Том 1 (1109823), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Исчерпывающее описание циаиобактерий, сделанное многими специалистами. Пжйймол, С. П., й А. 2жсшг Р(апс РасЬо1ойу апд Р(апс РасЬойепз, 2пд ед., На1мед Ргегг, уоЬп уг"с(еу апд Болг, 1пс., 1982. Хорошо неписанное введение в фнтопатолоппо; зто проблема, имеющая общий интерес и практическое значение. Ктлталл, Пагы и'.: СувпоЬассепа (В!ве-Огееп А!Бас) — ТЬен.
Его(ис!оп апб Ее!айсп со ОсЬег РЬоссаупсЬебс Огйап!нпг", ВюБс!енсе 31:121 †1; 1981. Интересный и краткий обзор цианобактерий. Магатогогсй, К.: "Бр!гор!агшаз: Алели о( Апппа! апб Р!алс Пйежез", В!ойаепсе 31:374 — 380; 1981. Хороший обзор спнроплазм — уникальной группы патогенных, лишенных оболочки бактерий. Магйсс(Ы.уллс Еаг!у Ейе, Бс!енсе Воо(сг 1псепнбопз1, РпЬЫьйеп, Роно(а Чайеу, Сай(., 1982.
Блестящее описание эволюции бактерий. Водеиг, Вите(А., Саг1 СК Вонаоугй Рппдатепсай о(Р(апс Ращо!ойу, 2пд еб., Ъ'. Н. Ргеепмп апб Сопсрапу, Нем Уойс, 1984. Современное ошжавие болезней растений и организмов, их вызывающих. Болга, К, М. Ралйиг А Ьсеи Вас!ело!ояу, 3опт апд Вагйеп РиЬ- йзЬесз, 1пс., Вомоп, Мам., 1983. Замечательная краткая книга о бактериях как живых организмах. Баит„М. Р., ес а!. (Едг.): ТЬе Рго(шгуосск А НапдЬскйс оп НаЫ- шп, !го!абоп„апд Ыеппйсайоп о( Вас!ела, Брг!пйег-Ъ'сг!вй, Сяен Уог!с, 1981. Современный трактат о бактериях; двухтомная книга, састаящая из 169 глав; богатый источник современной и достоверной информации.
удиога, О. У., В. В. Рии(сс, Сйг(гиле 1.. Сагсс М!сгощо!ойу: Ап 1псгодисс!оп, Веп)аппп/Спспш!пйг, Меп!о Раг(с, СаИ., 1982. Хорошо составленный и легко читаемый труд, касзилцийся всех аспектов жизнедеятельности бактерий, вирусов и микроскопических зукариот. Суете, С. В.: "АгсЬаеЬассегн", Бс!епййс Ашспсап 244(6)с 98— 122; уипе 1981. Интересная статья сб уникальных архебактериях, посвященная теории Карла Уоза. 0»25 мкм Рис. 12-1. Бантперио4ае 12, инфилиру- юирей клетку Еесдегагиа со!/.
В ревуль- тате внедрения вирупшй ДНК Бакте- риальная клетка подверелась лиеису Вирус в основном состоит из геномной нуклеиновой кислоты, которая реплицируется в клетке-хозяине, используя ее ферментатнвные системы для синтеза вирусспецифических нуклеиновых кислот и белков (рис. 12-1). Поскольку вирус сам по себе не может расти и размножаться, нельзя считать его «живым» организмом в обычном понимании, В состав вирусов входит либо ДНК, либо РНК, образованная одной или двумя цепями, в зависимости от типа вируса. Все вирусы имеют белковую оболочку (капсцд), внутри которой заключена нуклеиновая кислота; у некоторых обнаружена дополнительная, богатая липидами, оболочка, окружающая калсид. Белковая илн липопротеиновая оболочка узнает» поверхность, на которой адсорбируегся вирус, и защищает нуклеиновую кислоту в составе вириона. Вирусы имеют важное значение, поскольку широко распространены у растений и других организмов, часто при этом являясь причиной болезни.
У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая оспу, ветряную оспу, корь, свинку, грипп, респираторные заболевания (часто осложненные вторичной бактериальной инфекцией), инфекционный гепатит, желтую лихорадку, полиомиелит, бешенство, герпес и СПИД (синдром приобретенного иммунодефицита). Иногда вирусы одной группы могут поражать и растения, и животных.
К болезни приводит резкое нарушение процессов жизнедеятельности зараженной клетки. Многие вирусные заболевания у животных можно предупредить путем иммунизации, эффективность которой щютив оспы была впервые продемонстрирована в 1790-х годах английским врачом Эдуардом Дженнером. Однако, как уже установлено, вирусные заболевания с трудом поддаются лечению, поскольку вирусы не чувствительны к антибиотикам. К счастью, во многих случаях иммунная система ограничивает дальнейшее распространение инфекции.
Клетки живого организма одновременно могут быть инфицированы различными вирусами. Иногда вирус, выделенный от одного хозяина, может заралсать клетки другого хозяина. Поэтому трудно сделать вывод, сколько видов вирусов существует на сегодняшний день; описано по меньшей мере 400 вирусов растений, которые можно подразделить на 25 групп. Вирусы поралсают не только эукариотические организмы, но и бактерии. Вирусы бактерий называются бактериофагами (гпожиратели бактерийь) или просто фагами. Фаги — это очень важный инструмент современной молекулярной биологии; исследуя взаимодействие фатов и бактерий, мы узнали много нового о механизме синтеза белка и организации генов.
Вирусы широко используются для исследований репликации ДНК, регуляции генов, транскрипции, трансляции, процессинга РНК и природы раковых заболеваний. Они представлпот собой, по сути, естественные переносчики генетической информации и именно поэтому незаменимы в современной биотехнологии. На их основе получены векторы для переноса генов в бактериальные, животные и распггельные клетки. Использование вирусов в генной инженерии растений будет в ближайшее время несомненно расширяться и окажет значительное влияние на ботанические и сельскохозяйственнъ~е исследования.
Кроме того, учснъзе полагают, что наряду с бактериями вирусы мозкио исповьзовать для стимулирования в клетках процессов синтеза полезных и нужных нам веществ. Сейчас изучаются разнообразные формы вирусов, инфицирующих насекомых, с целью разработки нового биологического способа борьбы с вредителями. Уже наметились некоторые успехи, например в США с хлопковой совкой (Не1юзй1з геае) эффективно борются с помощью вируса.
Данные методы борьбы практически безвредны по сравнению с многократным использованием химических пестицидов; более того, вирус имеет высокую специфичность по отношению к паразитам, что немаповажно. ПРИРОДА ВИРУСОВ Существование вирусов было впервые установлено при изучении мозаичной болезни табака. Оказалось, что возбудитель этой болезни может проходить через фарфоровый фильтр, обычно используемый для улавливания бактерий. Размер вирусов колеблется от 17 до 300 им в диаметре.
Таким образом, по величине оии сравнимы с молекулами, например атом водорода имеет диаметр около 0,1 нм, а размер молекулы белка в среднем равен десяткам манометрам. Как уже упоминалось выше, вирусы размножаются только в живых клетках; многие из них высокоспецифичны по отношению к типу инфицируемых клеттзк. Они радикально изменяют биосинтетические процессы клетки-хозяина; при этом нуклеиновая кислота иируса переключает клетку на синтез вирусспецифических структур, конкурируя, таким образом, с ее генетическим аппаратом (см. рис. 8-3).
Например, респираторные вирусъз размножиотся в клетках слизистой оболочки дыхательных путей, вызывая характерные симптомы простуды. Чаще всего вирусы имеют узкий круг хозяев; одним из быстрых методов идентификации неизвестных бактерий может свужить использование специфических бактернофагов, разрушающих определенные бактериальные клетки (рис. 12-1).
И наоборот, реакции некоторых видов растений на неизвестный вирус может быть использована (в совокупности с другими методами) для идентификации данного вируса. До 1930-х гг. вирусы рассматривались как мельчайшие бактерии. В 1933 г. эта точка зрения бьша опровергнута. Уэнделл Стэнли, работавший в Рокфеллеровском институте, получил экстракт вируса табачной мозаики нз инфицированных растений и очистил его. Очищенный вирус осаждался в виде кристаллов. Кристаллизация — это один из главных тестов на присутствие химически чистсяо соединения, не содержащего примеси; таким образом, стало ясно, что с химической точки зрения вирус намного проще живого организма.
Когда Стэнли распюрил игловидные крисзиллы и нанес на лист табака, то характерные симптомы мозаичной болезни появились вновь. Тем самым бьшо показано, что вирус сохраняет иифекционность после кристаллизации и ресуспенди резания. Большинство вирусов растений, подобно вирусу табачной мозаики, содержат только РНК, в то время как другие вирусы — только ДНК. В отличие от вирусов все клеточные организмы содержат оба типа нуклеиновых кислот.
Вирусы лишены рибосом, а также ферментов, необходимых для синтеза белка и генерирования энергии. В этом отношении вирусы принципиально отличаются от организмов, имеющих клеточную организацию. СТРУКТУРА ВИРУСНЫХ ЧАСТИЦ С помощью электронного микроскопа изучена структура большого числа вирусов. Вирус табачной мозаики, например, имеет палочковидную форму; его длина составляет 300 им и диаметр — 15 нм. В состав вируса входит единственная молекула Р1 1К размером в 6000 нуклеотидов (рис. 12-2). Капсид состоит из 21100 идентичных молекул белка, уложенных по спирали (рис. 12-3). Наиболее распространенная форма вирусных капсзщов — икосаэдр с 20 гранями.
Икосаэдр — это многогранник с кубическим типом симметрии, образованный большим числом идентичных субъединиц н имеющий максимальный объем внутреннего пространства (геодсзические куполы сконструированы по этому же принципу). К икосаэдрическим относится многие вирусы, вызывающие респираторные заболевания человека (рис. 12-4), полиомиелит, оспу птиц, пузырчатую лихорадку, папиллому человека, многие виды рака у мьппей и других животных, болезни растений, включая пятнистую мозаику яблонь (рис. 12-5 „4), кольцевую мозаику табака, мозаику огурцов и плодов бобовых. Рабдовирусы растений и животных имеют пулевидную форму и окружены внешней липопротсинавой оболочкой (рис. 12- 5,Б).
Палочковидные вирусы со спиральной симметрией, подобные вирусу табачной мозаики, наиболее характерны для растений„они часто напоминают неплотную спираль и выглядят как длинные гибкие нити (рис. 12-5,Б). 0.15 мкм Ряс. 12-2 Частицы вируса звабичзый мозаики (ВТМ) иод элеюпронным микресколом с А 25 нм Рис.
12нй А. Аденовирус — один из мно- гочисленных вирусов, вызывающих репшраторные заболевания у человека. Он имеет форму икосаэдра. Каждая иг его двадцати спгорон представляет собой равносторонний треугольник, состоящий из белковых субъединиц. Общее число субьединиц равно 252. Б. Модель аденовируса, собуюнная из 252 теннисных мячей 0.30 мкм 0.30 мкм 0.13 мкм Рис. 12-3. Схематическое изображение чапгш ВТМ. В центре вируса находится РНК; она покрьгта белковой оболочкой (капсидомд образованной 2200 идентич- ньиш белковыми молекулами, каждая из которых содержит 153 аминокислот- ньи остатков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
