Вируси и бактерии

1.1. Non-клетъчна форма на живот

Вируси (латински за "отрова".) - най-облигатни вътреклетъчни паразити. Те засягат всички групи от живи организми, които живеят в клетките на растения, животни, хора и дори бактерии (бактериофаги). Отворен през 1892 г. от българския ботаник Дмитрий Ивановски, но за дълго време остава неизследван се дължи на факта, че е имал най-малкия размер (20-300 нанометра). Само появата на електронен микроскоп ни позволи да учат тези същества.

Вирусите имат проста структура, така че те често не се чувствам жив. Всяка вирусна частица съдържа малко количество на генетичен материал (ДНК или РНК), затворена в белтъка на обвивката (капсид). В вирусоподобните (малки вирусни частици причиняват инфекциозни заболявания на растенията) капсиден отсъства. Като част от редица вируси присъстват въглехидрати и мазнини. Някои вируси (например, херпес симплекс вирус) имат допълнителен корпус, образуван от плазмената мембрана на клетката гостоприемник. За разлика от всички други организми, вируси не разполагат с клетъчна структура. Напълно формира инфекциозни частици нарича вируса.

На капсида обикновено е редовен многостен (icosahedron или додекаедър) спирала форма или черупка.

размножаване на вируса е коренно различна от останалата част от организмите на размножаване. Вирусите се размножават само във вътрешността на жива клетка, тя се използва за техния синтез на нуклеинови киселини и тяхното протеин. След вътре в клетките, вирусът губи своята обвивка протеин, той се освобождава нуклеинова киселина и се превръща в матрица за синтеза на протеин вирус слой от клетките-гостоприемници; където инактивиран ДНК на гостоприемника. Вирусите се предават от клетка в клетка под формата на инертни същества.

Най-правдоподобна хипотеза е, че вирусите са довели Autonomisation отделни генетични елементи клетки (нуклеинова киселина), които са придобили способност да репликира независимо един от клетка, в която възниква. По този начин, вируси вероятно са произлезли от клетъчните форми на организми.

Вирусите са много стабилни, те страдат изсушаване и ниски температури.

Науката, която изучава вируси се нарича вирусология.

1.2. Значение вируси

Вирусите са причинители на много опасни заболявания на човека, животните и растенията. Те се предават чрез пряк физически контакт, във въздуха, сексуално и по други начини. Вирусите могат да бъдат транспортирани от други организми (вектори), така че вируса на бяс се извършва от кучета, говеда, прилепи и други бозайници.

Повече от десет групи от вируси са патогенни за хората. Те включват както ДНК-вирус (едра шарка вирус, херпес група, аденовируси (респираторни заболявания и очни), паповавирусите (брадавици) gepadnavirusy (хепатит В)), и РНК вируси (пикорнавируси (хепатит А, полиомиелит, ARI) , miksovirusy (грип, морбили, заушка), арбовируса (енцефалит, жълта треска)). За вирусни заболявания прилага открита през 1981 г. от човешкия имунодефицитен вирус, който причинява СПИН.

Поради високата mutabelnosti вирус лечение на вирусни заболявания е трудно. Много по-успешното използване ваксинация, включващ прилагане атенюирани (т.е., атенюирани) микроби или умерени (тясно свързани, но не патогенни) щамове. През 1796 г. Едуард Dzhenner изобретил ваксинация (сега вирусът едра шарка е само в рамките на няколко изследователски лаборатории) и през 1885 г. Луи Пастьор прави първата ваксинация против бяс. Също така, практикуват пасивна имунизация, т.е. въвеждането на готови антитела от кръвта на животни.

Опитите да се използва вируси да се възползват човечеството по-скоро оскъдни. Така че, в средата на XX век заек миксоматоза вирус в Австралия се използват за намаляване на популациите на тези силно отглеждани животни. Благодарение на успеха на генетиката в бъдеще, може би, изкуствени вируси могат да унищожат заболелите клетки, без да засяга здравите или да ги лекуват чрез добавяне на необходимия ген.

В края на частта отново припомним основните разлики между вируси от други организми:

Вирусите - не-клетъчна форма на живот;

вируси съдържат само един вид на нуклеинова киселина;

Вирусите са вътреклетъчни паразити на генетично ниво.

