Wirusologia.pdf

3 WIRUSY

Drobnoustrojami, które wywo∏ujà cho-

roby uk∏adu oddechowego, sà np. wiru-

sy. Podaj dwa przyk∏ady takich scho-

rzeƒ i scharakteryzuj je.

Nie˝yt nosa jest chorobà wirusowà

szerzàcà si´ najcz´Êciej drogà kropel-

kowà. Zapobieganie tej chorobie polega

wi´c g∏ównie na unikaniu kontaktów

z chorymi i ograniczaniu przebywania

w wi´kszych skupiskach ludzkich

w okresach nasilania si´ zachorowaƒ.

Typowymi objawami sà: kichanie,

„drapanie” w nosie i gardle, kaszel,

pieczenie spojówek, wyciek p∏ynnej

wydzieliny z nosa, ogólne os∏abienie,

bóle g∏owy, stan podgoràczkowy.

Grypa jest chorobà wirusowà wywo-

∏ujàcà okresowo epidemie. Zasadniczo

rozró˝nia si´ trzy typy wirusa grypy: A,

B i C. Ciàgle jednak powstajà jego no-

we odmiany. Choroba szerzy si´ drogà

kropelkowà lub przez zaka˝one przed-

mioty. Po 1–3 dniach od zaka˝enia za-

czyna si´ bardzo wysokà goràczkà, bó-

lami g∏owy, mi´Êni i stawów. Inne ob-

jawy to kaszel i ból gard∏a.

❚

Zapalenie opon mózgowych i móz-

gu mogà byç wywo∏ane przez wirusy,

bakterie i grzyby. Zasadniczymi obja-

wami tych zespo∏ów chorobowych sà:

sztywnoÊç karku, bóle g∏owy, wymioty

i goràczka.

Do chorób szerzàcych si´ drogà

p∏ciowà nale˝y AIDS. Chorob´ wywo∏uje

wirus, dla którego przyj´to nazw´ HIV.

Zaka˝enie wirusem HIV powoduje

uszkodzenie uk∏adu odpornoÊciowego,

co stwarza warunki do rozwoju AIDS;

samo zaka˝enie wirusem nie jest jesz-

cze jednoznaczne z zachorowaniem.

Wirus HIV wnika do limfocytów T, nisz-

czy je, powodujàc spadek ich liczby.

Limfocyty T sterujà procesami odporno-

Êci, organizm traci wi´c w ten sposób

mo˝liwoÊç skutecznej obrony przed in-

nymi drobnoustrojami. Pozbawiony

w∏aÊciwej liczby limfocytów staje si´

bezradny wobec nowotworów oraz

wszelkich zaka˝eƒ (np. zapalenia p∏uc).

Chorzy umierajà w wyniku zaka˝eƒ

lub nowotworów.

Choroba szerzy si´ przez:

• krew – gdy narusza si´ ciàg∏oÊç tka-

nek, np. u˝ywajàc do zabiegów nie-

wysterylizowanych narz´dzi medycz-

nych lub przetacza zaka˝onà krew;

• kontakt p∏ciowy.

Zaka˝enie wirusem HIV mo˝e przy-

bieraç ró˝ne postacie – od ca∏kowitego

braku objawów przez ∏agodnà a˝ do

Êmiertelnej.

Jakie uk∏ady narzàdów mogà atako-

waç wirusy? Wymieƒ nazwy chorób

wirusowych, podajàc, w jakim uk∏adzie

rozwija si´ dane schorzenie. Aby

udzieliç odpowiedzi, skorzystaj z za-

mieszczonego tekstu.

Drogà pokarmowà szerzy si´ wiele

chorób zakaênych. Nale˝y do nich m.in.

wirusowe zapalenie wàtroby (˝ó∏taczka).

I TAKSONOMIA

REPETYTORIUM

❚

W jakie jednostki systematyczne wy˝-

szego rz´du ∏àczy si´ gatunki? Czym

charakteryzuje si´ nazwa gatunkowa?

Aby odpowiedzieç na te pytania, skorzy-

staj z zamieszczonego tekstu i tabeli.

W Êrodowisku wyst´pujà ró˝norodne

organizmy ˝ywe. WÊród nich mo˝na

wyró˝niç pewne grupy osobników bar-

dzo do siebie podobnych.

Naj∏atwiej zauwa˝yç podobieƒstwo

u osobników nale˝àcych do tej samej

rodziny. W ka˝dej z rodzin, np. roÊlin

czy zwierzàt, jest wiele rodzajów orga-

nizmów, a wÊród nich najbardziej po-

dobne do siebie sà gatunki.

