Что представляют собой не­клеточные формы жизни?

Наряду с одноклеточными и многоклеточными организ­мами в природе существуют и другие формы жизни. Это вирусы, не имеющие клеточного строения. Они представ­ляют переходную форму между неживой и живой материей. Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ива­новским при исследовании мозаичной болезни листьев та­бака. Вирусы устроены очень просто. Каждая вирусная ча­стица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом. Полностью сфор­мированная инфекционная частица называется вирионом. У некоторых вирусов (герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазмати­ческой мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов. Во внеш­ней среде они не проявляют никаких признаков жизни, многие имеют форму кристаллов. Величина вирусов колеб­лется от 20 до 300 нм.

Хорошо изучен вирус табачной мозаики, имеющий па­лочковидную форму и представляющий собой цилиндр с полостью внутри. Стенка цилиндра образована молекулами белка, а внутри расположена спираль РНК (рис. 51). Бел­ковая оболочка защищает нуклеиновую кислоту от небла­гоприятных условий внешней среды, а также препятствует проникновению ферментов клеток к РНК и ее расщеплению.

Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводиться, хотя это характерно только для ДНК. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической инфор­мации и одновременно и РНК. Поэтому в пораженной клетке по программе нуклеиновой кислоты вируса рибосомами хо­зяина синтезируются специфические вирусные белки и осу­ществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает.

Особую группу представляют собой вирусы бактерий – бактериофаги, или фаги, которые способны проникать в бактериальную клетку и разрушать ее. Тело фага кишечной палочки состоит из головки, от которой отходит полый стержень, окруженный чехлом из сократительного белка. Стержень заканчивается базальной пластинкой, на которой закреплены шесть нитей (см. рис. 51, б). Внутри головки находится ДНК. Бактериофаг при помощи отростков при­крепляется к поверхности кишечной палочки и в месте соприкосновения с ней растворяет с помощью фермента клеточную оболочку. После этого за счет сокращения го­ловки молекула ДНК фага впрыскивается через канал стер­жня в клетку. Примерно через 10-15 минут под действием этой ДНК перестраивается весь метаболизм бактериальной клетки и она начинает синтезировать ДНК бактериофага, а не собственную ДНК. При этом синтезируется и фаговый белок. Завершается этот процесс появлением 200-1000 но­вых фаговых частиц, в результате чего клетка бактерии погибает.

Некоторые фаги внутри клетки-хозяина не реплициру­ются. Вместо этого их нуклеиновая кислота включается в ДНК хозяина, образуя с ней единую молекулу. Такие фаги получили название умеренных фагов.

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызы­вают многие опасные заболевания сельскохозяйственных растений (мозаичная болезнь табака, томатов, огурцов, скру­чивание листьев, карликовость, желтуха и др.) и домашних животных (ящур, чума свиней и птиц, инфекционная анемия лошадей и др.), что резко снижает урожайность культур и приводит к массовой гибели животных. Вирусы вызывают также многие опасные заболевания человека: грипп, корь, оспу, полиомиелит, свинку, бешенство и др. В последние годы к ним прибавилось еще одно страшное заболевание – СПИД.

Рис. 51. Схема строения вируса (а) и бактериофага (б): I – нуклеиновая кислота; 2 – белковая оболочка; 3 – полый стержень; 4 – базальная пластинка; 5 – отростки (нити).

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Их зависимость от других организмов, в клетках которых они могут расти и размножаться, дает основание считать, что они не могли появиться раньше клеточных организмов. Предполагается, что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили все, без чего можно обойтись, за исключением своего наследствен­ного аппарата в виде нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК) и защитного аппарата в форме белка.

нм – нанометр

Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Биология в вопросах и ответах: Учеб. пос./ Худ. обл. М.В. Драко. – Мн.: ООО "Попурри", 1997. – 496 с. С. 306-308.