Трудно е да се намери място на Земята, където няма да има бактерии. Те се намират в най-различни места: в атмосферата и на дъното на океана, в бързо течащи реки и вечната замръзналост в прясно мляко и в ядрени реактори; но най-вече много от тях в почвата. В горния слой на почвата съдържа милиона бактерии на 1 г, или около 2 тона на хектар. Сред многото форми на бактерии, които са паразитни на хора, животни и растения.

Бактерии - най-малкият от организми с клетъчна структура; техните размери са 0.1 до 10 микрона. В конвенционален точка печат могат да се настанят стотици хиляди средни бактерии. Бактериите могат да се видят само под микроскоп, така че те се наричат ​​микроорганизми или микроорганизми; микроорганизми изследвани микробиология. Част от микробиология, изучаване бактерии се нарича бактериология. В началото на тази наука сложи Антони ван Levenguk в XVII век.

Бактерии - най-древните известни организми. Следи от живот на бактерии и синьо-зелени водорасли (строматолити) са АРХАЙ възраст и дата обратно 3,5 млрд. Години.

Поради възможността за замяна на гени между различни видове, и дори родове на прокариоти е трудно да се систематизират. Задоволително таксономия на прокариоти не са изградени досега; Всички съществуващи системи са изкуствени и класифицират бактерии за всяка група от черти, независимо от техните филогенетични връзки. Преди бактерии заедно с гъбички и водорасли включени в Subkingdom ниски растения. В момента, бактериите се изолират в отделни superkingdom прокариоти. Най-често срещаната система за класификация на системата за Берга, която се основава на структурата на клетъчната стена.

В края на ХХ век, учените открили, че клетките са сравнително слабо проучен група от бактерии - архибактерии - съдържат рРНК, различни по структура и от рРНК на прокариоти и от рРНК на еукариотите. Структурата на генетични архаебактерии апарата (наличие на повтарящи се последователности и интрони, обработка, форма рибозоми) ги носи еукариоти; От друга страна, архаебактерии са прокариотни и типични симптоми (не ядро ​​в клетката, присъствието на камшичета, плазмиди и газови вакуоли, размерът на р-РНК, фиксиране на азот). Накрая, археи се различава от всички други организми, структура на клетъчната стена, вида на фотосинтеза и някои други функции. Архаебактерии може да съществува в екстремни условия (например, в горещи извори при температури над 100 ° С, в дълбокия океан при налягане от 260 атм в солен разтвор (30% NaCl)). Някои археи продукция метан, а другият се използва за генериране на енергия съединение сяра.

Очевидно е, че Archaea са много древна група от организми; "Extreme" е възможно доказват условия, характерни за земната повърхност в АРХАЙ ера. Смята се, че Archaea са най-подобни на хипотетичен "prokletkam", ражда по-късно през цялото разнообразие на живота на Земята.

Напоследък стана ясно, че съществуват три основни типа рРНК представени, съответно, първата - в еукариотни клетки, а вторият - в клетките на тези бактерии, както и в митохондриите и хлоропласти на еукариоти, третият - в археи. Изследванията на молекулярната генетика донесоха нов поглед към теорията за произхода на еукариотите. Сега Смята се, че древното Земята едновременно разви три различни клонове на прокариоти - архибактерии, еубактериум и urkarioty характеризира с различна структура и различни начини за получаване на енергия. Urkarioty е, в действителност, ядрено-цитоплазмен еукариоти компоненти са включени след като симбионти представители на различни групи еубактерии, които се превръщат в митохондриите и хлоропласти на еукариотни клетки бъдеще.

По този начин, клас ранг разпределят по-рано за архибактерии, определено е недостатъчно. В момента, много изследователи са склонни да се разделят на две царства прокариоти: археи и истински бактерии (еубактериум) или дори напълно изолат археи в един superkingdom Archaea.

2.2. Във вътрешността на бактериалната клетка

Бактериалните клетки нямат ядро, хромозоми са разположени свободно в цитоплазмата. В допълнение, не бактериални клетъчни мембрани органели: митохондриите, EPS, Golgi апарат и др извън клетъчната мембрана е покрита с клетъчна стена ..

Повечето бактерии се преместват пасивно от водни или въздушни течения. Само някои от тях имат органел движение - камшичета. Камшичета прокариоти е много проста в апарат и съставени от флагелин протеин, образувайки кух цилиндър с диаметър 10-20 нм. Те се завинтва в околната среда, насърчаване на клетката напред. Очевидно е, че това е единственият известен естествено срещащи структура с помощта на принципа на колелото.

В форма, бактериите са разделени в няколко групи:

коки (има закръглена форма);

бацили (са пръчковидни);

spirillae (има спираловидна форма);

Vibrio (има формата на запетая).

Чрез подаване на бактериите се разделят на две основни групи: autotrophs и heterotrophs. Чрез autotrophs, не се нуждаят от вещества, произведени от други организми са фотосинтетичния (като лилаво бактерии и синьо-зелени водорасли) и hemosintetiki (железни бактерии, серни бактерии, азотни бактерии). Цианобактерии (синьо-зелени водорасли) разцепват водата на водород се използва за синтез на въглехидрати и кислород. Очевидно е, че тези организми в едно и също време, пълни земната атмосфера с кислород. За heterotrophs са паразити (Гонорея, менингит и т.н.) и сапрофити (например, бактерии или гниене ферментация).

Чрез респираторни бактерии са разделени в аероби (повечето бактерии) и анаероби (активатори тетанус, ботулизъм, газова гангрена). Първо трябва да се вдишват кислород за втори кислород безполезни или дори отровни.

Бактериите се размножават чрез разделяне на около всеки 20 минути (в благоприятни условия). ДНК се реплицира, всеки дъщеря клетка получава копие от своята майка ДНК. (ДНК, като се използва бактериофаг или чрез конюгация когато бактерии са свързани чрез улавяне съвокупляване фимбрии "голи") е възможно също така ДНК трансфер между делящите се клетки, но увеличаване на броя на индивиди с това не се случи. Отглеждане предотвратяване на слънчевите лъчи и продуктите на собствената си дейност.

Поведението на бактерията не е изключително трудно. Химически рецептори записват промените киселинността и концентрацията на различни вещества: захари, аминокиселини, кислород. Много бактерии реагират на промените в температурата или светлинни условия, някои бактерии могат да усетят на магнитното поле на Земята.

При неблагоприятни условия, бактерии, обхванати от гъста обвивка, цитоплазмата се дехидратира, жизнената дейност почти спира. В това състояние, бактериални спори могат да бъдат часа при висок вакуум, температура трансфер от -240 ° С до 100 ° С

2.3. Бактериите полезни и вредни

Двата най-важни екологични функция бактерии - азот фиксиране и минерализация на органични остатъци. Свързването на бактерии молекулярен азот за образуване на амоняк (фиксиране на азот) и последващото нитрификация на амоняк - жизненоважен процес, тъй като растенията не могат да абсорбират азотен газ. Приблизително 90% от свързания азот се произвежда от бактерии, предимно синьо-зелени водорасли и бактерии от рода rizobium (Rhyzobium), simbiotiruyuschimi с бобови растения.

Бактериите са широко използвани в хранително-вкусовата промишленост за производство на сирене и млечни продукти, ферментирали зеле (образувани с органични киселини). Бактериите се използват за извличане на руди (особено мед и уран) за почистване на отпадъчните води от органични остатъци, в обработката на коприна и кожа, за контрол на селскостопански вредители, за производството на медицински препарати (например, интерферон). Някои бактерии се установяват в храносмилателния тракт на тревопасни бозайници, при условие че усвояването на мазнини.

Бактериите не само носят полза, но вреди. Те се размножават в храната, което води до разваляне. За пауза възпроизвеждане, пастьоризирани продукти (половин час се поддържа при температура от 61-63 ° С), се съхраняват на студено, суши се (сушене или пушене), солени или кисели.

Бактериите причиняват тежки заболявания у хората (туберкулоза, антракс, ангина, хранително отравяне, гонорея и т.н.), животински и растителни (например, ябълков пожар главня). Благоприятните външни условия да увеличат скоростта на развитието на бактерии и могат да причинят епидемии. Патогенни бактерии навлизат в организма чрез капчици чрез рани и лигавиците, стомашно-чревния тракт. Симптомите на болестите, причинени от бактерии, отрови обикновено се дължи на действието, произведени от тези микроорганизми, или са оформени в тяхното унищожаване. Естествена защита на хора и животни, по-високи, базирани на фагоцитоза на бактерии от белите кръвни клетки и на имунната система да произвежда антитела, които се свързват и се отстраняват от кръвта чужди протеини и въглехидрати. Освен това, срещу бактерии са естествени и синтетични лекарства (например, пеницилин, унищожаване на бактерии клетъчната мембрана или стрептомицин, рибозоми инактивиране на бактерии).