Какое заболевание у растений вызывают вирусы мучнистую росу мозаичная болезнь табака

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 18.09.2024

Бактерии, вызывающие заболевания растений, называются фитопатогенными. Они обладают различной степенью патогенности и относятся к различным родам: Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas, Agrobacterium, Pectobacterium, Rhizobium и др. (таблица 1).

Заболевания растений, вызываемые бактериями, называются бактериозами, которые подразделяются на 3 группы:

общие или сосудистые

При общем поражении возбудитель проникает в сосудистую систему корней, болезнь сопровождается увяданием листьев, стеблей и приводит к гибели растения. Типичный пример сосудистого бактериоза – кольцевая гниль картофеля.

При паренхиматозных поражениях бактерии проникают в ткани, где с помощью особых ферментов приводят к мацерации и отслаиванию тканей растения.

Опухолевые образования на растениях бывают раковые и туберкулезные. При раковых опухолях наблюдается разрастание ткани, при туберкулезных – в разрастающейся ткани образуются полости, заполненные бактериальной слизью.

Таблица 1. Основные фитопатогенные бактерии

E. amylovora

Pseudomonas

Xanthomonas

X. heterocea

Corynebacterium

C. insidiosum,

Pectobacterium

P. phetophtorum,

R. legyminosorum

Agrobacterium

A. tumefaciens

Наблюдаются и смешанные типы поражения растений. В пораженных растениях нарушается нормальный ход физиологических процессов и, прежде всего, фотосинтез и дыхание. Нарушаются также углеводный и белковый обмены. Все это в конечном итоге приводит к снижению продуктивности растений и их гибели. Изменение химического состава тканей растений и снижение содержания активных веществ приводит к невозможности использования их в качестве сырья для приготовления лекарственных средств.

Растения могут поражаться не только бактериями, но и грибами, и вирусами.

К микофитозам относятся гнили, фузариозы, аскохитозы и другие болезни (таблица 2).

Таблица 2 Фитопатогенные грибы

черная гниль яблок

Увядание (вилт) хлопчатника, томатов, картофеля, капусты

Головня и ржавчина зерновых культур

Некоторые поражения стеблей и листьев

К вирусным инфекциям относятся мозаичная болезнь, карликовость, желтуха, увядание. Они могут быть локальными и системными.

Фитопатогенные вирусы вызывают более 20% болезней растений. Основные – представители семейства Reoviridae, родов Phytoreovirus и Fujivirus.

По способу внедрения в организм вирусные заболевания относятся к раневым инфекциям, крайним проявлением которых является некроз. Исключение – инфицирование растений-паразитов, в ткани которых вирус проникает при объединении его проводящих путей и инфицированного хозяина.

Распространение в организме происходит от клетки к клетке по плазмодесмам при участии элементов цитоскелета со скоростью 1 мм в день или медленнее. При попадании в проводящие ткани распространяются со скоростью 2,5 см в минуту. Степень генерализации процесса зависит от свойств вируса и самого растения-хозяина.

Проявления болезней растений

По совокупности анатомических и физиологических изменений определяют тип болезни растений:

Камеде-, смоло-, слизетечения. Чаще вызывают бактерии рода Erwinia и грибы (Ascomycetes), наблюдают у лиственных и хвойных деревьев.

Сухая и мокрая гниль. Размягчаются и разрушаются отдельные участи тканей растения за счет деятельности бактерий (род Pectobacterium) и грибов (Ascomycetes и несовершенные грибы).

Мучнистая роса. На листьях и побегах возникает белый налет, который является следствием размножения грибов (Ascomycetes).

Пожелтение, увядание, засыхание. Чаще всего вызывают грибы (Fungi imperfecti), реже бактерии (род Corynebacterium), может носить неинфекционный характер.

Чернь. На листьях и побегах появляется черная пленка вследствие развития грибов, бактерий рода Erwinia.

Ожог. Листья, молодые побеги, цветы, плоды буреют, чернеют. Возбудителями ожога являются бактерии рода Erwinia.

