Формы жизни неклеточная клеточная вирусы доядерные

Все организмы состоят из клеток - наименьших структурно-функциональных единиц строения. Но существуют и неклеточные формы жизни: вирусы и бактериофаги. Какие же особенности строения позволили им занять свою достойную нишу среди царств живой природы? Давайте узнаем подробнее.

Вирусы - неклеточные формы жизни

В переводе с греческого языка название этих организмов переводится как "яд". И это не случайно. Невооруженным глазом их никто никогда не видел, но практически каждый перенес на себе их влияние. Ведь симптомы гриппа в зимний период стучатся к нам в дом без спроса.

Это сейчас известно, что вирусы - неклеточная форма жизни. Биология этих организмов оставалась загадкой на протяжении многих веков. И только в конце 19 века русский физиолог Дмитрий Иосифович Ивановский доказал, что возбудителями многих болезней являются именно вирусы. Ученый исследовал растение табака, которое было поражено табачной мозаикой. Он заметил, что если сок больного растения проникнет в здоровое, то произойдет его поражение.

Строение вирусов

Почему вирусы - неклеточные формы жизни? Ответ прост: их организм не состоит из клеток. Он представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты, окруженной белковой оболочкой - капсидом. Различают ДНК- и РНК-содержащие вирусы.

В зависимости от особенностей строения неклеточные формы жизни - вирусы - делятся на простые и сложные. Первые имеют классическое строение из нуклеиновых кислот и белков. А вторые во время сборки дополнительно прикрепляют часть плазматической мембраны. Она выполняет функцию дополнительной защитной оболочки.

Почему они живые?

Итак, вирусы - неклеточные формы жизни, не имеют привычной мембраны и органелл - постоянных клеточных структур, выполняющих определенные функции. По каким же признакам их относят к живым организмам? Они способны к процессу размножения. Причем, находясь вне организма хозяина, они не проявляют никаких признаков существования. Как только вирус оказывается в клетке, он начинает синтезировать свои белки. При этом начинается процесс подавления произведения собственных белковых молекул организма.

Вирусные белки действуют как ферменты - биологически активные вещества. Они ускоряют воспроизведение нуклеиновых кислот. Таким образом, количество чужеродных частиц увеличивается, а собственные процессы синтеза останавливаются. В результате организм заболевает, поскольку для начала процесса размножения вирусу нужна энергия и органические вещества клеток хозяина.

Бактериофаги

Вирусы - неклеточные формы жизни, которые способны паразитировать в любых организмах. И одноклеточные прокариотические бактерии не исключение.

"Пожиратели" этих организмов называются бактериофагами. Для проникновения в клетку-хозяина они просто впрыскивают собственную молекулу нуклеиновой кислоты через мембрану в цитоплазму клетки. В течение получаса в одной бактерии образуется более ста вирусных частиц.

Как бактериофаг находит в природе свою жертву? Дело в том, что для этого вирусная частица имеет специальные рецепторы, которые и распознают прокариотический организм.

Пути попадания вирусов в организм

Неклеточные формы жизни - вирусы, имея примитивное строение, способны проникать в организм хозяина разными способами. Зависят они от особенностей его строения. Для человека самыми распространенными из них являются воздушно-капельный путь, проникновение через слизистые покровы, продукты питания и воду.

Переносчиками таких опасных заболеваний, как энцефалит и желтая лихорадка, являются животные. В данном случае клещи и комары соответственно. При половых контактах возможно заражение гепатитом В и С, ВИЧ и герпесом.

В природе широко распространены и вирусы, поражающие растения и грибы. Проникновение в эти организмы происходит через участки повреждения в клеточной стенке.

Важной особенностью вирусов является их избирательность. Это значит, что частицы, которые поражают человека, не влияют на растительные и бактериальные организмы и наоборот.

Вирусы: польза или вред

Какую пользу могут приносить эти организмы, если они вызывают опаснейшие смертельные заболевания: бешенство, грипп, оспу и другие. Дело в том, что именно вирусы - неклеточные формы жизни - формируют иммунитет. Это понятие означает способность организма противостоять инфекциям. Иммунитет бывает врожденным, который представлен антителами крови, и приобретенным.

