Из чего состоит суперкапсид вируса

Капсид – это что? Свойства и функции капсида

Из чего состоит суперкапсид вируса

Вирусы по праву можно назвать настоящими хозяевами нашей планеты.

Где бы ученые не производили исследования, они натыкаются на уже известные вирусы или открывают новые, которые способны выживать при экстремально низких и высоких температурах, в кислотных или щелочных средах.

Вирусы обладают уникальной способностью, не свойственной никаким другим живым организмам – хранить генетическую информацию на РНК. Из чего состоят вирусы? Как они внедряются в живую клетку? Как реплицируют свой генетический материал?

Общие сведения о вирусах

Вирус, находящийся вне живой клетки, не проявляет никаких признаков жизни. Такая частица называется вирионом. Вирионы бывают простыми и сложными. Простой состоит из внешней оболочки (капсида) и генетического материала вируса (ДНК или РНК).

У сложных вирусов для защиты генома от неблагоприятных факторов есть еще одна оболочка – суперкапсид. В состав капсида входят в основном белки и небольшое количество липидов – холестерина и фосфолипидов.

В составе суперкапсида присутствуют также гликопротеины, которые принимают непосредственное участие в проникновении вируса в клетку. Размножаются вирусы путем экспрессии своего генома в зараженной клетке.

Изучим особенности структуры вирусов более подробно.

Вирионная частица защищена от внешних воздействий плотной оболочкой – капсидом. Это структура, благодаря которой геном вируса защищен от многих повреждений до проникновения в клетку. Помимо белков и липидов, в облочке присутствуют ферменты. Капсид состоит из капсомеров – белковых молекул, которые можно различить в микроскоп.

Геном и белковая оболочка, защищающая его, вместе называются нуклеокапсидом.

Суперкапсид

Простые вирусы защищены от внешних факторов только капсидом, в то время как у сложных вирусов есть дополнительная липопротеиновая оболочка – суперкапсид. Как и капсид, он состоит в основном из белков и липидов.

На поверхности суперкапсидов многих вирусов есть гликопротеидные наросты (пепломеры). Гликопротеины принимают участие в идентификации клеток и связывании вируса с клеткой-мишенью.

Затем вирусная оболочка сливается с мембраной хозяина, а тем временем капсид и вирусный геном проникают в клетку и встраиваются в нее.

Суперкапсид формируется на этапе сборки вирусных частиц и выхода вируса из клетки.

Функции капсида

Основная функция суперкапсида и капсида – защита генетического материала вируса. А также доставка генома вируса в клетку и взаимодействие с иммунной системой хозяина.

Внешняя оболочка вируса призвана уберечь генетический материал от летальных химических и физических факторов. К ним относятся радиационное излучение, резкие изменения рН или температуры, действие протеолитических и нуклеолитических ферментов.

При поставке генома вируса в клетку капсид (или суперкапсид) связывается с внешними рецепторами клетки-хозяина. На поверхности вирусов, имеющих суперкапсид, за адсорбцию вируса на поверхности клетки хозяина отвечают пепломеры.

На поверхности пепломеров некоторых вирусов, например, миксовирусов или вируса гриппа, присутствует белок гемагглютинин, вызывающий агглютинацию эритроцитов.

На поверхности суперкапсидных отростков также присутствует нейраминидаза, разрушающая мембрану клетки.

Вирусы без суперкапсидной оболочки как правило проникают через мембрану клетки-хозяина полностью. Остальные вирусы проникают в клетку после слияния внешней оболочки с плазматической мембраной. При этом в цитоплазму клетки попадает только вирусный геном.

Типы симметрии капсида

Поскольку капсид – это сложная структура, состоящая из мелких субъединиц, очевидно, что эти структурные компоненты могут быть организованы по-разному. Именно поэтому существую различные типы симметрии капсидов.

Один из самых распространенных в природе типов капсида – это икосаэдрический. Он характерен для аденовирусов и многих бактериофагов. Капсомеры расположены так, что формируют невыпуклый многогранник с 12 вершинами.

Другой тип капсида – это спиральный. При таком типе симметрии белковые субъединицы уложены как бы по спирали вокруг оси симметрии. Спиральный капсид характерен для вирусов желтухи и табачной мозаики. Такая организация делает вирус палочкообразным.

Смешанный тип симметрии, при котором часть капсида имеет икосаэдрическую форму, а часть спиральную, встречается у бактериофагов.

Геном вируса

В отличие от большинства клеток, имеющих в своем составе и ДНК, и РНК, вирионы содержат только одну нуклеиновую кислоту, которая и образует их геном. Большая часть вирусов человека являются РНК-содержащими. Свойство хранить генетический материал на РНК – уникальная особенность вирусов.

Вирус может содержать одноцепочечную или двуцепочечную нуклеиновую кислоту. Двуцепочечную ДНК в составе генома имеют герпесвирусы и аденовирусы, одноцепочечную парвовирусы, двуцепочечную РНК ротавирусы, одноцепочечную РНК астровирусы.

Некоторые вирусы, например, ВИЧ, имеют в составе фермент, который позволяет строить ДНК на матрице РНК – обратную транскриптазу.

Формы вирусов

Вирусы очень разнообразны, как по своему химическому составу, так и по форме. Большинство вирусов (герпес, оспа), имеют сферическую форму. Капсид вируса в этом случае имеет икосаэдрическую симметрию. Распространены также палочковидные вирусы (желтуха, табачная мозаика). Встречаются пулевидные вирусы (вирус бешенства). Необычными являются астровирусы, имеющие звездчатую форму.

Источник: https://FB.ru/article/363814/kapsid---eto-chto-svoystva-i-funktsii-kapsida

Вирусы – неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Из чего состоит суперкапсид вируса

К неклеточным жизненным формам относят вирусы, вироиды, прионы. Они не проявляют признаки жизни, находясь вне клеток хозяина. Это мельчайшие частицы, которые проходят через бактериальные фильтры и во внешней среде выглядят как кристаллы. Их существование ограничивается двумя стадиями:

  • внеклеточной или покоящейся;
  • внутриклеточной или воспроизводящей.

Вирусы не живут в окружающей среде, они просто пережидают неблагоприятные условия. Жизнь замирает до момента, пока они не попадут в клетку хозяина. Это внутриклеточные паразиты, которые действуют на генетическом уровне: воспроизводят себе подобных и это их единственное проявление жизни. Известно около 1000 «мелких паразитов», которых классифицируют по химическому составу и строению.

К сведению:Вирусы – это материал для изучения строения и функций генетического аппарата. С их помощью рассматриваются механизмы реализации наследственной информации, используют в качестве инструмента в генной инженерии. Они необходимы для биологической борьбы с возбудителями ряда заболеваний растений, грибов животных, человека.

Характеристика вирусов

  1. Если вирус находится клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.
  2. Если вирус вне клетки хозяина, то он существует в форме вириона.

Компоненты вириона:

  • Сердцевина— генетический материал (или ДНК, или РНК);
  • Капсид — белклвая оболочка, окружающая нуклеиновую кислоту;
  • Суперкапсид — дополнительные оболочки.

Подразделяются на собственно вирусы, которые паразитируют в клетках эукариот, и бактериофаги, «нападающие» на клетки бактерий.

Вирусы отличаются простым строением, которое ограничено ДНК (РНК) и белковой оболочкой или капсидом. У более сложных разновидностей в наличии липопротеиновая мембрана.

Бактериофаг состоит из головки – это белковая оболочка с наследственным материалом и отростка, необходимого для контакта с клеткой хозяина.

Схема «Классификация вирусов»

 Вирус способен внедрится в клетку при непосредственном контакте с ней. Поскольку он лишен органоидов движения, то пути заражения:

  • воздушно-капельный (грипп);
  •  с пищей через органы пищеварения (гепатиты);
  • через кровь (ВИЧ);
  • благодаря переносчику (энцефалит).

После контакта с мембраной клетки-хозяина, вирус растворяет участок клеточной оболочки и вводит в цитоплазму свою ДНК (РНК). Встраиваясь в хозяйский геном, он «заставляет» клетку производить вирусный наследственный материал, на который наращивается белковая оболочка. 

Вирус не только истощает клетку-хозяина, но и вызывает в ней повреждения, перестройки и приводит к гибели. При этом происходит массовый выход вирусных частиц.

