Двухцепочечная ДНК, замкнутая в кольцо из перекрывающихся сегментов. Длина ДНК – 3-8 тн

– Вирус гепатита В. Вирион сферический, средних размеров. Имеется дополнительная оболочка из вирусных и клеточных белков. Кодирует 5 белков.

– Вирус мозаики цветной капусты.

10. Биологическая эволюция — это процесс накопления изменений в организме и увеличение их разнообразия во времени.

Вирусы — это не организмы, это неклеточные формы жизни, основой которой является функционально активный геном. На генетическом уровне эволюция представляет собой накопление изменений в генетической структуре популяций и включает два этапа: первоначально происходит возникновение изменений в результате известных молекулярных механизмов изменчивости, затем их накопление и закрепление в популяции под действием естественного отбора.

Вирусы являются важным фактором эволюции органического мира. Вирусы, являясь генетическими паразитами и представляя собой несовершенную форму жизни, подчиняются законам эволюции органического мира и обладают необходимыми атрибутами жизни — наследственностью и изменчивостью, а также подвержены естественному отбору. Изменчивость вирусов затрагивает различные биологические свойства — морфологию, антигенную структуру, иммуногенность, тканевой тропизм, патогенность, круг восприимчивых хозяев, биохимические свойства, устойчивость к физическим и химическим воздействиям. Основу наследственной изменчивости вирусов составляют изменения их генетического материала. Изменчивость вирусов объясняет их способность "уходить" от иммунного ответа заражённого им организма (например, в случае вируса гриппа) и легко образовывать варианты, резистентные к лекарственным препаратам. Результатом изменчивости может быть также приобретение способности вызывать заболевания человека вирусом, ранее патогенными только для животных. Нередко обнаруживается явное родство между отдельными белками (например, ферментами, осуществляющими синтез нуклеиновых кислот) у вирусов, 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 генетической информацией как между разными вирусами, так и между вирусами и клеточными организмами. Ярким примером явления трансдукции -способности вирусов 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 вирусов искусственных конструкций – векторов, способных вводить в заражаемую клетку здоровые или корректирующие гены.

Особую категорию составляют т. н. эндогенные вирусы. Их геном в виде двунитевой ДНК, соответствующей геному ретровирусов, постоянно находится в составе клеточной хромосомы и функционирует как набор клеточных генов. Эндогенные вирусы могут быть полноценными, и тогда их экспрессия приводит к образованию вируса, способного заражать другие клетки (напр., вирус рака молочных желёз мышей). В большинстве случаев, однако, эндогенные вирусы имеют дефектный геном, в котором некоторые вирусные гены отсутствуют или повреждены. Генетический материал разнообразных эндогенныхвирусов составляет весьма значительную долю хромосомной ДНК животных, в т. ч. человека. Они обнаружены и у растений. Считается, что эндогенные вирусы возникли в результате заражения половых клеток и последующей интеграции вирусной и клеточной ДНК. Такое заражение в процессе эволюции могло происходить многократно, и многие эндогенные вирусы считаются весьма древними.

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

11. Нобелевский лауреат, биолог Дэвид Балтимор, предложил свою схему классификации вирусов, основываясь на различиях в механизме продукции мРНК. Эта система включает в себя семь основных групп:

1. Класс I: вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК. Вирусы, содержащие двуцепочечную ДНК для репликации попадают в ядро клетки, так как им требуется клеточная ДНК-полимераза. Также репликация ДНК этих вирусов сильно зависит от стадии клеточного цикла. В некоторых случаях вирус может вызывать деления клетки, что может приводить к раковому перерождению. Примерами таких вирусов являются Herpesviridae, Adenoviridae и Papovaviridae. У представителей семейства Poxvirus геномная ДНК реплицируюется не в ядре.

2. Класс II: вирусы, содержащие одноцепочечную ДНК. Вирусы семейств Circoviridae и Parvoviridae реплицируют геномную ДНК в ядре и в ходе репликации образуют интермедиат — двуцепочечную ДНК.

3. Класс III: вирусы, содержащие двуцепочечную РНК. Как и большинство РНК-вирусов, представители класса III реплицируют геномную РНК в цитоплазме и используют полимеразы хозяина в меньшей степени, чем ДНК-вирусы. Класс III включает в себя два крупных семейства Reoviridae и Bunyaviridae. Репликация моноцистронная, геном сегментирован, каждый ген кодирует один белок.

4. Классы IV и V: вирусы, содержащие одноцепочечную РНК. Классы IV и V включают вирусы двух типов, репликация которых не зависит от стадии клеточного цикла. Наряду с вирусами, содержащими двуцепочечную ДНК, эти вирусы наиболее изучены.

Непосредственно на (+) геномной РНК вирусов IV класса может идти синтез белка на рибосомах клетки хозяина. Вирусы классифицируют на две группы, в зависимости от особенностей РНК:

у вирусов с полицистронной мРНК трансляция приводит к образованию полипротеина, который затем разрезается на зрелые белки. С одной цепи РНК может синтезироваться несколько разных белков, что снижает длину генов.

вирусы со сложной транскрипцией содержат субгеномные мРНК, синтез белка идет со сдвигом рамки считывания, также используется протеолитический процессинг полипротеинов. Эти механизмы обеспечивают синтез разных белков с одной цепи РНК.

Примеры вирусов данного класса включают представителей семейств Astroviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Flaviviridae, Picornaviridae, Arteriviridae и Togaviridae.