Последний разделяется на естественный и искусственный. При перенесении инфекционных заболеваний память о вирусных частицах остается у особых клеток крови - антител. При повторном попадании чужеродных организмов они распознают вирус и уничтожают его путем внутриклеточного переваривания - фагоцитоза. Искусственный иммунитет приобретается в результате вакцинации. Ее суть заключается в том, что организм человека заражают ослабленным вирусом и антитела начинают бороться с ним, формируя иммунную память.

Благодаря различным формам иммунитета организм сохраняет свою жизнеспособность начиная с первого вздоха младенца в течение всей жизни. Каждую минуту в кровеносное русло поступает множество вирусных частиц. Если количества антител достаточно для их полного уничтожения, человек остается здоров. Болезнь наступает в ином случае, когда вирусные частицы преобладают и ресурсов иммунной системы недостаточно, чтобы обезвредить их.

Неклеточные формы жизни - вирусы и фаги - являются представителями отдельного царства живой природы, которое называется Vira. В последние десятилетия основной задачей эпидемиологов является создание новых вакцин от многих опасных вирусных заболеваний. Дело в том, что в процессе самосборки происходит мутация и образование новых вирусов. Особенно это касается ВИЧ, который поражает саму иммунную систему, полностью делая организм беззащитным. Это является серьезной проблемой для современной науки. Надеемся, она будет решена уже в ближайшее время.

Царство Вирусы

Вирусы были обнаружены в 1892 г. русским ученым Д.И. Ивановским. В 1917 г. француз Ф.Д'Эрель открыл бактериофаг — вирус, поражающий бактерии. Вирусы представляют собой простейшую форму жизни на Земле, занимающую пограничное положение между неживой и живой материей. Они могут проявлять свойства живых организмов только попав в клетки про- и эукариот. Они являются внутриклеточными паразитами; способность к размножению и связанные с ней наследственность и изменчивость вирусы проявляют лишь в живой клетке хозяина.

Особенности вирусов заключаются в:

— их незначительных размерах (20 — 2000 нм);

— отсутствии клеточного строения, обмена веществ и энергии;

— самым характерным критерием является наличие у вирусов только одной нуклеиновой кислоты — РНК или ДНК (у остальных организмов всегда имеются и ДНК, и РНК);

— вирусы самостоятельно не способны синтезировать белки;

— способ размножения вирусов значительно отличается от размножения других организмов;

— вирусы не растут

Вирусы существуют в двух формах: покоящейся, (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной, где может осуществляться процесс размножения вирусов. Простая вирусная частица (например, вирус табачной мозаики) состоит из образованной белками оболочки — капсида — и нуклеиновой кислоты. Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.

Различают два вида вирусов: РНК-содержащие и ДНК-содержащие. Но независимо от того, какая из нуклеиновых кислот содержится в вирусе, она выполняет функции носителя наследственной информации. Объем генетической информации вируса может быть очень мал, например у самых малых вирусов он состоит из 3500 нуклеотидов. Такой объем нуклеиновой кислоты способен обеспечить синтез лишь нескольких белков, обычно белков капсида вируса. Геном вирусов бывает представлен многообразными линейными и кольцевидными формами нуклеиновых кислот; наряду с двухцепочечными ДНК (вирусы оспы,аденовирусы человека и др.) и одноцепочечными РНК (вирусы кори, краснухи, энцефалита, гриппа, бешенства и др.) встречаются одноцепочечные ДНК и двухцепочечные РНК, служащие матрицами у некоторых вирусов животных и растений.

Все активные процессы вирусов протекают в клетках-хозяевах. Проникновение вирусов в клетку начинается с их адсорбции на клеточной поверхности благодаря связыванию белков-рецепторов клеточной оболочки со специальными белками вирусной частицы, которые узнают соответствующий рецептор на поверхности чувствительной клетки. Полагают, что в животную клетку вирус может проникать при процессах пиноцитоза и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки.

Бактериофаги, как правило, не попадают внутрь клетки, так как толстые клеточные стенки бактерий препятствуют проникновению комплекса белок — рецептор с присоединившейся к нему вирусной частицей. Бактериофаг состоит из головки (белковая оболочка и заключенная в ней ДНК или РНК) и отростка. В отростке различают полый стержень, окруженный чехлом из сократительных белков. На конце стержня имеется пластинка с шипами и нитями, от которых зависит специфическая абсорбция бактериофага на клетке-хозяине. После присоединения к клеточной поверхности чехол отростка бактериофага сокращается, обнажая стержень, проникающий через клеточную стенку, и нуклеиновая кислота проникает в клетку.

Вирусный геном изменяет обмен веществ клетки, направляя всю ее деятельность на производство вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Новые молекулы вирусной нуклеиновой кислоты соединяются с вновь синтезированными белками (самосборка вирусных частиц), в результате чего образуются вирусы, которые затем выходят из клетки-хозяина.

Таким образом, паразитизм вирусов осуществляется на генетическом уровне. Вирусы являются автономными генетическими структурами, не способными, однако, развиваться вне клетки. В связи с этим полагают, что происхождение вирусов и бактериофагов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.

Биологическое значение вирусов в первую очередь связывается с их патогенным действием, т.е. способностью вызывать различные заболевания у человека, животных и растений. Сегодня специалисты насчитывают не менее 500 различных болезней человека, в которых в той или иной мере повинен вирус. Среди них такие тяжелые заболевания, как

— многие злокачественные опухоли;

Помимо того, вирусы способны оказывать влияние на генетический аппарат клетки, вызывая генные мутации.

Надцарство Доядерные, или Прокариоты

У прокариот клетки имеют наиболее простой тип строения: нет ограниченного мембранами ядра; единственная молекула ДНК, замкнутая в кольцо, находится в области цитоплазмы, называемой нуклеоидом; слабо развита система внутриклеточных мембран (нет хлоропластов, митохондрий, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, функции которых выполняют выпячивания цитоплазматической мембраны — мезосомы); центриоли и митотическое веретено отсутствуют, деление клеток (митоза и мейоза нет) осуществляется путем перетяжки (этому предшествует репликация ДНК, затем две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной); обычно снаружи формируется клеточная стенка, состоящая из особого гликопептида — муреина. Тем не менее клетки прокариот и эукариот имеют много общего, что позволяет их отнести к единой клеточной системе организации живого.

Все прокариоты принадлежат к одному царству Дробянки, представленному бактериями и синезелеными водорослями.

Выделяют две группы бактерий: архебактерии (от греч.древнейший) и эубактерии.

Архебактерии (метанообразующие и др., всего известно около 40 видов), сохраняя общие черты строения прокариот, значительно отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств от эубактерии (истинных бактерий).

Эубактерии — это микроскопические организмы, характеризующиеся примитивным строением. Размеры клеток колеблются от 0,2 до 10 мкм. Типичное ядро отсутствует; нуклеоид большинства бактерий содержит одну замкнутую в кольцо двухцепочечную молекулу ДНК, которая является носителем наследственных свойств клетки. В цитоплазме находятся рибосомы и включения (крахмал, гликоген, жиры), а у автотрофных фотосинтетиков — еще и мембранные структуры, содержащие пигменты. Цитоплазматическая мембрана формирует мезосомы. Бактериальные клетки окружены плотной клеточной стенкой, благодаря которой они сохраняют постоянную форму. Многие виды бактерий образуют слизистую капсулу.

В зависимости от формы клетки различают следующие группы: шаровидные — кокки, палочковидные — бациллы, дугообразно изогнутые — вибрионы, бактерии вытянутой штопорообразной формы — спириллы. Многие бактерии способны к самостоятельному, движению за счет жгутиков или благодаря сокращению клеток.

Размножение бактерий происходит очень быстро, каждые 20 — 30 мин. Обычно это деление клетки надвое, которое наступает после удвоения бактериальной хромосомы — кольцевидной молекулы ДНК; некоторые бактерии размножаются почкованием. Половой процесс (например, у кишечной палочки) осуществляется в форме обмена генетическим материалом между особями.

В неблагоприятных условиях бактерии способны образовывать споры за счет формирования плотной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы. Споры отличаются исключительной устойчивостью к различным неблагоприятным воздействиям. В подходящих условиях споры набухают, оболочки разрываются и клетки переходят к активному функционированию.

Бактерии делятся на анаэробов, живущих в бескислородной среде, и аэробов, живущих в среде с присутствием кислорода; факультативные анаэробы способны жить в кислородной и бескислородной среде. Большинство бактерий питаются гетеротрофно, используя готовые органические вещества мертвой биомассы (сапрофиты) или живых организмов (паразиты). Многие гетеротрофные бактерии выделяют ферменты, вызывающие брожение: молочно-кислое, масляно-кислое, уксусно-кислое. Бактерии осуществляют минерализацию — гниение остатков растений и трупов животных, превращая сложные органические соединения в неорганические. Конечными продуктами этих процессов являются СО2, Н2О, H2S, NH3 и другие вещества.

Паразитизм у бактерий широко распространен. Многие бактерии являются возбудителями болезней, разрушая клетки хозяина, другие вызывают заболевания, выделяя токсические вещества. К числу паразитических бактерий, вызывающих заболевания человека, относят холерный вибрион, дифтерийную палочку, дизентерийную палочку и др. Для уничтожения и ослабления жизнедеятельности бактерий проводят дезинфекцию (например, раствором карболовой кислоты, формалина, спирта и др.) или стерилизацию высокой температурой (до 120 °С), а также пастеризацию, когда пищевые продукты несколько раз нагревают до 60 — 70 °С. В медицине применяют различные препараты (антибиотики и др.), в присутствии которых бактерии погибают или значительно снижают жизнедеятельность.

Автотрофные бактерии синтезируют органические вещества путем усвоения СО2; источником энергии для этого может служить окисление минеральных соединений — хемосинтез — или свет — фотосинтез. К хемотрофам относят нитрифицирующие, азотфиксирующие, серобактерии, железобактерии и некоторые другие. Нитрифицирующие и азотфиксирующие бактерии задерживают в почве азот аммиака, что приводит к обогащению плодородного слоя почвы. Клубеньковые бактерии вступают в симбиоз с корнями бобовых растений. Фототрофным бактериям свойственен анаэробный тип фотосинтеза (не выделяют кислорода). Этим они значительно отличаются от синезеленых водорослей.

Синезеленые водоросли — наиболее древние (возникли свыше 3 млрд. лет назад) водные или реже почвенные автотрофные организмы. Клетки имеют толстые многослойные стенки (состоят из полисахаридов, пектиновых веществ и целлюлозы), часто одеты слизистым чехлом. Цианеи живут в виде отдельных клеток или образуют нити и колонии. Их клетки имеют типичное для бактерий строение. Фотосинтез осуществляется на свободнолежащих в цитоплазме мембранах, содержащие хлорофилл и дополнительные пигменты. У многих видов синезеленых водорослей в цитоплазме встречаются наполненные азотом вакуоли. Эти вакуоли регулируют плавучесть клетки и позволяют ей парить в толще воды. Размножаются синезеленые водоросли обычно путем деления клетки надвое, колониальные и нитчатые — распадом колоний или нитей. При неблагоприятных условиях могут образовывать споры.

Синезеленые водоросли широко распространены в биосфере, но основная масса видов населяет пресноводные водоемы, некоторые виды живут в морях и на суше. Виды, обитатющие в водоемах, входят в состав планктона и бентоса. Некоторые виды живут в местах загрязнения органическими веществами, питаясь миксотрофно. Они способны очищать воду, минерализуя продукты гниения. Некоторые синезеленые водоросли способны к фиксации азота. Синезеленые водоросли встречаются в качестве симбионтов во многих лишайниках. Цианеи первыми осваивают безжизненные места обитания — вулканические острова, лавовые потоки.

1.Какие объекты не имеют клеточного строения?

1) дизентерийная амёба

2) возбудитель СПИДа

3) вирус табачной мозаики

4) кишечная палочка

5) вибрион холеры

2.Известно, что бактерия туберкулёзная палочка — аэробный, микроскопический, болезнетворный организм. Выберите из приведённого ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию перечисленных выше признаков бактерии.