Na podstawie wyraênych cech od-

ró˝niajàcych jedne osobniki od drugich

tej samej grupy mo˝na powiedzieç,

˝e nale˝à do ró˝nych gatunków. Na-

zw´ gatunkowà zapisuje si´, stosujàc

tzw. podwójne nazewnictwo, czyli bi-

nominalne (od bi – podwójne, nomem

– imi´). Nazwa gatunkowa z∏o˝ona jest

z dwóch cz∏onów (wyrazów). Pierwszy

cz∏on (wyraz) oznacza rodzaj, drugi na-

tomiast – gatunek.

Gatunek jest podstawowà jednostkà

klasyfikacji organizmów, ale równoczeÊ-

nie jednostkà biologicznà. Jako jednost-

ka klasyfikacji u∏atwia poznawanie

przyrody w okreÊlonym porzàdku.

❚

szczególnych gatunków, opracowano

specjalne publikacje zwane kluczami

do oznaczania lub przewodnikami.

G∏ównym zadaniem klucza jest umo˝li-

wienie w miar´ szybkiego i bezb∏´d-

nego oznaczenia gatunków. Dlatego

zamieszczone tam opisy sà krótkie i za-

wierajà zestawienie najwa˝niejszych,

charakterystycznych, ∏atwo zauwa˝al-

nych cech oznaczanego gatunku. Ko-

lejne cechy prezentowane sà w kluczu

na zasadzie przeciwstawnoÊci. Wybiera-

jàc na ka˝dym etapie jednà z podanych

mo˝liwoÊci, osoba, która chce poznaç

nazw´ gatunkowà danego organizmu,

zbli˝a si´ do wyznaczonego celu.

Na przyk∏ad:

¸odyga nitkowata, p∏o˝àca si´, drew-

niejàca, o drobnych niepodzielonych

liÊciach i ró˝owych kwiatach .......... 8.

Wrzosowate, str. 47

– ¸odyga wzniesiona lub jeÊli p∏o˝àca

si´, to kwiaty nie sà ró˝owe ... 3, str. 25

Przy opisie ka˝dej cechy jest podana

informacja, w którym punkcie lub na

której stronie trzeba szukaç kolejnych

cech. JeÊli zostanie wybrana w∏aÊciwa

cecha, przechodzi si´ do nast´pnej

i tak, czytajàc punkt po punkcie, docho-

dzi si´ do nazwy oznaczanego okazu.

Przed rozpocz´ciem oznaczania na-

le˝y dok∏adnie obejrzeç organizm, któ-

rego nazw´ gatunkowà chce si´ zna-

leêç. Ponadto trzeba dok∏adnie zapo-

znaç si´ z objaÊnieniami i skrótami

umieszczonymi na poczàtku klucza.

Na postawie analizy tekstu wyjaÊnij,

w jaki sposób mo˝na oznaczyç, jakie-

go gatunku przedstawicielem jest dany

organizm.

Aby u∏atwiç praktyczne rozpoznawa-

nie organizmów nale˝àcych do po-

❏

Rodzina

drozdowate

Rodzaje

drozd

s∏owik

Gatunki

drozd Êpiewak

drozd obro˝ny

drozd w´drowny

s∏owik szary

s∏owik rdzawy

s∏owik rubinowy

Tabela 10. Przyk∏ady gatunków ptaków z rodziny drozdowatych

❚

czyç. Poczàtkowo wydawa∏o si´, ˝e sà to wyjàtkowo ma∏e bakterie. W 1883 r. na-

ukowiec niemiecki Adolf Mayer (czytaj: majer), który bada∏ chorob´ tytoniu polegajàcà

na mozaikowatych przebarwieniach liÊci, stwierdzi∏, ˝e zdrowe roÊliny mo˝na zainfe-

kowaç sokiem z liÊci roÊlin zara˝onych tà chorobà. Czynnika chorobotwórczego nie

uda∏o si´ jednak zobaczyç nawet dziesi´ç lat póêniej, kiedy w poszukiwaniu mikrosko-

pijnych drobnoustrojów podj´to próby przefiltrowania soku z zainfekowanych liÊci

tytoniu. Momentem prze∏omowym w rozwoju wirusologii by∏o wykrystalizowanie

czynnika chorobotwórczego mozaikowatoÊci tytoniu

w 1935 roku. Dopiero wówczas uda∏o si´ zobaczyç

tego wirusa – za pomocà mikroskopu elektronowego.

Wirusy wymykajà si´ wszelkim konwencjom

– ich informacja genetyczna mo˝e byç zapisana

w postaci DNA, ale tak˝e, w przeciwieƒstwie do

istniejàcych w przyrodzie wzorców, jako RNA.

W zale˝noÊci od rodzaju kwasu nukleinowego ist-

niejà zatem DNA-wirusy i RNA-wirusy, które

dodatkowo mogà mieç nici pojedyncze bàdê po-

dwójne. Najmniejsze wirusy majà zaledwie 20 nm

Êrednicy i zapis genetyczny kodujàcy jedynie kilka

genów, a najwi´ksze osiàgajà rozmiary do kilkuset

nm i zawierajà kilkaset genów.