Пятнистость. Некоторые бактерии (род Pseudomonas), грибы (класс Ascomycetes и несовершенные грибы), вызывают образование разного цвета, формы, размеров пятен на листьях, плодах, семенах.

Опухоли. Местное увеличение ствола, ветвей, корней, корневищ в виде наростов, вздутий, утолщений за счет гиперплазии клеток. Эти заболевания вызывают бактерии (род Agrobacterium), грибы.

Язвы. Проявляются в виде углублений, часто окруженных наплывом. Вызываются бактериями (род Erwinia), грибами, механическими повреждениями.

Мозаика листьев. На листьях появляются бледно окрашенные пятна, чередующиеся с нормально окрашенными участками. Вызывается вирусами (вирус мозаичной болезни табака).

Деформации. Проявляются в изменении формы органов (искривление побегов, курчавость листьев, карликовость) вследствие поражения грибами (Ascomycetes и несовершенные грибы), вирусами (семейство Reoviridae).

Источники заражения растений – вода, почва, воздух, насекомые, семена. Особенно большую опасность представляют последние, а также посадочный материал и оставшиеся в почве пораженные растения. Все это составляет основной резервуар фитопатогенных бактерий, которые служат не только местом хранения возбудителя, но и средством его распространения. Заражение семян происходит либо при уборке урожая, либо во время роста растения, когда бактерии проникают в семена с больных органов растений. С семян и клубней бактерии переходят на растения различными путями: по сосудам, могут выноситься на поверхность почвы с оболочкой семян и поражать листья. Большую роль в распространении фитопатогенных бактерий играют насекомые. Они инфицируют растения при поедании, через экскременты или при кладке яиц. Однако следует отметить, что в почве фитопатогенные микроорганизмы не могут длительно существовать из-за антагонизма эпифитных бактерий, грибов, актиномицетов.

В растения бактерии проникают через естественные (устьица, нектарники, чечевички) или искусственные ходы (ранки, царапины).

Факторами вирулентности фитопатогенных бактерий являются токсины и ферменты. Токсины взаимодействуют с клеточными ферментами растений, инактивируют их, в результате чего клетки отмирают. Под действием целого ряда ферментов (пектолитических, протеолитических, целлюлолитических) происходит расщепление веществ клеточной стенки растений, в результате этого возбудители свободно проникают в клетки и разрушают их.

Однако растения обладают защитными механизмами от поражения фитопатогенными бактериями:

образуют биологически активные вещества – фитонциды, разрушающие токсины бактерий;

имеют высокую кислотность растительного сока, что подавляет развитие возбудителей;

антагонизм эпифитных микроорганизмов;

Меры борьбы с бактериозами

дезинфекция (протравливание) семян и посадочного материала (черенков, саженцев), дезинфекция почвы,

смена культур в севообороте,

своевременный сбор урожая и уничтожение растительных остатков после него, выведение иммунных сортов растений.

Дезинфекция проводится различными способами: химическим, физическим и биологическим. При химическом способе используют водный раствор формалина 1:90, слабый раствор сулемы 1:1000, гранозан и др. Физический способ включает прогревание семян при температуре до 60°С в течение 10-20 мин. При биологическом проводится их обработка бактериофагами, фитонцидами, антибиотиками.

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Лекция 4 Классификация болезней растений.

1 . Симптомы болезней растений.

Под болезнью растения понимается нарушение нормальных физиологических функций, возникающее под влиянием фитопатогена (возбудителя болезни) или неблагоприятных условий среды и приводящее растение к снижению продуктивности или полной гибели.

Среди нарушений обмена веществ, приводящих к заболеваниям, можно отметить: нарушение фотосинтеза, дыхательных процессов, нарушение синтеза строительных и запасных веществ, транспортировки воды и питательных веществ; нарушение синтеза ростовых веществ.

Нарушения физиологических функций почти неизбежно влекут за собой анатомо-морфологические изменения, касающиеся строения и структуры тканей, роста и формы всего растения или отдельных его органов.

Наиболее частыми нарушениями строения и структуры тканей, происходящими под влиянием патогена, являются:

1) гипертрофия (увеличение размера и изменение формы клеток);

гипоплазия (уменьшение количества и размера клеток);

некроз (отмирание отдельных клеток или участков ткани);

мацерация (размягчение и распад тканей).

Для практических целей диагностики болезней растений по внешним признакам (симптомам) их группируют в следующие типы.

Отмирание тканей или некрозы

Для этого типа характерно отмирание участка тканей, которое приводит к образованию пятен различной формы, величины и окраски. Пятна могут быть расплывчатые (фитофтороз), ограниченные (бактериальная угловатая пятнистость листьев огурца). Образование пятна может быть как результатом непосредственного разрушающего воздействия на пораженный участок ткани, так и следствием защитной реакции организма на внедрение паразита (образование некротического барьера локализует дальнейшее распространение патогена). Отмирание тканей у корнеклубнеплодов приводит к образованию разнообразных гнилей. Гнили могут быть мокрыми (мокрая бактериальная гниль клубней картофеля), сухими (фузариозная сухая гниль картофеля), с налетом (белая гниль).

Налеты – проявляются в виде мучнистого налета на поверхности листьев и других органов растений. В большинстве случаев налет состоит из спороношения гриба или из мицелия паразита (у настоящих мучнистых рос) налет может быть белым (мучнистая роса), серым (серая гниль овощей), темно-коричневым (чернь) и т.д.

Деформация – проявляется в виде изменения формы органов растений под влиянием патогена. Так, в результате жизнедеятельности некоторых грибов пораженные клетки отдельных органов растений усиленно делятся (гиперплазия) и увеличиваются в размере (гипертрофия), что приводит к образованию наростов или опухолей (кила капусты, рак картофеля).

Увядание – характерно для заболеваний общего типа и связано с поражением корневой или сосудистой системы растений (кольцевая гниль картофеля, бактериальный рак томата и др.). Увядание чаще всего является следствием закупорки сосудистой системы возбудителем болезни или некроза стенок сосудов под влиянием токсинов, выделяемых возбудителем болезни.

Разрушение пораженной ткани с образованием спор отмечается при поражении твердой, пыльной и другими видами головни злаков, головней лука.

Хлороз и мозаика – пожелтение или посветление листьев (хлороз) или отдельных участков листа (мозаика) - являются следствием нарушения деятельности хлоропластов и низкого содержания хлорофилла в листьях. Однако сходные между собой признаки (симптомы) поражения, могут быть вызваны иногда разными причинами. Так, хлороз может быть как неинфекционным, связанным с дефицитом доступных для растения форм железа в почве, так и инфекционным, вызванным вирусом или микоплазмой.

Существует несколько типов классификации болезней растений:

по возбудителям (вирозы, бактериозы);

по культурам (болезни злаков, картофеля);

по месту проявления болезни – местные (локальные) и общие (диффузия);

по симптомам (проявление болезни)- пятнистости, гнили;

по возрасту или фазе развития растений (болезни семян, всходов, взрослых растений);

по органам растений (болезни листьев, плодов);

по продолжительности течения (острые и хронические болезни).

Наиболее удобна классификация болезней растений по этимологическому принципу, то есть в зависимости от причин, вызывающих заболевание. По этой классификации все болезни растений разделяют на две группы:

К неинфекционным относят дистрофические болезни, связанные с нарушением питания – азотное, фосфорное, калийное, борное, медное голодание и т.д. болезни, вызванные неблагоприятными температурами, водным и световым режимами; болезни, связанные с вредными примесями в воздухе, воде, почве; лучевые болезни и наследственные или хромосомные болезни.

К инфекционным относят вирусные (вирозы), бактериальные (бактериозы), актиномицетные (актиномикозы), грибные (микозы), болезни, вызываемые водорослями (альгозы), цветковыми паразитами (антофитозы).

Неинфекционные болезни растений. Болезни голодания

Недостаток азота проявляется в виде хлороза листьев, затем желтовато-зеленая окраска усиливается, начинают появляться некрозы (всегда с нижних листьев). Растение отстает в росте.

Дефицит азота устраняется подкормками растений аммиачной селитрой, птичьим пометом или навозной жижей.

Фосфорное питание растений улучшается при известковании кислых почв и при внесении фосфорных удобрений. В засушливых зонах с дефицитом фосфора нужно высаживать ранние и среднеранние сорта, чтобы они заканчивали вегетацию до засушливого периода.

Калийное голодание растений может усиливаться при избыточном внесении в почву кальция и магния. Увеличивается потребность в калийных удобрениях при известковании кислых почв.

Недостаток железа может вызывать своеобразное обесцвечивание листьев – хлороз, это связано как с недостатком железа в почве, так и в случае, когда оно находится в формах, недоступных для растений, в зонах со щелочными, карбонатными почвами.

Хлороз, однако, может быть вызван не только недостатком железа, но и магния, марганца, серы, нарушениями азотного питания. Поэтому прежде всего необходимо установить причины этого заболевания и разработать соответствующие мероприятия.

Большое значение в явлении хлороза имеют свойства корневой системы растения и условия его произрастания. Так, кислые корневые выделения таких растений как люцерна, клевер, донник, гречиха переводят железо из связанного в растворимое состояние. Хорошие результаты дает внесение в почву в конце августа, сентябре железного купороса или железных опилок.

Недостаток меди может вызвать частичный хлороз листьев, особенно молодых, потерю ими тургора, увядание, задержку образования стеблей и семян. Недостаток меди наиболее характерен для торфяных и песчаных (кислых) почв. В наибольшей степени подвержены медному голоданию зерновые культуры – пшеница, ячмень, овес.

Опрыскивание деревьев 0,05%-ным раствором медного купороса или внесение его в почву способствует устранению этого заболевания.

Недостаток бора отмечается чаще на карбонатных или заболоченных почвах, на кислых почвах проявляется главным образом после их известкования и в сухую жаркую погоду. Особенно чувствительны к недостатку бора свекла, лён, подсолнечник, цветная капуста.

Болезни, вызываемые неблагоприятными температурами воздуха и почвы.

Простудное состояние может быть у клубней картофеля, у корнеплодов свеклы. При быстром охлаждении корнеплодов свеклы (например, при оставлении во время уборки урожая выкопанного картофеля или свеклы на ночь в поле) снижается естественная активность защитных веществ типа фитонцидов и такие корнеплоды плохо хранятся.

Истекание зерна связано с действием сочетания длительной дождливой погоды и высокой температуры в конце молочной – начале восковой спелости зерна и сопровождается выделением медвяной росы. Влажная и жаркая погода в конце молочного состояния – начале восковой спелости зерна резко изменяет ферментативные процессы в зерне. Вместо синтеза преобладают процессы гидролиза. Крахмал, уже отложившийся в эндосперме, переходит в растворимое состояние, происходит накопление сахаров. В результате резкого увеличения осмотического давления внутри зерна в него засасывается много воды, клеточные стенки разрываются и сахаристая жидкость выходит наружу через трещины и поры.

Вымокание наблюдается весной в низких местах на тяжелых почвах, где долго стоит талая вода. Застой воды нарушает дыхание молодых растений и приводит к большой трате сахаров. Воздух не проникает к корням, и растения погибают.

Нерегулярная обеспеченность растений водой – одна из основных причин заболевания плодов томата, известного под названием вершинной гнили.

К этой группе относятся болезни, вызванные ядовитыми для растений соединениями, находящимися в воздухе, почве, воде (пестициды, завышение доз, несоблюдение сроков обработок, в том числе последней обработки, дым заводов и фабрик).

Инфекционные болезни растений

К инфекционным относят болезни, способные распространяться от растения к растению. Возбудителями инфекционных болезней могут быть:

Инфекционная болезнь (паразитарная болезнь) – это заболевание, вызываемое патогенным микроорганизмом (возбудитель болезни). Основной признак инфекционной болезни – способность передаваться от больных растений к здоровым [5] .

Теофраст (ок. 372–287гг. до н. э.)

Классификация инфекционных болезней

Инфекционные заболевания подразделяются в зависимости от вида возбудителя болезни. Различают:

Вирусные болезни растений (мозаичные болезни, желтухи, болезни увядания, карликовость, пролиферация, закукливание) [1] .
Бактериальные болезни растений или бактериозы (рак растений, черная ножка картофеля, различные виды бактериальных гнилей, бактериальный ожог плодовых деревьев) [1] .
Грибные болезни растений или микофитозы (ржавчина, головня, мучнистая роса, фузариоз, гниль, цитоспороз, аскохитоз) [1] .
Актиномикозы – возбудители актиномицеты (парша картофеля) [1]
Альгофитозы – возбудители паразитические водоросли [1] .
Антофитозы – возбудители паразитические и полупаразитические цветковые растения (заразиха, повилика, омела, очанка) [1] .
Гельминтофитозы – возбудители паразитические нематоды (нематоды галловые (галлообразующие), нематоды настоящие шишкоиглые, нематоды разнокожие) [1] .
Энтомофитозы – возбудители паразитические насекомые (филлоксера, кровяная тля) [1] .
Арахнофитозы – возбудители паукообразные, в основном растительноядные клещи (обыкновенный паутинный клещ, бурый плодовый клещ, клещ красный плодовый, галловый сливовый клещ) [1] .

Гельминтофитоз – поражение клубники
нематодой Рисовый афеленх

Патогенез инфекционной болезни растения

Патогенез – совокупность последовательного развития процессов, определяющих механизмы возникновения и развития болезни [1] .

Особенности патогенеза определяются несколькими факторами: свойствами возбудителя, восприимчивостью растений, условиями окружающей среды. В патогенезе инфекционных болезней растений различают следующие фазы:

Прединфекционная фаза – инфекционное начало (споры, мицелий) с капельножидкой влагой опадают на различные органы растения и при благоприятных условиях через устьица, поранения или другими способами внедряются в ткани растений. В некоторых случаях фитопатогены размножаются и развиваются на уже отмерших растениях в непосредственной близости от растения-хозяина и оттуда внедряются в живые растительные ткани [1] .
Заражение – процесс проникновения возбудителя заболевания в растительные клетки [1] .
Инкубационный период – процесс скрытого развития патологических процессов от заражения до проявления внешних симптомов[1] .
Послеинкубационная фаза – характеризуется усилением симптомов, возрастанием интенсивности заражения, массовым поражением растений. Заканчивается выздоровлением или гибелью растения [1] .

Сорта садового помидора (Solanum lycopersicum)
различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.

Сорта садового помидора (Solanum lycopersicum)
различные по иммунитету
к заболеванию фузариозне увядание.

Защитная реакция растений

Защитная реакция растения – реакция, возникающая в ответ на внедрение фитопатогена в живые ткани растения, направленная на ограничение и подавление инфекции [2] .

Внедрение возбудителя вызывает у растений усиление активности окислительных ферментов, увеличение количества и активности фитонцидов. Это выражается в опробковении клеточных стенок, отмирании и выпадении вместе с инфекционным началом возбудителя заболевания зараженных клеток. В следствии отдельные группы клеток вокруг первичного очага инфекции, а в некоторых случаях и все растение в целом приобретают повышенную устойчивость к действию фитопатогена. Если возбудитель заболевания не способен преодолеть сопротивление тканей, то поражение ограничивается небольшим пятном хлоротичной или отмершей ткани [1] .

Иммунитет растения

Другими словами, иммунитет растений – это невосприимчивость к болезни при непосредственном контакте с возбудителем в благоприятных для заражения условиях. Различные степени проявления иммунитета называют устойчивостью [6] .

Иммунитет растений, точнее его повышение и укрепление, является важной научной проблемой, тесно связанной с практическими вопросами сельского хозяйства. Один из самых надежных и эффективных путей защиты растений – использование устойчивых к вредным организмам сортов. На посевах таких сортов снижается необходимость использования фунгицидов иинсектицидов. Полное обеспечение страны устойчивыми сортами увеличит общую урожайность на четверть. Учение об иммунитете является теоретической основой селекции растений на устойчивость к инфекционным заболеваниям [6] .

Различают следующие виды растительного иммунитета:

1.Врожденный или естественный – присущее данному сорту (виду) свойство не поражаться каким-либо заболеванием, передающееся по наследству. Врожденный иммунитет подразделяют на:

активный – свойство растения активно реагировать на внедрение паразита;
пассивный – совокупность свойств растения позволяющих препятствовать внедрению паразита в ткани растения-хозяина и развитию в них, существующих независимо от свойств фитопатогена[6] .

2. Групповой иммунитет – устойчивость к разным возбудителям [6] .

3. Комплексный иммунитет – устойчивость к различным болезням и вредителям [6] .

4. Приобретенный (индуцированный) иммунитет – свойство растения, возникающее в процессе отнтогенеза под влиянием перенесенной болезни или воздействия на растение различными приемами, в частности веществами – индукторами устойчивости [6] .

В ХVII столетии в семье голландского ремесленника Левенгука родился мальчик. Его назвали Антоний. Он стал галантерейщиком, когда вырос. Но всю жизнь Антоний увлекался шлифовкой увеличительных стекол. В этом деле он достиг необычайных успехов. Его двояковыпуклые линзы давали четкие, ясные изображения с увеличением до 300 раз. Это гораздо больше, чем можно было получить с помощью доступных тогда двухлинзовых микроскопов.

С помощью своих линз Левенгук увидел многое, до того невидимое. Он смог увидеть даже бактерии – им описаны бациллы, кокки и спириллы. Способ изготовления линз Левенгук держал в секрете, поэтому вновь увидеть бактерии ученые смогли лишь в XIX в., когда научились делать хорошие микроскопы. Работы Левенгука открыли путь к исследованиям нового мира – мира микроорганизмов.

Почти детективная история

. Его имя в науке о вирусах следует рассматривать почти в том же свете, как имена Пастера и Коха в бактериологии. Имеются все основания считать Ивановского отцом новой науки – вирусологии.

У.Стэнли

В 1887 г. в Крыму плантации табака поразила неизвестная болезнь: листья растений покрывались сложным абстрактным рисунком, растекавшимся по листу, словно краска, переливающаяся с одного листа на другой, от одного растения к другому. Сельское хозяйство несло большие убытки.

На место происшествия был направлен выпускник Санкт-Петербургского университета Д.И. Ивановский. Молодой ученый решил выяснить, какая бактерия вызывает болезнь табака. Надо отметить, что расцвет микробиологии пришелся на конец XIХ столетия. Микроскоп есть, методы приготовления и окраски препаратов известны. Стало быть, доказать микробную природу поражения будет нетрудно. Однако задача оказалась весьма не простой.

Д.И. Ивановский

Просмотр огромного количества препаратов, приготовленных из экстрактов больных листьев, не принес удачи. Не удалось получить ответ на вопрос: есть ли микробы в экстрактах из пораженных листьев? В то же время при заражении здоровых листьев соком из больных (инъекции в толщу здоровых листьев) результат был всегда одинаковым: здоровые листья заболевали через 10–15 дней. Это напоминало инкубационный период, свойственный любой инфекции, в течение которого микробы, размножаясь, проникают внутрь организма и вызывают заболевание. Но прямого доказательства не было.

Лист, пораженный вирусом табачной мозаики

Ивановский фильтрует сок из больных листьев через этот фильтр. Идея проста, профильтрованный сок не должен содержать микробов. И, следовательно, не сможет заразить здоровые листья табака. Но к изумлению исследователя, при нанесении капли абсолютно прозрачной жидкости на здоровые листья на них появляется характерный абстрактный рисунок, т.е. развивается болезнь. Вывод один – в отфильтрованном соке растения есть неизвестные микробы – возбудители мозаичной болезни табака (ВТМ).

Рисунок Ивановского, изображающий вирусные кристаллы и аморфные вирусные включения в клетках мозаичного табака

Микрофотографии разных вирусов

Однако вирусы по-прежнему оставались неуловимыми и загадочными, ведь они крайне малы, их невозможно увидеть в световом микроскопе. Вот и получилось, что вирусы стали одними из первых биологических объектов, исследованных с помощью электронного микроскопа после его изобретения в 30-х гг. ушедшего столетия.

Империя вирусов

И задом наперед, совсем наоборот.
Если бы это было так,
это бы еще ничего, а если бы ничего,
оно бы так и было, но так как это не так,
так оно и не этак! Такова логика вещей.

Строение вируса табачной мозаики

Свойства вирусов

Вирусы – мельчайшие живые организмы. Их размеры меньше половины длины световой волны, поэтому их измеряют в нанометрах (1 нм = 10-9 м). Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм. Вирусы не способны расти на искусственных питательных средах и развиваются только в живых клетках.

Таким образом, два критерия, по которым вирусы были ранее выделены среди микроорганизмов, потерпели фиаско. Возникают вопросы: кто или что такое вирусы и чем они отличаются от других представителей микромира?

Вирусы устроены довольно просто. Самые простые состоят из нуклеиновых кислот и белков. Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет у других форм жизни. Как известно, у растений и животных генетический аппарат состоит из двухнитчатой ДНК, а РНК, выполняющая роль переносчика информации, всегда однонитчатая. У вирусов же природа будто бы опробовала все возможные варианты нуклеиновых кислот: одно- и двухнитчатая РНК, одно- и двухнитчатая ДНК. При этом ДНК может быть либо линейной, либо замкнутой в кольцо.

ДНК или РНК составляют сердцевину вируса, окруженную защитной белковой оболочкой – капсидом. Полностью сформированная вирусная частица называется вирионом. Некоторые вирусы (герпеса или гриппа) имеют также липопротеидную оболочку, образующуюся из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы, в отличие от всех остальных организмов, не имеют клеточного строения.

Оболочка вируса часто может быть построена из повторяющихся идентичных субъединиц – капсомеров. Из них образуются структуры с высокой степенью симметрии. Эти структуры и способны кристаллизоваться, что и обнаружил Д.И. Ивановский. Это свойство вирусов использовали для изучения их строения методами кристаллографии, основанными на применении рентгеновских лучей, и электронной микроскопии.

Игра без правил

1. Для борьбы с инфекциями люди с давних пор использовали разные дезинфицирующие средства. Сравнительно недавно для этих целей применяли 3–5%-ный раствор фенола (карболку), убивающий все микроорганизмы, а для обеззараживания небольших ран – различные спиртовые настойки.

У вирусов все не так! Нуклеиновую кислоту вируса выделяют с помощью фенола и хранят в спирту!

2. Антибиотики, убивающие бактерии, безвредны для вирусов.

Схема 1. Гибридизация вирусов

Оказалось, что такие гибриды образуются и естественным путем, вызывая хронические вирусные болезни.

Архитектура вирионов

Вирионы – обычно симметричные тела, состоящие, как указано выше, из повторяющихся элементов – капсомеров. В основе строения вирионов, определяемого взаимодействиями белков между собой и с нуклеиновыми кислотами, лежат законы термодинамики, определяющие правильную кристаллообразную структуру вирионов. Эти структуры образуются в результате самосборки. Возможные ошибки во время этого процесса исправляются также в результате действия законов термодинамики. Кроме того, законы термодинамики объясняют и реконструкцию исходной структуры вириона при смешивании его отдельных составных частей.

Вирионы разных вирусов:
а–вирус оспа-вакцины; б–вирус простого герпеса человека,
в–вирус гепатита В, г–аденовирус человека, д–вирус гриппа,
е–вирус гепатита А, ж–бактериофаг лямбда

Сложные вирусы – вирусы гриппа и парагриппа, рабдовирусы, вирус оспы и бактериофаги (вирусы, поражающие бактерии). Вирус оспы – гигант среди вирусов.

Строение бактериофага

Эволюционное происхождение вирусов

Читайте также: