfertőzött sejtben a sejtmag

vagy a kloroplasztisz felé veszi az irányt, ahol felhasználja a sejt polimeráz enzimjét saját molekuláinak reprodukálásához. A betegség tünetei a viroid RNS-molekuláinak aktív reprodukciójakor jelennek meg, ami patológiás elváltozásokat okoz a fertőzött növényben.

A viroidok - fertőző részecskék, felépítésük alapján kis molekulatömegű egyláncú

gyűrűs RNS-molekulák, amelyek nem gondolnak saját fehérjéket.

A XX. sz. egyik legjelentősebb tudományos felfedezése a biológiában és az orvostudományban az amerikai molekuláris biológus, S. Prusiner (8.6,1. ábra) professzor nevéhez fűződik, aki 1982-ben új típusú fertőző ágenseket fedezett fel - a prionokat.

A prionok (ang.: proteinaceous infectious particles) - fertőző fehér részecskék. Ez a fehérje anomális formája, amely saját magához hasonlóvá változtatja a létező fehérjéket. A prionok nem adják tovább örökletes bélyegeket az utód-molekulának, mivel nem képesek szaporodni. Ezek a fertőző ágensek gyógyíthatatlan központi idegrendszeri betegségeket okoznak az embernél és az állatoknál - szivacsos agyvelőgyulladás.

A fertőző betegségeket okozó más kórokozókkal, főként a vírusokkal ellentét-benA prionok nagyon ellenállóak a különböző fizikai kémiai tényezőkkel szemben (hevítés, ionizáló és ultraibolya sugárzás zárójel. A prionfehérjék pálcikaszerű 10-20 nm átmérőjű és 100-200 nm hosszú részecskéket — amiloid fibrillákat (8.6, 3. ábra) alkotnak. Szerkezetüket tekintve polimerek: mindegyik közel ezer prion-molekulát tartalmaz.

Fertőző prionfehérjék s egyben lévő analógja normális fehérje. Közöttük különbség molekulák konformációjában van - a másodlagos és a harmadlagos struktúrában, függetlenül hasonló elsődleges felépítésüktől (aminosav sorrendjüktől). Az anomális háromdimenziós szerkezetű fertőző prionfehérje képes katalizálni a megfelelő normális sejtben lévő fehérjék strukturális átalakulását hozzá hasonlóvá - prionná (8.6, 2. ábra).

Az embernél négy prion által kiváltott betegség ismert: a Creutzfeldt-Jakob-szindróma, a Gerstmann-Stráussler-Scheinker-szindróma és a fatális familiáris.

8.6. ábra. 1. Stanley Prusiner (született 1942-ben) - a Kaliforniai Egyetem (USA) professzora, 1997-ben a prionok felfedezéséért Nobel-díjat kapott. 2. Normális a sejtben található fehérje (a) átalakulása prionná (b) amiloid fibrillák (3) képződésével

Prionokkal megfertőződni fertőzött táplálékkal lehet, mivel nem semmisítik meg őket az emésztőrendszer enzimei. Sérülés nélkül átjutnak a vékonybél falán,

eljutnak a központi idegrendszerbe. A prion betegségek sajátságos csoportját alkotják azok az örökletes betegségek, amelyeket a prionfehérjéket kódoló gének mutációja váltja ki.

1957-ben az amerikai tudós Carleton Gajdusek egy új betegséget írt le a Pápua Új-Guineai kannibál törzsnél - a kurut. A betegségrituális kannibalizmus során terjed, amikor az elhunyt törzstag agyát a többiek elfogyasztják. A tünetei: járási nehézségek, térdfájdalom, fejfájás, hőemelkedés, köhögés, hidegrázás, általános gyengeség. Jellegzetessége A betegségnek a megnövekedett ingerlékenység, az ok nélküli nevetés, elhúzódó mosoly. Éppen ezért nevezték a helyiek kurut a „ nevető halál'-nak. A kannibalizmus megszűntével a betegség eltűnt.

Kergebirka kór-A juhok neurológiai megbetegedése, amely az állat halálhoz vezet. A betegség ismert volt Angliában már 1732-ben. Csak az agyat támadja meg. Az agy szövetei a fertőzéstől szivacsos elválnak. Ezért ezt a betegséget a szivacsos agy-velőgyulladáshoz sorolják.

Megbízható gyógyítási módszereket a prionbetegségek ellen sajnos még nem ismerünk, bár szüntelenül keresik azokat.

1. Hogyan fedezték fel a vírusokat? 2. Milyen biológiai rendszerek tartoznak a sejtnélküli életformákhoz? 3. Min alapszik a vírusok osztályozása? 4. Milyen szerződésben sajátosságai vannak a viroidok? Milyen organizmusokban élősködnek? 5. Mi a prion? Milyen betegségeket váltanak ki?

1. Mi a közös és a különbség a sejtnélküli életformák és a sejtek felépítésű szervezetek között? 2. Miben különbözik a viroidok RNS-e az eukarióták RNS-étől?

Tankönyv 10. osztálya számára Biológia és ökológia Osztapcsenko, Bálán,  Kompanec, Ruskovszkij