Fot. 29. RoÊliny tytoniu atakuje

wirus mozaikowatoÊci

Jak zbudowane sà wirusy? Czy wirusy

mo˝na nazwaç organizmami ˝ywymi?

Wirusy sà znacznie mniejsze od

bakterii. Nie majà budowy komórko-

wej i stanowià twory z pogranicza

materii nieo˝ywionej i organizmów ˝y-

wych. Poza komórkami ˝ywicieli wi-

rusy nie wykazujà ˝adnych objawów

˝ycia. Czàstka wirusa jest nazywana

wirionem . Sk∏ada si´ z nici kwasu nu-

kleinowego zamkni´tego w ochronnej

otoczce bia∏kowej zwanej p∏aszczem

bia∏kowym lub kapsydem. Kapsyd jest

zbudowany z mniejszych jednostek

– kapsomerów. Wirusowymi kwasami

nukleinowymi mogà byç czàsteczki

kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA)

lub kwasu rybonukleinowego (RNA).

Niç kwasu nukleinowego jest noÊni-

kiem informacji genetycznej, niezb´d-

nej do namna˝ania si´ wirusów.

Zazwyczaj charakterystycznà cechà

wirusów jest brak w∏asnych enzymów,

umo˝liwiajàcych odczytanie informa-

cji genetycznej i namna˝anie. Dlatego

te˝ wykorzystujà komórki ˝ywicieli,

by przekazujàc im w∏asnà informacj´

genetycznà, narzucaç takie zmiany

w przebiegu procesów ˝yciowych, któ-

re prowadzà do syntezy wirusowego

kwasu nukleinowego i bia∏ek wirusa.

Wirusowy kwas nukleinowy zast´puje

wi´c kwas nukleinowy komórki ˝ywi-

cielskiej, który wkrótce po zainfeko-

waniu organizmu ulega rozk∏adowi.

Opisane zjawisko powielania czàstek

wirusowych przez komórk´ nosi na-

zw´ namna˝ania si´ wirusów .

Grupà wirusów stosunkowo dobrze

poznanà, zarówno jeÊli idzie o struktu-

r´, jak i o procesy ˝yciowe, sà bakterio-

fagi (fagi) (rys. 93D.). Sà zbudowane

3.1. WIRUSY – FORMY BEZKOMÓRKOWE

N aukowcy przewidywali istnienie wirusów du˝o wczeÊniej, ni˝ uda∏o si´ je zoba-

❚

z g∏ówki, b´dàcej bia∏kowà os∏onà,

wewnàtrz której znajduje si´ kwas nu-

kleinowy (RNA lub DNA). G∏ówka jest

po∏àczona z wyd∏u˝onym ogonkiem

o walcowatym kszta∏cie. Od p∏ytki, któ-

rà jest zakoƒczony ogonek, odcho-

dzà w∏ókna bia∏kowe. Stanowià one

aparat, za pomocà którego bakterio-

fag przyczepia si´ do komórki bakte-

ryjnej. Nast´pnie przez kanalik w ogon-

ku wprowadza do wn´trza komórki

swój kwas nukleinowy. Czasem proce-

sowi temu towarzyszy kurczenie si´

ogonka.

Wyró˝nia si´ fagi zjadliwe i ∏agodne. Bakteriofag zjadliwy , zaka˝ajàc komórk´ go-

spodarza, powoduje w niej zaburzenia w przebiegu procesów przemiany materii, dopro-

wadza do namno˝enia si´ wielu nowych fagów i zniszczenia komórki gospodarza. Kap-

syd wirusów mo˝e mieç ró˝ne kszta∏ty: cylindryczny, kulisty lub wieloÊcienny (rys. 93.).

kwas

nukleinowy

kwas nukleinowy

bia∏kowa

os∏onka

g∏ówka

ogonek

p∏ytka

podstawowa

kapsomer

glikoproteina

w∏ókno krótkie w∏ókno d∏ugie

Rys. 93. Kszta∏ty wirusów: A – cylindryczny (np. wirus mozaikowatoÊci tytoniu),

B – wieloÊcienny (np. adenowirus), C – kulisty z glikoproteinami (np. wirus grypy),

D – g∏ówka ze strukturami pomocniczymi – bakteriofag

Kapsyd mo˝e byç otoczony b∏onà zbudowanà m.in. z glikoprotein. Najbardziej

skomplikowane kszta∏ty majà bakteriofagi. Mo˝na w nich wyodr´bniç g∏ówk´ w kszta∏-

cie dwudziestoÊcianu i bia∏kowe struktury pomocnicze, takie jak ogonek i w∏ókna.