Если организм отличается крепкой иммунной системой, то события разворачиваются иначе. Происходит синтез противовирусных белков (интерферонов, иммуноглобулинов). Вирус прекращает размножение, его деятельность прерывается, а остатки выводятся из клетки организма.

На заметку: Большинство вирусов действуют избирательно. Для воспроизведения себе подобных им подходит специально предназначенная для них клетка. Так, вирусы гепатита заселяют клетки печени, а вирусы гриппа поселяются на слизистых оболочках верхних дыхательных путей.

Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

Вирусы поражают живые организмы: от их вмешательства страдают растения, животные, человек. Сотни миллионов людей погубила «испанка», черная оспа, ВИЧ. После перенесенных заболеваний организм начинает производить защитные тела против конкретной инфекции, вырабатывая приобретенный иммунитет.

Вирусы способны извлекать часть генетической информации хозяина и внедрять их в другую жертву, осуществляя перенос генетической информации. Они поставляют генетический материал, осуществляя горизонтальный перенос генов и вызывая мутации. Это приводит к изменчивости и формированию новых признаков, что важно для эволюционного процесса.

Избежать контакта с вирусными частицами сложно, так как они встречаются повсюду. Но некоторые меры профилактики помогают избежать развития вирусной инфекции:

  • использование марлевых повязок при контактах с больными людьми или при их значительном скоплении;
  • своевременная вакцинация;
  • мытье рук;
  • промывание плодов овощей и фруктов;
  • обработка места нахождения инфицированного больного.

Вирусы действуют по-разному, поэтому и меры профилактики могут отличаться. Так, чтобы не заразиться ВИЧ нужно отказаться от наркотиков, следить за стерильностью инструментов при проколах кожи (контакт с кровью), иметь одного полового партнера или использовать средства индивидуальной защиты.

Вироиды

Это мельчайшие частицы, которые вызывают болезни растений. Они действуют по принципу вируса, но не способны создавать собственные белки для построения клеточной оболочки, используя белки клетки-хозяина. Иногда, вироиды делят чужую ДНК на несколько частей, вызывая постепенную гибель растения. Как пример: вироиды уничтожили миллионы кокосовых пальм на Филлипинских островах.

Прионы

Инфекционные агенты имеют форму нити или кристалла и образованы белковыми молекулами с третичной структурой. Они проникают в организм с продуктами питания и «переделывают» здоровые белки хозяина на свои.

Деформированные белки приводят к сбоям обменных процессов, нарушениям метаболизма, нормальной работы нервной системы.

Например, они являются виновниками неизлечимых заболеваний: «коровьего бешенства», болезни Крейтцфельдта-Якоба, куру и других.

Благодаря созданной системе построения классификации живых организмов есть возможность наблюдать, как происходила эволюция на планете и постепенно происходило усложнение организации.

Биосфера создана из живых существ, которые получили наследственный материал от предков и приспособились к жизни в определенных экологических нишах.

Не все еще открыты и до конца изучены, но благодаря систематике просматривается стройная картина живого мира. 

Смотри также:

Источник: https://bingoschool.ru/manual/311/

1 Определение понятий «капсид», «капсомер», «суперкапсид»

Из чего состоит суперкапсид вируса

Капсид– компонентвирусной частицы (вириона), белковаяоболочка защищающая вирусную нуклеиновуюкислоту ДНК или РНК. Капсид имеет строгоупорядоченную структуру.

Капсомер– субъединица состоящая из идентичныхполипептидных цепей (участок из несколькихбелков) которые обеспечивают построениекапсида.

Суперкапсид-внешняя оболочка сложных вирусов.Располагается поверх капсида. Состоитиз мембранного белка, одного-двух слоевлипидов и выростов, состоящих из липо-илигликопротеидов, выполняющих рецепторнуюфункцию. Выполняет защитные функции увириона, определяет многие характеристикивируса (антигенные свойства, чувствительностьк повреждающим факторам и др.).

2 Природа и происхождение вирусов

1теория ретрогредной эволюции согласноданной теории произошло упрощениеорганизации микроорганизмов вследствиеутраты каких либо структур.

2Вирусы могли быть предшественникамиклеточных структур

3Теория взбесившихся генов. Согласноэтой теории вирусы являются производнымиклеточных нуклеиновых кислот.

3 Кардинальные свойства вирусов

1Имеют один тип нуклеиновых кислот ДНКили РНК

2 Вирусы – доклеточные организмы, частицейвируса является вирион

3 Отсутствуют автономный обмен веществ

4 Являются облигатными паразитами

5 Обладают специфическим дизъюнктивнымили разобщённым способом размножения,бинарного деления нет.

4 Классификация и номенклатура вирусов

Вирусыобъединяют в царство Vira,которое подразделено на два подцарства– рибовирусы и дезоксирибовирусы.Подцарства делятся на семейства, которыев свою очередь подразделяются на роды.

Понятие о виде вирусов пока ещё нечёткосформулировано, так же как и обозначениеразных видов.

В качестве таксономическиххарактеристик первостепенное значениепридаётся типу нуклеиновой кислоты иеё молекулярно-биологическим признакам:однонитевая, двунитевая, сегментированная,с повторяющимися и инвертированнымипоследовательностями.

Также приклассификации используются данныеполученные в результате электронномикроскопических и иммунологическихисследований: морфология, структура иразмеры вириона, наличие или отсутствиевнешней оболочки (суперкапсида), антигены,внутриядерная или цитоплазматическаяорганизация и т.д.

Внастоящее время вирусы человека иживотных включены в состав 18 семейств.Принадлежность вирусов к определённомусемейству определяется типом нуклеиновойкислоты, её структурой, а также наличиемили отсутствием внешней оболочки.

Примерклассификации вирусов: Семейство :poxviride,Подсемейство:poxvirineрод:poxvirus

6 Морфология и размеры вирионов

Размерывирионов различных вирусов варьируютв широких пределах: от 15-18 до 300-400 нм. Ониимеют разнообразную форму: палочковидную,нитевидную, сферическую формупараллелепипеда, сперматозоидную (рис.5.1).

Структура простого вириона -нуклеокапсида – свидетельствует о том,что вирусная нуклеиновая кислота – ДНКили РНК – надежно защищена белковойоболочкой – капсидом. Последний имеетстрого упорядоченную структуру, в основекоторой лежат принципы спиральной иликубической симметрии.

Капсиды палочковидныхи нитевидных вирионов состоят изструктурных субъединиц, уложенных ввиде спирали вокруг оси. При такомрасположении субъединиц образуетсяполый канал, внутри которого компактноуложена молекула вирусной нуклеиновойкислоты. Ее длина может во много разпревышать длину палочковидного вириона.

Например, длина вируса табачной мозаики(ВТМ) 300 нм, а его РНК достигает величины4000 нм, или 4 мкм. При этом РНК настолькосвязана с капсидом, что ее нельзяосвободить, не повредив последний.Подобные капсиды встречаются у некоторыхбактериальных вирусов и у вирусовчеловека (например, вируса гриппа).

Сферическаяструктура вирионов определяетсякапсидом, построенном по принципамкубической симметрии, в основе которойлежит фигура икосаэдра – двадцатигранника.Капсид состоит из асимметричныхсубъединиц (полипептидных молекул),которые объединены в морфологическиесубъединицы – капсомеры.

Один капсомерсодержит 2, 3 или 5 субъединиц, расположенныхпо соответствующим осям симметрииикосаэдра. В зависимости от типаперегруппировки и числа субъединицчисло капсомеров будет равным 30, 20 или12. На рис. 5.

1 представлены возможные типыпростых вирионов, состоящих изопределенного количества капсомеров,изображенных в виде шариков, а такжекапсомеров увеличивающегося объема.

Вирионы со сложным капсидом, построеннымболее чем из 60 структурных субъединиц,содержат группы из 5 субъединиц -пен-тамеры, или из 6 субъединиц – гексамеры.Нуклеокапсид сложноорганизованныхвирионов, называемый «сердцевиной»,покрыт внешней оболочкой – суперкапсидом.

Источник: https://studfile.net/preview/7409465/

Просто о здоровье: коронавирус и другие – что необходимо знать о вирусах

Из чего состоит суперкапсид вируса

Информационными носителями биологической жизни являются гены (белковые структуры), которые определенным образом собраны в цепочки (ДНК и РНК).

© Sputnik

Принято считать, что гены находятся в клетках живых организмов, бактерий, растений, которые потребляют питательные вещества, производят энергию, делятся (размножаются) и погибают.

Но существуют и другие формы существования генных цепочек ДНК и РНК – это вирусы. Точное их количество на сегодняшний день доподлинно не известно.

Что такое вирус?

Вирусы не имеют клеточного строения, это генетическая программа (фрагмент ДНК или чаще РНК), покрытая белковой оболочкой – капсидом.

Они не могут жить самостоятельно, у них нет для этого ничего, никаких механизмов поддержания жизни. Поэтому вирусы паразитируют на живых клетках организмов и используют их для своего репродуцирования (воспроизводства того, что сохранилось в памяти генов).

Такое соседство почти всегда заканчивается гибелью живой клетки. Все виды живых клеток на Земле имеют свой набор вирусов: человек, мыши, клещи, растения, бактерии. Как правило, вирус опасен для одних видов и безопасен для других (растение – человек).

Попав в организм, вирус ищет именно свою клетку, свой орган.

В научном мире до сих пор идут споры о том, что такое вирус. Он производит себе подобных, но непонятно, зачем, ведь у него отсутствует механизм размножения (для этого ему нужен носитель-хозяин) он просто реплицирует (копирует свои данные из одной клетки в другую).

Но, безусловно, вирус влияет на жизнь людей. И не лучшим образом.

Размер вируса невероятно мал и определяется наукой в нанометрах. Вирус настолько мал относительно человека, как человек мал относительно размеров земного шара.

Он не виден в обычном световом микроскопе, для его изучения используют электронный, с выведением изображения на экран монитора.

Как они устроены?

Вирусы не могут отнести ни к какой эволюционной системе.

Вирус состоит из белковой оболочки, которая помогает ему сохраниться во внешних условиях и защититься от физических факторов (уфо-лучи, ферменты, химические агенты). Она же помогает найти по белку в организме именно свою клетку.

Но эта же оболочка может представлять и угрозу для вируса – на ее поверхности содержится антиген, благодаря которому наша иммунная система его распознает.

Поэтому иногда сложный вирус бывает покрыт дополнительной липидной оболочной – она называется суперкапсидом. 

Внутренняя структура вируса называется сердцевиной – это одна или две генные цепочки РНК, реже ДНК. Цепочки могут иметь свой заряд (+ или -).

Геном вируса содержит самую важную для него информацию: как регулировать и запускать процесс заражения клетки, как размножить саму генную цепочку, как сформировать (синтезировать) белковые оболочки, в которые нужно упаковать новые генные цепочки. Они синтезируются по отдельности с оболочкой в разных частях пораженной клетки, и только потом идет окончательный сбор.

Как они нас обманывают

С момента появления вирус эволюционирует и в этот период ведет себя агрессивно. После того, как он доходит до пика развития, агрессия спадает, вирус всячески старается сосуществовать со своим хозяином, иначе погибнет и он сам. А иногда он уничтожает хозяина еще до пика развития.

Известно несколько механизмов проникновения в клетку.

  • Вирус прикрепляется к клетке. Если у клетки гибкая мембрана, вирус накрывает ее своей оболочкой. Похожие белковые структуры сливаются вместе, и вирус проникает вглубь клетки. Поэтому каждый вирус в организме ищет свою “родственную” белковую оболочку.
  • Благодаря белковым рецепторам на своей поверхности вирус убеждает клетку, что он не чужак. И, как троянский конь, попадает в нее.
  • Использует механизм фагоцитоза клетки: она поглощает его как что-то чужеродное в надежде переварить и заражается.

Как вирус работает в организме

Как только вирус проник в клетку, он высвобождает свой генный материал и замещает ДНК клетки на свою. С этого момента зараженная клетка уже начинает производить вирусные фрагменты (работает на вирус).

Иногда клетка довольно длительное время производит аналогичный вирус, и вирусные образования (верионы) постоянно выходят в межклеточное пространство, поражая другие клетки.

А иной раз клетка реплицирует вирус в себе до того момента, пока ее ресурс не исчерпается.

Тогда в определенный момент клетка разрывается под действием фермента вируса, в этот момент огромное число верионов выходит в межклеточное пространство и массово поражает соседние здоровые клетки.

От механизма распространения вируса зависит и общее состояние организма. Нюанс в том, что иногда, выходя из клетки, верион (вирусное образование) может забирать с собой фрагмент или часть оболочки или ядра клетки, поэтому наша иммунная система не сразу может распознать “чужака”.

В 1971 году Дэвиду Балтимору удалось разделить известные вирусы на 7 классов по форме, размеру, содержимому сердцевины. Но в природе их, безусловно, неисчислимое количество, они постоянно мутируют.

Поэтому нельзя создать универсальную таблетку или вакцину просто от вируса.

Есть ли польза от вирусов?

Как это ни странно, но ученые утверждают, что и для человека, и для природы есть определенная польза.

Попадая в организм, вирус тренирует нашу иммунную систему. Она совершенствуется. Переходя от клетки к клетке, из организма в организм, вирус частично в момент клеточного синтеза обменивается генами с клеткой. И они не всегда “плохие”, бывают и положительные мутации для организма.

Выжившие клетки начинают свой обновленный цикл развития, что сказывается и на эволюции человека – следы столкновения с вирусами оседают в наших генах. Положительные мутации открывают нашему организму новые возможности.

Например, на поверхности трехдневного эмбриона уже сидит много вирусных белков от древнего вируса, которые защищают сам эмбрион от враждебных “чужаков”.

Вирусы широко используют в генной инженерии, а для природы вирусы – часть контроля популяции.

Коронавирус для науки тоже частично известен, и он имеет свои особенности и штаммы.

Получил он такое название за схожесть по форме с короной. В 70% случаев он приходит из природы и от животных.

Полностью победить вирус трудно – можно вылечить всех людей, но невозможно вылечить всех мышей или, например, клещей. История знает множество подобных примеров.

При любом вирусном поражении стоит вопрос не в самом принципе заражения, а в уязвимости определенных групп населения и их систем организма.

Коронавирус поражает дыхательные пути – легкие, вернее, альвеолы – клетки, где происходит непосредственно газообмен. Смертность в основном наступает не от самого вируса, а от реакции организма на него, так как мутация для нас новая.

Наша иммунная система, имеющая комплекс механизмов, отвечает разнообразными процессами, часть из которых формирует воспаление (формирование интерферонов), а часть противостоит воспалению, формируя другие механизмы борьбы. Пока сохраняется баланс – большой угрозы для жизни нет.

Но такой баланс может быть сохранен при нормальном здоровом функционировании всех систем в организме: детокс-органов (печень, почки, кишечник), сосудов (их проходимость без бляшек) и т.д.

Воспаление – это всегда отек, и если воды много, в частности в альвеолах легких, функция дыхания затрудняется, человек может погибнуть.

Процесс борьбы и реакции развивается от 6 до 10 дней – в этот период человеку нужна сторонняя помощь, к примеру, искусственная вентиляция легких. Потом воспалительные реакции идут на спад.

Правда, при этом и сама иммунная система истощается, поэтому в такой период необходимо уберечься уже от бактериальных инфекций как факта осложнения.

Вирулентность (злобность) вируса определяется количеством вирусных частиц, которые попадают на слизистые. Поэтому принципы личной гигиены и самоизоляция всегда первостепенны, как и образ жизни.

А в питании должны присутствовать белки животного происхождения, потому что из них синтезируются клетки иммунной системы, а также железо, цинк, животные жиры (сливочное масло), масло какао, омега-3, щелочные продукты.

В любом случае, наше здоровье заслуживает большего внимания, чем мы иногда ему оказываем: кто-то уверен, что четыре часа сна в сутки – достаточно, кто-то отказывает от мяса, другие живут в постоянном стрессе. А между тем все это факторы, угнетающие иммунитет.

Мы – человеческая популяция, и от ответственности каждого из нас зависит здоровье и выживаемость человечества вообще.

Без кризиса нет развития, любой пережитый вирус делает наш организм совершеннее.

Источник: https://sputnik.by/health/20200405/1044354003/Prosto-o-zdorove-koronavirus-i-drugie--chto-neobkhodimo-znat-o-virusakh.html

Советы доктора
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: