Что изучает вирусология в биологии

Что изучает вирусология в биологии

  • В книжной версии

    Том 5. Москва, 2006, стр. 374-376

    Скопировать библиографическую ссылку:

    ВИРУСОЛО́ГИЯ (от ви­русы и …ло­гия), нау­ка об ин­фек­ци­он­ных аген­тах не­кле­точ­ной при­ро­ды – ви­ру­сах. В. яв­ля­ет­ся ча­стью био­ло­гии, а так­же со­став­ной ча­стью мед. и с.-х. на­ук – ме­ди­цин­ская, ве­те­ри­нар­ная, рас­ти­тель­ная В. Под­раз­де­ля­ет­ся так­же на об­щую и ча­ст­ную В. Об­щая В. изу­ча­ет фун­дам. про­бле­мы – струк­ту­ру и хи­мич. со­став ви­рус­ных час­тиц (ви­рио­нов), взаи­мо­дей­ст­вие ви­ру­сов с клет­кой и ор­га­низ­мом, их про­ис­хо­ж­де­ние и рас­про­стра­не­ние в при­ро­де, раз­ра­ба­ты­ва­ет клас­си­фи­ка­цию ви­ру­сов и др. Важ­ней­шим раз­де­лом об­щей В. яв­ля­ет­ся мо­ле­ку­ляр­ная В., ис­сле­дую­щая струк­ту­ру и функ­цию ви­рус­ных час­тиц, ме­ха­низ­мы экс­прес­сии ви­рус­ных ге­нов, мо­ле­ку­ляр­ную эво­лю­цию ви­ру­сов и др. Ча­ст­ная В. изу­ча­ет осо­бен­но­сти отд. се­мейств ви­ру­сов, раз­ра­ба­ты­ва­ет под­хо­ды к ле­че­нию и про­фи­лак­ти­ке ви­рус­ных ин­фек­ций.

    вирусология — вирусология … Орфографический словарь-справочник

    ВИРУСОЛОГИЯ — (от вирусы и . логия) наука о вирусах. Общая вирусология изучает природу вирусов, их строение, размножение, биохимию, генетику. Медицинская, ветеринарная и сельскохозяйственная вирусология исследует патогенные вирусы, их инфекционные свойства,… … Большой Энциклопедический словарь

    ВИРУСОЛОГИЯ — ВИРУСОЛОГИЯ, наука о ВИРУСАХ. Существование вирусов было установлено в 1892 г. русским ботаником Д. Ивановским, который обнаружил, что возбудитель болезни «табачная мозаика» может проходить сквозь фарфоровый фильтр, непроницаемый для БАКТЕРИЙ.… … Научно-технический энциклопедический словарь

    ВИРУСОЛОГИЯ — ВИРУСОЛОГИЯ, и, жен. Наука о вирусах. | прил. вирусологический, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    ВИРУСОЛОГИЯ — (от вирусы и . логия), наука о вирусах. Возникла в кон. 19 в. как ветвь микробиологии в связи с открытием Д. И. Ивановским в 1892 способности возбудителя мозаичной болезни табака проходить через фильтры, задерживающие бактерии. Позднее эти… … Биологический энциклопедический словарь

    Вирусология — наука о морфологии, физиологии, генетике, экологии и эволюции вирусов. Мед. В. исследует вирусы паразиты человека, их роль в этиологии и патогенезе инфекц. и опухолевых болезней, разрабатывает специальные методы д ки, способы этиотропной терапии… … Словарь микробиологии

    вирусология — сущ., кол во синонимов: 4 • биология (73) • инфрамикробиология (1) • медицина (189) … Словарь синонимов

    вирусология — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN virology The study of submicroscopic organisms known as viruses. (Source: MGH) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] Тематики охрана окружающей среды EN… … Справочник технического переводчика

    ВИРУСОЛОГИЯ — англ.virology нем.Virologie франц.virologie см. > … Фитопатологический словарь-справочник

    Вирусология — * вірусалогія * virology наука, изучающая вирусы и болезни, вызываемые этими вирусами … Генетика. Энциклопедический словарь

    Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского

    Учебно-методическое пособие для студентов биологического факультета

    Авторы-составители: Е. В. Глинская, Е. С. Тучина , С. В. Петров

    Вирусология. Методические материалы: Учеб.-метод. пособие для студ. биол. фак. / Авторы-сост. Е. В. Глинская, Е. С. Тучина, С. В. Петров.

    – Саратов, 2013. 84 с.: ил.

    Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с «Программой по вирусологии для студентов биологических факультетов университетов».

    Оно содержит теоретический материал, касающийся истории развития вирусологии, природы и происхождения вирусов, химического состава, морфологии и репродукции вирусов, разнообразия вирусов, патогенеза и лабораторной диагностики вирусных инфекций, особенностей противовирусного иммунитета. В конце пособия приведены план проведения лабораторных работ, словарь основных терминов и тестовые задания для самоконтроля.

    Для студентов биологического факультета, обучающихся по направлению подготовки 020400 «Биология».

    Рекомендуют к печати:

    Кафедра микробиологии и физиологии растений биологического факультета

    (Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского)

    Доктор биологических наук Л. В. Карпунина (Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова)

    © Е. В. Глинская, Е. С. Тучина,

    С. В. Петров, составление, 2013

    Современная вирусология – фундаментальная самостоятельная научная дисциплина. Объектом изучения вирусологии являются вирусы – ультрамикроскопические организмы, обладающие только одним типом нуклеиновой кислоты, лишенные собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и являющиеся абсолютными внутриклеточными паразитами.

    Вирусология занимается исследованием природы и происхождения вирусов, их химического состава, морфологии, механизмов размножения, биохимических и молекулярно-генетических аспектов их взаимоотношений с клеточными организмами, проблемами противовирусного иммунитета и разработкой мер и средств предупреждения, диагностики и лечения вирусных заболеваний.

    Актуальность вирусологии на настоящий момент не вызывает сомнений. Вирусы являются одними из главных возбудителей многих инфекционных и онкологических заболеваний человека, животных и растений. Вирусы представляют собой идеальный объект для молекулярных биологов и генетиков.

    Пособие предназначено для подготовки студентов к семинарским и практическим занятиям по курсу «Вирусология». В пособии рассмотрены теоретические вопросы общей вирусологии, представлен детальный план проведения практических работ, приведен перечень необходимой литературы, а также тестовые задания для самоконтроля.

    Хочется надеяться, что учебное пособие «Вирусология. Методические материалы» окажется полезным как студентам и преподавателям вузов, так и специалистам-вирусологам.

    Читайте также:  Когда начинают продавать зимние куртки

    Раздел 1. Вирусология как наука. История развития вирусологии. Природа и происхождение вирусов.

    ВИРУСОЛОГИЯ КАК НАУКА

    Вирусология – наука, изучающая природу и происхождение вирусов, особенности их химического состава, генетики, строения, морфологии, механизмов размножения и взаимодействия с клеточными организмами.

    Вирусология занимает важное место среди биологических наук. Велико ее теоретическое и практическое значение для медицины, ветеринарии и сельского хозяйства. Вирусные болезни широко распространены у человека, животных и растений; кроме того, вирусы служат моделями, на которых изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии. Изучение вирусов привело к пониманию тонкой структуры генов, расшифровки генетического кода, выявлению механизмов мутации.

    Современная вирусология включает следующие разделы:

    — общая вирусология, изучающая основные принципы строения и размножения вирусов, их взаимодействие с клеткой-хозяином, происхождение и распространение вирусов в природе.

    — частная (медицинская, ветеринарная и сельскохозяйственная) вирусология изучает особенности различных систематических групп вирусов человека, животных и растений и разрабатывает методы диагностики, профилактики и лечения вызываемых этими вирусами болезней.

    — молекулярная вирусология исследует молекулярно-генетическую структуру вирусов, строение и функции вирусных нуклеиновых кислот, механизмы экспрессии вирусных генов, процессы взаимодействия с клеткой, природу устойчивости организмов к вирусным заболеваниям, молекулярную эволюцию вирусов.

    ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ВИРУСОЛОГИИ

    Первые упоминания о вирусных болезнях людей и животных встречаются в дошедших до нас письменных источниках древних народов. В них, в частности, содержатся сведения об эпизоотиях бешенства у волков, шакалов и собак и полиомиелите в Древнем Египте (II–III тыс. лет до н. э.). О натуральной оспе было известно в Китае за тысячу лет до нашей эры. Давнюю историю имеет также желтая лихорадка, на протяжении столетий косившая первопроходцев в тропической Африке и моряков. Первые описания вирусных болезней растений относятся к живописной пестролепестности тюльпанов, которые уже около 500 лет выращивают голландские цветоводы.

    Началом становления вирусологии как науки можно считать конец XIX века. Работая над созданием вакцины против бешенства, Л. Пастер в 80-х гг. XIX века впервые применил термин «вирус» (от лат. «virus» – яд) для обозначения инфекционного агента. Пастер был первым, кто начал использовать лабораторных животных в работах по изучению вирусов. Он инокулировал материал, полученный от больных бешенством, в мозг кролика. Однако Пастер не делал различия между вирусами как таковыми и другими инфекционными агентами.

    Первым, кто выделил вирусы как самостоятельную группу инфекционных агентов, был русский учёный Д. И. Ивановский. В 1892 г. в результате собственных исследований он пришёл к выводу, что мозаичную болезнь табака вызывают бактерии, проходящие через фильтр Шамберлана, которые, кроме того, не способны расти на искусственных субстратах. Представленные данные о возбудителе табачной мозаики длительное время являлись критериями для отнесения возбудителей болезней к «вирусам»: фильтруемость через «бактериальные» фильтры, неспособность расти на искусственных средах, воспроизведение картины заболевания фильтратом, освобожденным от бактерий и грибов.

    В 1898 г. М. Бейеринк подтвердил и расширил исследования Д. И. Ивановского о вирусе табачной мозаики и сформулировал первую полноценную теорию о вирусах как о новом классе микроорганизмов и возбудителей болезней. Несмотря на то что многие зарубежные ученые приписывали ему открытие вирусов, М. Бейеринк признал приоритет Д. И. Ивановского.

    В последующие годы микробиологи и врачи установили вирусную этиологию многих антропонозных и зоонозных болезней. Так, уже в 1898 г. Ф. Леффлер и П. Фрош установили фильтруемость возбудителя ящура коров. Они первыми показали, что вирусы могут поражать не только растения, но и животных.

    Серия открытий новых вирусов пришлась на первое десятилетие XX века. Началась она с исследований У. Рида, установившего в 1901 г. вирусную природу тропической желтой лихорадки. У. Рид руководил исследованиями, в ходе которых было установлено, что вирус жёлтой лихорадки присутствует в крови больного в течение первых трёх дней заболевания и что он может передаваться при укусе комара; таким образом, впервые было показано, что вирусы могут передаваться насекомыми. Семь лет спустя, было доказано, что вирусными болезнями являются также полиомиелит (К. Ландштейнер и Э. Поппер), лихорадка денге (П. Ашбери и Ч. Крейч) и лейкоз кур (В. Эллерман и О. Банг). В 1911 г. Ф. Раус привел неопровержимые доказательства наличия в вытяжке тканей саркомы кур онкогенного вируса, способного вызывать опухоль у здоровых птиц. Благодаря исследованиям X. Арагана и Э. Пашена (1911–1917 гг.) была при-

    знана вирусная природа ветряной оспы. Одновременно с ними Т. Андерсон

    и Дж. Гольдберг установили вирусную этиологию кори.

    В 1915 г. Ф. Туортом были открыты вирусы бактерий. В 1917 г. независимо от него вирусы бактерий были открыты Ф. Д’Эрелем, который ввёл термин «бактериофаг».

    Читайте также:  Как узнать температуру видеокарты в windows 10

    Вторая волна открытий вирусов антропонозных болезней приходится на 30-е гг. прошлого века. В 1933 г. У. Смит, К. Эндрюс и П. Лейдлоу установили, что грипп вызывают не бактерии, а вирусы. К началу Второй мировой войны к вирусным болезням были причислены эпидемический паротит (К. Джонсон, Э. Гудпасчур, 1934 г.), японский летне-осенний комариный энцефалит (М. Хаяши, А.С. Смородинцев, 1934–1938 гг.), даль-

    М.П. Чумаков, В.Д. Соловьев и др., 1937 г.), краснуха (Д.

    1938 г.). Предположение

    о вирусной этиологии гепатитов

    в 1937 г. Г. Финдли и Ф. Мак -Каллум, а подтвердили это в экспериментах на обезьянах и людях-добровольцах в 1943–1944 гг. Д. Камерон, Ф. МакКаллум и В. Хавенс.

    Первый шаг в направлении описания молекулярной структуры вирусов был сделан в 1935 г., когда В. Стенли получил кристаллы вируса т а- бачной мозаики. Детально изучить тонкую структуру вирусов стало возможным в 50–60 гг. XX века после усовершенствования электронного микроскопа.

    В 1938 г. М. Тэйлор получил ослабленную живую вакцину против жёлтой лихорадки. Разработанная вакцина оказалась такой надёжной и эффективной, что используется до сегодняшнего дня. Она спасла миллионы жизней и послужила моделью для разработки многих последующих вакцин. Кроме того, Тейлор усовершенствовал и ввёл в систему использование в качестве восприимчивых животных мышей. В начале 30-х гг. кроме мышей стали использовать также куриные эмбрионы, т.е. появился ещё один источник тканей, чувствительных к заражению вирусами и способных поддерживать их размножение.

    По мере совершенствования экспериментальных систем развивались количественные методы исследований. Первый точный и быстрый метод подсчёта пораженных вирусом клеток был разработан в 1941 г., когда Г. Хирст продемонстрировал, что вирус гриппа вызывает агглютинацию эритроцитов.

    Развитию вирусологии способствовала разработка метода культур клеток. В 1949 г. в ключевом эксперименте Дж. Ф. Эндерса, Т. Х. Уеллера и Ф. С. Роббинса было показано, что культуры клеток способны поддерживать рост вируса полиомиелита. Это открытие возвестило о приходе эры современной вирусологии и послужило толчком к ряду исследований, которые в конечном итоге привели к выделению многих вирусов, вызывающих серьёзные заболевания у человека. В 50-е и 60-е гг. ХХ века были вы-

    делены некоторые энтеровирусы и респираторные вирусы, установлены причины большого числа болезней, вирусное происхождение которых до того момента лишь предполагали. Так, например, в 1953 г. М. Блумберг открыл вирус гепатита B и создал против него первую вакцину. В 1952 г. Р. Дюльбекко применил к вирусам животных метод бляшек.

    Открытие бактериофагов было оценено лишь в конце 30-х гг., когда вирусы бактерий начали использовать в качестве удобной модели для изучения взаимодействия вирус-клетка в генетических и биохимических исследованиях. В 1939 г. Э. Эллис и М. Дельбрюк выдвинули концепцию «одноэтапного цикла роста вируса». Эта работа заложила основы для понимания характера репродукции вирусов, заключающейся в сборке отдельных компонентов.

    Важные для молекулярной биологии открытия были сделаны при использовании в качестве объектов исследований вирусов животных. В 1970 г. Х. М. Темин и Д. Балтимор независимо друг от друга открыли у ретровирусов обратную транскриптазу, способную осуществлять синтез ДНК на матрице РНК. В 1976 г. Д. Бишоп и Х. Вармус обнаружили, что онкоген вируса саркомы Рауса присутствует также в геномах нормальных клеток животных и человека. В 1977 г. Р. Робертс и Ф. Шарп независимо друг от друга показали прерывистую структуру генов аденовирусов. В 1972 г. П. Берг создал первые рекомбинантные молекулы ДНК, построенные на основе кольцевого ДНК-генома вируса SV40 с включением генов фага λ и галактозного оперона Escherichia coli . Эта работа дала начало технологии рекомбинантных ДНК. В 1977 г. стала известна первая полная нуклеотидная последовательность генома биологического объекта: Х. Э. Сэнгер с сотрудниками определили нуклеотидную последовательность генома фага ØX174. В 1990 г. была осуществлена первая успешная попытка применения генотерапии в клинической практике: ребёнку, страдающему тяжёлым комбинированным иммунодефицитом, заболеванием, связанным с дефектом гена аденозиндезаминидазы, была введена нормальная копия гена с использованием вектора, построенного на основе генома ретровируса.

    В 50–60 гг. также проводились исследования по изучению нетипичных вирусных агентов. В 1957 г. Д. Гайдушек предположил, что болезнь куру вызывается одним из вирусов медленных инфекций. Однако только в 1982 г. была выявлена природа вирусов медленных инфекций («slow virus»), когда С. Прузинер продемонстрировал, что скрепи вызывается инфекционными белками, названными им прионами.

    В 1967 г. Т. О. Дайнер открыл вироиды, инфекционные агенты, представляющие собой кольцевые молекулы РНК, вызывающие заболевания у растений.

    Читайте также:  Position absolute width 100

    В последующие годы список открытых вирусов продолжал пополняться. В 1981 г. выделен вирус лейкемии Т-лимфоцитов человека – пер-

    вый вирус, для которого была достоверно установлена способность вызывать рак у человека.

    ПРИРОДА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИРУСОВ

    Представления о природе вирусов со времени их открытия претерпели значительные изменения.

    Д.И. Ивановский и другие исследователи того времени подчеркивали два свойства вирусов, позволившие выделить их в отдельную группу живых организмов: фильтруемость и неспособность размножаться на исскуственных питательных средах. Позже выяснилось, что эти свойства не абсолютны, так как были обнаружены фильтрующиеся формы бактерий (L-формы) и микоплазмы, не растущие на искусственных питательных средах и по размерам приближавшиеся к наиболее крупным вирусам (вирус оспы, мимивирус, мегавирус, пандоравирус).

    Внутриклеточный паразитизм вирусов также оказался не абсолютным критерием, отграничивающим их от остальных микроорганизмов. Внутриклеточными паразитами являются не только вирусы, но и некоторые бактерии и простейшие. А. Львовым был сформулирован основной критерий отличия вирусов от других организмов: генетический материал вирусов представлен одним из двух типов нуклеиновой кислоты – РНК или ДНК, тогда как другие организмы имеют оба типа нуклеиновых кислот. Однако этот критерий не является абсолютным. ДНК-содержащие вирусы в процессе своей репродукции синтезируют информационные РНК, а РНК-содержащие вирусы – ДНК.

    Абсолютным и основным критерием, отличающим вирусы от других форм жизни, является отсутствие у них собственных систем синтеза белка. Синтез вирусных белков осуществляется белок-синтезирующим аппаратом клетки. Вирусы вводят в клетку лишь свою генетическую информацию, которая успешно конкурирует с клеточной информацией, несмотря на ничтожно малые размеры вирусных геномов. Поэтому и уровень паразитизма у вирусов иной, чем у бактерий или простейших: в отличие от внутриклеточного паразитизма последних паразитизм вирусов определяется как генетический.

    К уникальным свойствам вирусов относится их способ размножения, который резко отличается от способа размножения всех других клеток и организмов. Вирусы не растут, их размножение обозначается как дизъюнктивная репродукция, что подчеркивает разобщенность в пространстве и времени синтеза вирусных компонентов с последующей сборкой и формированием вирионов.

    В связи с вышеизложенным не раз возникали дискуссии по поводу того, что же такое вирусы – живое или не живое, организмы или не организмы? Безусловно, вирусы обладают основными свойствами всех других

    форм жизни – способностью размножаться, наследственностью, изменчивостью, приспособляемостью к условиям внешней среды. Они занимают определенную экологическую нишу, на них распространяются законы эволюции органического мира. К середине 40-х гг. ХХ века сложилось представление о вирусах как о наиболее примитивных микроорганизмах. Логическим развитием этих взглядов было введение термина «вирион», обозначавшего внеклеточный вирусный индивидуум. Однако с развитием исследований по молекулярной биологии вирусов стали накапливаться факты, противоречащие представлению о вирусах как организмах. Отсутствие собственной белок-синтезирующей системы, дизъюнктивный способ репродукции, интеграция с клеточным геномом, существование вирусных саттелитов и дефектных вирусов, феноменов множественной реактивации и комплементации – все это мало укладывается в представление о вирусах как организмах.

    Все вирусы, включая саттелиты и дефектные вирусы, вироиды и прионы, имеют нечто общее, их объединяющее. Все они являются автономными генетическими структурами, способными функционировать и репродуцироваться в восприимчивых к ним клетках различных групп бактерий, грибов, растений и животных. Это наиболее полное определение, позволяющее очертить царство вирусов.

    По вопросу о происхождении вирусов высказывались разные предположения. Согласно одной из гипотез, вирусы представляют собой результат регрессивной эволюции свободно живущих клеток. Можно предположить, что внутриклеточный паразитизм благоприятствует утрате способностей к синтезу ряда необходимых метаболитов и не препятствует развитию мутантов, в значительной мере лишенных способности к различным типам синтетических реакций. Такой процесс может зайти настолько далеко, что паразит, в конце концов, потеряет большую часть своих ферментов и генетического материала, что будет сопровождаться уменьшением его размеров и превращением в вирус. В настоящее время эта гипотеза имеет весьма мало сторонников. Наиболее веским аргументом «против» является внеклеточная организация вирусов. Капсиды вирусов морфогенетически подобны клеточным органеллам, состоящим из белковых субъединиц, нитей актина и сходных с ними структур, но не клеточным мембранам. В тех случаях, когда у вирусов имеется оболочка, которая либо заимствована у клетки, либо имеет вирусное происхождение, она отличается по строению от клеточных мембран. В настоящее время данная гипотеза имеет скорее историческое значение и не разделяется большинством вирусологов.

    Согласно второй гипотезе, вирусы являются потомками древних, доклеточных форм жизни – протобионтов, предшествовавших появлению клеточных форм жизни, с которых и началась биологическая эволюция.

    Ссылка на основную публикацию
    Что значит код ошибки 805а8011
    Многие владельцы смартфонов с операционной системой Windows Phone не могут войти в учетную запись магазина Marketplace. На экране появляется код...
    Хочу создать группу в контакте
    Приветствую вас, дорогие читатели. Социальные сети уже давно вошли в нашу жизнь, поэтому всем владельцам абсолютно любого бизнеса, как традиционного,...
    Хром для андроид тв приставок
    Всем привет! Предлагаю очередной раз поднять больную тему браузеров для Android TV. В разделе «вопрос – ответ» уже много раз...
    Что значит интегрированный процессор
    Здравствуйте, уважаемые пользователи и любители компьютерного железа. Сегодня порассуждаем на тему, что такое интегрированная графика в процессоре, зачем она вообще...
    Adblock detector