Strukturà pomocniczà mo˝e byç tak˝e b∏ona otaczajàca kapsyd, po cz´Êci zapo˝yczo-

na od organizmu gospodarza, która zwykle zawiera glikoproteiny wirusa.

Wirusy nie mogà reprodukowaç si´ same. Ich reprodukcja jest mo˝liwa wy∏àcz-

nie w komórkach zainfekowanego organizmu (gospodarza). Sà wi´c obligatoryjnymi

Zastanów si´

i odpowiedz

na pytanie

Fragment genomu

retrowirusa ma sekwencj´:

AGCUGCCCAAU. W jakiej

formie zostanie on w∏àczony

do kwasu nukleinowego

zainfekowanego organizmu?

paso˝ytami. Zazwyczaj nie majà w∏asnych enzy-

mów i same nie potrafià nawet zbudowaç w∏asnych

bia∏ek. To wszystko robi za nie zainfekowana ko-

mórka – „zaprz´gni´ta” do odczytywania materia∏u

genetycznego wirusa. Wirus to w zasadzie przesy∏ka

z∏o˝ona z genów, nieustannie b´dàca w drodze od

jednego zainfekowanego organizmu do drugiego.

Wirus okreÊlonego typu mo˝e zainfekowaç

jedynie nielicznà grup´ organizmów. Identyfikacja

w∏aÊciwego gospodarza nast´puje przez dopaso-

wanie bia∏ek wirusa do receptora na powierzchni

komórki gospodarza. Niektóre wirusy, np. nieprze-

bierajàcy w gatunkach wirus wÊcieklizny czy pryszczycy, mogà atakowaç wi´cej orga-

nizmów. Z kolei niektóre szczepy bakteriofagów specjalizujà si´ w atakowaniu wy∏àcz-

nie bakterii pa∏eczki okr´˝nicy. W wypadku organizmów eukariotycznych wirusy wy-

kazujà zwykle specyficznoÊç tkankowà, np. wirus grypy „specjalizuje si´” w górnych

drogach oddechowych cz∏owieka. Wirus HIV wià˝e si´ wy∏àcznie z krwinkami bia∏y-

mi okreÊlonego rodzaju (np. z limfocytami T), co prowadzi do utraty zdolnoÊci

obronnych organizmu. Wirus wywo∏ujàcy chorob´ Heinego-Medina atakuje i niszczy

komórki nerwowe, które si´ nie dzielà, a wi´c nie mogà zostaç odbudowane.

Infekcja wirusowa rozpoczyna si´ w momencie wprowadzenia kwasu nukleinowe-

go wirusa do komórki gospodarza. Agresywny genom wirusa „podporzàdkowuje” sobie

mechanizmy molekularne komórki, tak aby odczytywa∏y jego w∏asne geny i produkowa-

∏y jego wirusowe bia∏ka. Jednak˝e nieco inna strategia obowiàzuje w wypadku DNA-wi-

rusów, a inna w wypadku RNA-wirusów. A to ze wzgl´du na fakt, ˝e enzym odczytujà-

cy genetyczny zapis komórek prokariotycznych i eukariotycznych, czyli polimeraza

DNA, mo˝e odczytywaç wy∏àcznie informacje zapisane w postaci DNA. W wypadku

DNA-wirusów sprawa jest zatem prosta: „podsuwajà” one polimerazie gospodarza w∏as-

ny fragment DNA. W wypadku RNA-wirusów odczyt za pomocà polimerazy gospoda-

rza jest niemo˝liwy. RNA niektórych wirusów mo˝e zostaç skierowane bezpoÊrednio do

syntezy bia∏ek jako mRNA. Innà strategi´ wykazujà retrowirusy (z ∏ac. retro – „wstecz”),

gdy˝ odwracajà kierunek naturalnego przep∏ywu informacji genetycznej: wprowadzajà

do komórki gospodarza w∏asnà, specyficznà polimeraz´, tzw. odwrotnà transkryptaz´,

która przepisuje wirusowà sekwencj´ RNA na sekwencj´ DNA, a dalsza transkrypcja jest

mo˝liwa ju˝ za pomocà polimerazy DNA komórki gospodarza (rys. 94.).

enzym (odwrotna

transkryptaza)

RNA

wirus HIV

bia∏ka rdzenia

wnikni´cie

wirusa do komórki

komórka

gospodarza

RNA wirusa

DNA

bia∏ka wirusa

nowo powsta∏y

wirus

Rys. 94. Mechanizm

dzia∏ania retrowirusa

HIV (ang. Human

Immunodeficency

Virus, czytaj: hjumen

immunodifiszensy

wajrus), wywo∏ujàcego

AIDS

DNA gospodarza

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: