Ботаніка - Б.Є. Якубенко 2017

Частина друга. Система органічного світу
Розділ V. Система органічного світу
5.1. ЦАРСТВО ВІРУСИ (VIRA)

Це царство включає лише один відділ — Віруси (Virophyta). До нього належать найдрібніші доклітинні організми, які не мають клітинної будови і власного обміну речовин. Єдиною ознакою їх належності до живого є здатність розмножуватись, передавати спадкові ознаки з покоління в покоління, змінюватись під впливом різноманітних умов.

Віруси рослин були відкриті у 1892 р. Дмитром Івановським за вивчення мозаїчної хвороби тютюну. Але будову вірусів було відкрито пізніше, завдяки електронній мікроскопії і можливості досліджувати їх у живих клітинах, бо на штучному живильному середовищі віруси не відтворюються — це внутрішньоклітинні паразити, які складаються з білкової оболонки — капсиди, під якою знаходиться НУКЛЕЇНОВІ КИСЛОТИ, причому нуклеїнова кислота може бути лише одна: або РНК або ДНК, тоді як інші організми у своїх клітинах містять обидві нуклеїнові кислоти. Хімічна природа вірусів була встановлена в 30-х роках ХХ сторіччя. У 1935 р. американський учений У.Стенлі довів, що вірус мозаїчної хвороби тютюну містить 94 % білку, а в 1936 р. англійські вчені Ф.Боуден і Н.Пірі показали, що у складі цього віруса міститься 6 % нуклеїнової кислоти.

За формою віруси бувають кулясті (віруси грипу), паличкоподібні (вірусна мозаїка тютюну), кубічні (віспа). Вірусні частки — вібріони складаються з нуклеїнової кислоти (РНК або ДНК), які і є носіями спадкових властивостей вірусів. У залежності від цього віруси класифікують на ДНК-ові і РНК-ові. Віруси, що викликають хвороби рослин містять РНК, комах — ДНК, а ті, що паразитують у клітинах тварин і людей, містять РНК, або ДНК. Білки зовнішньої оболонки виконують захисну функцію.

Окрім вірусів, виявлено і описано віроїди — нуклеїнові кислоти (РНК), що є збудниками хвороб рослин і не мають білкової оболонки, а також пріони - білкові молекули, що здатні викликати інфекцію у тварин.

Описано понад 3 тис. вірусів. Серед них є віруси, що паразитують лише на одному виді рослин (монофаги) і ті, які вражають різні види рослин (поліфаги).

Відмітними ознаками вірусів є такі: а) здатність кристалізуватись, перетворюючись на хімічну субстанцію, а потім знову відновлюватись, не втрачаючи своїх ознак; б) проникаючи у живу клітину, вірусна частка (віріон) звільняється від білкової оболонки, після чого біосинтетичними процесами клітини-господаря починає управляти генетична інформація, закодована у нуклеїновій кислоті віруса. У результаті Клітина синтезує нуклеїнові кислоти і білки віруса, а не власні. Нуклеїнова кислота віруса вкривається білковою оболонкою й утворює нові вірусні частки віріони, які проникають у сусідні здорові клітини та створюють генералізацію інфекції, викликаючи хворобу рослин чи тварин. Заражені вірусом клітини не відновлюються.

Віруси, які оселяються в клітинах бактерій, називають бактеріофагами, вони мають іншу будову: найчастіше бактеріофаг або фаг складається з призматичної головки, відростка, комірця, чохла, базальної пластинки і нитчастих структур. Нуклеїнова кислота зосереджена в головці. Бувають фаги, що складаються тільки з головки, або з головки і короткого відростка. Проникаючи в бактеріальну клітину, фаг викликає її руйнацію або лізис, продукуючи нові фагові частинки.

Віруси не можуть самостійно поширюватись, у цьому їм допомагають організми-посередники. Це можуть бути ґрунтові нематоди, гриби, попелиці, трипси, кліщі. Близько 50 видів вірусів переносяться паразитичними бур’янами з роду повитиця, поширюючись від хворих рослин до здорових. Людина також сприяє поширенню вірусів рослин під час щеплення та обрізування дерев, пікірування розсади.

Віруси, що викликають хвороби тварин і людей, поширюються найчастіше крапельно-рідинним шляхом, через Укуси комах, через Кров від хворої людини до здорової (вірус СНІДу), у разі порушення санітарно-гігієнічних норм.

Значення вірусів і бактеріофагів. У житті людини віруси відіграють переважно негативну роль, викликаючи цілу низку хвороб. У рослин вони викликають мозаїчність і плямистість листків, різноманітні пухлини та гнилі. Найпоширенішими вірусними хворобами рослин є крапчаста мозаїка картоплі, смугаста мозаїка пшениці, штрихувата мозаїка ячменю тощо. За масового розмноження вірусів вони знищують до 50% урожаю.

У людини віруси викликають такі небезпечні хвороби: Грип, поліомієліт, енцефаліт, сказ, герпес, кір, вітряна віспа, СНІД. У тварин вони спричиняють ящур, сказ, ентерит і чуму собак, чуму курей та ін.

Деякі БАКТЕРІОФАГИ завдають шкоди різним мікробіологічним галузям, які спеціалізуються на виробництві кисломолочних продуктів, антибіотиків, вітамінів, добрив тощо.

Але є і позитивне значення вірусів: деякі з них застосовують для біологічних методів боротьби зі шкідниками лісів, зокрема сосновим й непарним шовкопрядом, рудим пильщиком. Бактеріофаги використовуються для боротьби з бактеріальною інфекцією.

У генній інженерії бактеріофаги застосовують для забезпечення синтезу гормонів, ферментів, інтерферонів, їх використовують як моделі для експериментальних досліджень у молекулярній біології.

Відносно походження вірусів існує кілька гіпотез: неклітинна будова вірусів є свідченням їх реліктовості, вони є етапом еволюції хімічних структур за перетворення їх у живі клітини; за іншими гіпотезами простота будови вірусів вторинна, вони є спрощенням генома паразитичних бактерій, які втратили його значну частину. Деякі вчені пов’язують походження вірусів з віроїдами, вважаючи, що набуття віроїдами здатності до реплікації РНК і привело до появи перших РНК-вірусів.

Запитання для самоконтролю

1. Хто з учених уперше описав віруси?

2. Яка будова вірусу?

3. Як розмножуються віруси?

4. Як поширюються віруси?

5. Назвіть вірусні хвороби рослин.

6. Яка роль вірусів?