(1) Размеры туберкулёзной палочки составляют в длину 1–10 мкм, а в диаметре 0,2–0,6 мкм. (2) Организм неподвижен и не способен образовывать споры. (3) При температуре выше 20 °C во влажном и тёмном месте сохраняет жизнеспособность до 7 лет. (4) Для своего развития организм нуждается в наличие кислорода. (5) Туберкулёзная палочка является паразитическим организмом. (6) В природе организм распространяется не только с каплями жидкости, но и ветром.

3.Установите соответствие между признаком организма и группой, для которой он характерен.

4.Почему бактерии относят к живым существам, а вирусы – нет?

Вопрос 1. Введение в биологию
Вопрос 2. Методы биологических наук
Вопрос 3. Этапы развития биологии
Вопрос 4. Роль биологии в системе медицинского образования
Вопрос 5. Обмен веществ и энергии
Вопрос 6. Раздражимость
Вопрос 7. Репродукция. Наследственность и изменчивость
Вопрос 8. Индивидуальное развитие
Вопрос 9. Неклеточные формы жизни
Вопрос 10. Клеточные формы жизни
Вопрос 11. Учение об организации живого
Вопрос 12. Молекулярный клеточный тканевый уровни
Вопрос 13. Организменный уровень и популяционно-видовой уровни. Биоценотический и биосферный уровни
Вопрос 14. Клетка как структурная единица. Строение клетки. Общие вопросы
Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки
Вопрос 16. Вирусы
Вопрос 17. Цитоплазма. Рибосомы и плазмиды
Вопрос 18. Мембраны, их молекулярная структура
Вопрос 19. Плазматическая мембрана
Вопрос 20. Эндоплазматический ретикулум (ЭР)
Вопрос 21. Система Гольджи
Вопрос 22. Пузырьки, эндо– и эктоцитоз
Вопрос 23. Лизосомы

Приведённый ознакомительный фрагмент книги Медицинская биология: конспект лекций для вузов (Ж. А. Ржевская) предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.

Вопрос 10. Клеточные формы жизни

Основную массу живых существ составляют организмы, обладающие клеточной структурой. В процессе эволюции органического мира клетка оказалась единственной элементарной системой, в которой возможно проявление всех закономерностей, характеризующих жизнь.

Организмы, имеющие клеточное строение, в свою очередь делятся на две категории: не имеющие типичного ядра – доядерные, или прокариоты, и обладающие типичным ядром – ядерные, или эукариоты. К прокариотам относятся бактерии и синезеленые водоросли, к эукариотам – все остальные растения и все животные. В настоящее время установлено, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более существенны, чем между высшими растениями и животными.

Прокариоты – доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану. Генетический материал находится у них в нуклеоиде и представлен единственной нитью ДНК, образующей замкнутое кольцо. Эта нить не приобрела еще сложного строения, характерного для хромосом, и называется гонофором.

Деление клетки только амитотическое. В клетке прокариот отсутствуют митохондрии, центриоли и пластиды.

Из организмов, имеющих клеточное строение, наиболее примитивны микоплазмы. Это бактериоподобные существа, ведущие паразитический или сапрофитный образ жизни. По размерам микоплазмы приближается к вирусам. Самые мелкие клетки микоплазм крупнее вируса гриппа, но мельче вируса коровьей оспы. Так, если вирус гриппа имеет диаметр от 0,08 до 0,1 мкм, а вирус коровьей оспы – от 0,22 до 0,26 мкм, то диаметр микоплазмы – возбудителя повального воспаления легких рогатого скота – колеблется от 0,1 до 0,2 мкм.

В отличие от вирусов, осуществляющих процессы жизнедеятельности только после проникновения внутрь клетки, микоплазма способна проявлять жизнедеятельность, свойственную организмам, имеющим клеточное строение. Эти бактериоподобные формы могут расти и размножаться на синтетической среде. Их клетка построена из сравнительно небольшого числа молекул (около 1200), но имеет полный набор макромолекул, характерных для любых клеток (белки, ДНК и РНК). Клетка микоплазмы содержит около 300 различных ферментов.

По некоторым признакам клетки микоплазм стоят ближе к клеткам животных, чем растений. Они не имеют жесткой оболочки, окружены гибкой мембраной; состав липидов близок к таковому в клетках животных.

Эукариоты – ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул. Деление клеток митотические. Имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Среди эукариот существуют как одноклеточные, так и многоклеточные организмы.

Эукариоты принято делить на два царства – растения и животные. Растения по ряду признаков отличаются от животных. У большинства растений тип питания автотрофный, для животных же характерен гетеротрофный тип питания. Однако провести четкую грань между всеми растениями и всеми животными не удается.

В настоящее время все больше биологов приходят к выводу о необходимости разделения эукариот на три царства – животных, грибов и растений. Эти новые предоставления не являются общепринятыми, но не лишены оснований.

Животные являются первично гетеротрофными организмами. Их клетки лишены плотной наружной оболочки. Обычно это подвижные организмы, но могут быть и прикрепленными. Запасные углеводы откладываются в виде гликогена.

Грибы также являются первично гетеротрофными организмами. Их клетки имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую их хитина, реже из целлюлозы. Обычно являются прикрепленными организмами. Запасные углеводы откладываются в виде гликогена.

Растения – это автотрофные организмы, иногда вторичные гетеротрофы. Их клетки обладают плотной стенкой, состоящей обычно из целлюлозы, реже – из хитина. Запасные вещества откладываются в виде крахмала.

Существование биосферы, круговорот веществ в природе связаны примитивные эукариоты – одноклеточные. Но в процессе эволюции развились многоклеточные растения, грибы и животные. Среди автотрофных организмов эволюция наивысшей степени достигла в типе покрытосеменных растений. Вершину эволюции гетеротрофных организмов составляет тип хордовых.

Вопрос 1. Введение в биологию
Вопрос 2. Методы биологических наук
Вопрос 3. Этапы развития биологии
Вопрос 4. Роль биологии в системе медицинского образования
Вопрос 5. Обмен веществ и энергии
Вопрос 6. Раздражимость
Вопрос 7. Репродукция. Наследственность и изменчивость
Вопрос 8. Индивидуальное развитие
Вопрос 9. Неклеточные формы жизни
Вопрос 10. Клеточные формы жизни
Вопрос 11. Учение об организации живого
Вопрос 12. Молекулярный клеточный тканевый уровни
Вопрос 13. Организменный уровень и популяционно-видовой уровни. Биоценотический и биосферный уровни
Вопрос 14. Клетка как структурная единица. Строение клетки. Общие вопросы
Вопрос 15. Эукариотические и прокариотические клетки
Вопрос 16. Вирусы
Вопрос 17. Цитоплазма. Рибосомы и плазмиды
Вопрос 18. Мембраны, их молекулярная структура
Вопрос 19. Плазматическая мембрана
Вопрос 20. Эндоплазматический ретикулум (ЭР)
Вопрос 21. Система Гольджи
Вопрос 22. Пузырьки, эндо– и эктоцитоз
Вопрос 23. Лизосомы

Все живое разделено на 2 империи — клеточные и неклеточные формы жизни. Основными формами жизни на Земле являются организмы клеточного строения. Этот тип организации присущ всем видам живых существ, за исключением вирусов, которые рассматриваются как неклеточные формы жизни.

Неклеточные формы

К неклеточным организмам относятся вирусы и бактериофаги. Остальные живые существа являются клеточными формами жизни.

Неклеточные формы жизни являются переходной группой между неживой и живой природой. Их жизнедеятельность зависит от эукариотических организмов, они могут делиться только проникнув в живую клетку. Вне клетки неклеточные формы не проявляют признаков жизни.

В отличие от клеточных форм, неклеточные виды имеют только один вид нуклеиновых кислот — РНК или ДНК. Они не способны к самостоятельному синтезу белков из-за отсутствия рибосом. Также в неклеточных организмах отсутствует рост и не происходят обменные процессы.

Вирусы настолько малы, что лишь в несколько раз превышают размеры крупных молекул белков. Величина частиц разных вирусов находится в пределах 10-275нм. Они видны только под электронным микроскопом и проходят через поры специальных фильтров, задерживающих все бактерии и клетки многоклеточных организмов.

Впервые их открыл в 1892 г. русский физиолог растений и микробиолог Д. И. Ивановский при изучении болезни табака.

Вирусы являются возбудителями многих болезней растений и животных. Вирусными болезнями человека являются корь, грипп, гепатит (болезнь Боткина), полиомиелит (детский паралич), бешенство, желтая лихорадка и др.

Под электронным микроскопом разные виды вирусов имеют вид палочек и шариков. Отдельная вирусная частица состоит из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), свернутой в клубок, и молекул белка, которые располагаются вокруг нее в виде своеобразной оболочки.

Вирусы не могут самостоятельно синтезировать нуклеиновые кислоты и белки, из которых они состоят.

Процесс размножения вирусов

Размножение вирусов возможно только при использовании ферментативных систем клеток. Проникнув в клетку хозяина, вирусы изменяют и перестраивают ее обмен веществ, в результате чего сама клетка начинает синтезировать молекулы новых вирусных частиц. Вне клетки вирусы могут переходить в кристаллическое состояние, что способствует их сохранению.

Вирусы специфичны — определенный вид вируса поражает не только конкретный вид животного или растения, но и определенные клетки своего хозяина. Так, вирус полиомиелита поражает только нервные клетки человека, а вирус табачной мозаики — только клетки листьев табака.

Бактериофаги (или фаги) являются своеобразными вирусами бактерий. Они были открыты в 1917 г. французским ученым Ф. д’Эрелем. Под электронным микроскопом они имеют форму запятой или теннисной ракетки размером около 5нм. Когда частица фага прикрепляется своим тонким отростком к бактериальной клетке, ДНК фага проникает в клетку и вызывает синтез новых молекул ДНК и белка бактериофага. Через 30-60мин бактериальная клетка разрушается и из нее выходят сотни новых частиц фага, готовых к заражению других бактериальных клеток.

Раньше считали, что бактериофаги могут быть использованы для борьбы с болезнетворными бактериями. Однако оказалось, что фаги, быстро разрушающие бактерии в пробирке, неэффективны в живом организме. Поэтому в настоящее время они применяются в основном для диагностики болезней.

Клеточные формы

Клеточные организмы делятся на два надцарства: прокариоты и эукариоты. Структурной единицей клеточных форм жизни является клетка.

Прокариоты имеют простейшее строение: отсутствует ядро и мембранные органоиды, деление идет путем амитоза, без участия веретена деления. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии.

Эукариоты — это клеточные формы, имеющие оформленное ядро, которое состоит из двойной ядерной мембраны, ядерного матрикса, хроматина, ядрышек. Также в клетке находятся мембранные (митохондрии, пластинчатый комплекс, вакуоли, эндоплазматический ретикулум) и немембранные (рибосомы, клеточный центр) органеллы. ДНК у представителей клеточных форм находится в ядре клетки, в составе хромосом, а также в клеточных органоидах, таких как митохондрии и пластиды. Эукариоты объединяют растительный, животный мир и Царство грибов.

Сходство между клеточными и не клеточными видами заключается в наличии специфического генома, способности эволюционировать и давать потомство.

Клеточная теория

Открытие и изучение клетки стало возможным благодаря изобретению микроскопа и усовершенствованию методов микроскопических исследований. Первое описание клетки было сделано в 1665 г. англичанином Р. Гуком. Позже стало ясно, что он открыл не клетки (в современном понимании этого термина), а только наружные оболочки растительных клеток.

Прогресс в изучении клетки связан с развитием микроскопирования в XIX в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма. В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки — ядро. Накопленные многочисленные наблюдения о тончайшем строении и развитии тканей и клеток позволили подойти к обобщениям, которые были сделаны впервые в 1839 г. немецким биологом Т. Шванном в виде сформулированной им клеточной теории. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой. Дальнейшее развитие и обобщение эти представления получили в работах немецкого патолога Р. Вирхова.

Клеточная теория

Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие эмбриологии, гистологии и физиологии. Она дала основу для материалистического понимания жизни, для объяснения эволюционной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития.

Основные положения клеточной теории сохранили свое значение на сегодняшний день, хотя более чем за 100 лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток.

В настоящее время клеточная теория постулирует:

Клетка — элементарная единица живого;
клетки разных организмов гомологичны по своему строению;
размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненных и связанных между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Читайте также: