Substances organiques dans la nature vivante

Les substances organiques sont la base de toute nature vivante. Plantes et animaux, micro-organismes et virus - tous les êtres vivants sont constitués d'une énorme quantité de substances organiques différentes et d'un nombre relativement restreint de substances inorganiques. Ce sont les composés carbonés, en raison de leur grande diversité et de leur capacité à subir de nombreuses transformations chimiques, qui constituent la base sur laquelle la vie est née dans toutes ses manifestations. Les porteurs des propriétés incluses dans le concept de « vie » sont des substances organiques complexes, dont les molécules contiennent des chaînes de plusieurs milliers d'atomes - biopolymères.

Tout d'abord ceci protéines - porteurs de vie, base d'une cellule vivante. Polymères organiques complexes - les protéines sont principalement constituées de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote et de soufre. Leurs molécules sont formées par la combinaison d'un très grand nombre de molécules simples - ce qu'on appelle acides aminés(voir article « Chimie du vivant »).

Il existe de nombreuses protéines différentes. Il existe des protéines de support ou structurelles. Ces protéines font partie des os et forment le cartilage, la peau, les cheveux, les cornes, les sabots, les plumes et les écailles de poisson. Les muscles contiennent des protéines structurelles ainsi que des protéines qui remplissent des fonctions contractiles. La contraction musculaire (le rôle le plus important des protéines de ce type) est la conversion d'une partie de l'énergie chimique de ces protéines en travail mécanique. Un très grand groupe de protéines régule les réactions chimiques dans les organismes. Ce enzymes(catalyseurs biologiques). Actuellement, plus d’un millier d’entre eux sont connus. Les organismes hautement développés sont également capables de produire des protéines protectrices - appelées anticorps, capables de précipiter ou de se lier et ainsi de neutraliser les substances et corps étrangers entrés dans le corps de l'extérieur.

Avec les protéines, les fonctions vitales les plus importantes sont assurées par acides nucléiques. Le métabolisme se produit toujours dans un organisme vivant. La composition de presque toutes ses cellules est constamment renouvelée. Les protéines cellulaires sont également renouvelées. Mais pour chaque organe, pour chaque tissu, vous devez fabriquer votre propre protéine spéciale, avec son propre ordre unique d’acides aminés dans la chaîne. Les gardiens de cet ordre sont les acides nucléiques. Les acides nucléiques sont une sorte de modèle par lequel les organismes construisent leurs protéines. On dit souvent au sens figuré qu’ils contiennent le code de la synthèse des protéines. Chaque protéine possède son propre code, son propre modèle. Les acides nucléiques ont une autre fonction. Ce sont également des modèles pour les acides nucléiques eux-mêmes. Il s'agit d'une sorte de « dispositif à mémoire », à l'aide duquel chaque espèce d'être vivant transmet de génération en génération les codes de construction de ses protéines (voir article « Chimie du vivant »).

Les fonctions de soutien dans la nature vivante ne sont pas uniquement assurées par les protéines. Dans les plantes, par exemple, les substances squelettiques de soutien sont la cellulose et la lignine. Ce sont aussi des substances polymères, mais d'un type complètement différent. De longues chaînes d'atomes de cellulose sont constituées de molécules de glucose, qui appartiennent au groupe des sucres. La cellulose est donc classée parmi les polysaccharides. La structure de la lignine n'est pas encore définitivement établie. C'est aussi un polymère, apparemment avec des molécules en réseau. Et chez les insectes, les fonctions de soutien sont assurées par la chitine, également un polysaccharide.

Il existe un grand groupe de substances (graisses, sucres ou glucides) qui transfèrent et stockent l'énergie chimique. Ils constituent (avec les protéines alimentaires) un matériau de réserve nécessaire à la formation de nouvelles cellules (voir article « Chimie des aliments »). De nombreuses substances organiques (vitamines, hormones) présentes dans les organismes vivants jouent le rôle de régulateurs de l'activité vitale. Certains régulent la respiration ou la digestion, d'autres - la croissance et la division des cellules, d'autres - l'activité du système nerveux, etc. Les organismes vivants contiennent de nombreuses substances aux usages les plus divers : des substances colorantes, auxquelles le monde des fleurs doit sa beauté. , substances odorantes - attirantes ou repoussantes, protégeant des ennemis extérieurs, et bien d'autres. Les plantes et les animaux, et même chaque cellule individuelle, sont des laboratoires petits mais très complexes dans lesquels des milliers de substances organiques naissent, se transforment et se décomposent. De nombreuses réactions chimiques variées se déroulent dans ces laboratoires selon un ordre strictement défini. Les structures les plus complexes se créent, grandissent puis se désintègrent...

Le monde des substances organiques nous entoure, nous-mêmes en sommes constitués, et toute la nature vivante parmi laquelle nous vivons et que nous utilisons constamment est constituée de substances organiques.

Le niveau moléculaire est le niveau initial et le plus profond d'organisation des êtres vivants. Chaque organisme est constitué de molécules de substances organiques présentes dans une cellule - ce sont des molécules biologiques. Les organismes vivants sont constitués des mêmes éléments chimiques que les organismes non vivants. Actuellement, plus de 100 éléments sont connus, la plupart d'entre eux se trouvent dans les organismes vivants. Les plus courants dans la nature vivante sont les glucides (C), l'oxygène (O), l'hydrogène (H) et l'azote (N). Les composés sont du carbone, ils entrent en liaison avec de nombreux atomes et leurs groupes - forment des chaînes qui diffèrent par leur composition chimique, leur longueur et leur forme.

Monomères - groupes d'atomes, relativement simplement structurés, faisant partie de composés chimiques complexes Polymère - une chaîne constituée de nombreux maillons - monomères Biopolymères - polymères qui font partie d'organismes vivants Une molécule de polymère est constituée de milliers de monomères interconnectés (identiques ou différents) Propriétés de les biopolymères dépendent de : la structure des monomères le nombre de monomères la variété des monomères Les biopolymères sont universels, car construit selon le même plan pour tous les organismes vivants.

Les représentants du royaume des virus constituent un groupe spécial de formes de vie. Ils ont non seulement une structure hautement spécialisée, mais se caractérisent également par un métabolisme spécifique. Dans cet article, nous étudierons une forme de vie non cellulaire : un virus. En quoi il consiste, comment il se reproduit et quel rôle il joue dans la nature, vous le découvrirez en le lisant.

Découverte de formes de vie non cellulaires

En 1892, le scientifique russe D. Ivanovsky a étudié l'agent causal de la maladie du tabac - la mosaïque du tabac. Il a établi que l'agent pathogène n'est pas une bactérie, mais une forme spéciale, appelée plus tard virus. À la fin du XIXe siècle, les microscopes à haute résolution n'étaient pas encore utilisés en biologie, de sorte que le scientifique ne pouvait pas découvrir de quelles molécules se compose le virus, ni le voir et le décrire. Après la création du microscope électronique au début du 20e siècle, le monde a vu les premiers représentants du nouveau royaume, qui s'est avéré être la cause de nombreuses maladies humaines dangereuses et difficiles à traiter, ainsi que d'autres organismes vivants : animaux, plantes, bactéries.

La place des formes non cellulaires dans la taxonomie de la nature vivante

Comme mentionné précédemment, ces organismes sont regroupés en un cinquième : les virus. La principale caractéristique morphologique caractéristique de tous les virus est l’absence de structure cellulaire. Jusqu'à présent, les discussions se poursuivent dans le monde scientifique sur la question de savoir si les formes non cellulaires sont des objets vivants au sens plein de ce concept. Après tout, toutes les manifestations du métabolisme n'y sont possibles qu'après pénétration dans une cellule vivante. Jusqu'à présent, les virus se comportent comme des objets de nature inanimée : ils n'ont pas de réactions métaboliques, ils ne se reproduisent pas. Au début du XXe siècle, les scientifiques étaient confrontés à tout un ensemble de questions : qu'est-ce qu'un virus, en quoi consiste sa coque, qu'y a-t-il à l'intérieur d'une particule virale ? Les réponses ont été obtenues grâce à de nombreuses années de recherche et d’expérimentation, qui ont servi de base à une nouvelle discipline scientifique. Elle est née à l’intersection de la biologie et de la médecine et s’appelle virologie.

Caractéristiques structurelles

L’expression « tout ce qui est ingénieux est simple » s’applique directement aux formes de vie non cellulaires. Le virus est constitué de molécules d'acide nucléique - ADN ou ARN, recouvertes d'une enveloppe protéique. Il ne possède pas son propre appareil de synthèse d'énergie et de protéines. Sans cellule hôte, les virus n’ont aucun signe d’une substance vivante : pas de respiration, pas de croissance, pas d’irritabilité, pas de reproduction. Pour que tout cela apparaisse, il suffit d'une seule chose : trouver une victime - une cellule vivante, subordonner son métabolisme à son acide nucléique et finalement la détruire. Comme mentionné précédemment, l'enveloppe du virus est constituée de molécules protéiques ayant une structure ordonnée (virus simples).

Si la coquille comprend également des sous-unités lipoprotéiques, qui font en réalité partie de la membrane cytoplasmique de la cellule hôte, ces virus sont appelés virus complexes (agents responsables de la variole et de l'hépatite B). Souvent, l’enveloppe superficielle du virus comprend également des glycoprotéines. Ils remplissent une fonction de signalisation. Ainsi, la coque et le virus lui-même sont constitués de molécules d'un composant organique - protéines et acides nucléiques (ADN ou ARN).

Comment les virus pénètrent dans les cellules vivantes

Le résultat d’une attaque pathogène sur une cellule est la combinaison de l’ADN ou de l’ARN du virus avec ses propres particules protéiques. Ainsi, le virus nouvellement formé est constitué de molécules d’acide nucléique recouvertes de particules protéiques ordonnées. La membrane de la cellule hôte est détruite, la cellule meurt et les virus qui en émergent envahissent les cellules saines du corps.

Le phénomène de réduplication inversée

Au début de l'étude des représentants de ce royaume, on pensait que les virus étaient constitués de cellules, mais les expériences de D. Ivanovsky ont prouvé que les agents pathogènes ne peuvent pas être isolés à l'aide de filtres microbiologiques : les agents pathogènes passaient par leurs pores et se retrouvaient dans le filtrat, qui conservé des propriétés virulentes.

Des recherches plus approfondies ont établi que le virus est constitué de molécules de matière organique et ne présente les signes d'une substance vivante qu'après sa pénétration directe dans la cellule. En cela, il commence à se multiplier. La plupart contiennent de l'ARN comme décrit ci-dessus, mais certains, comme le virus du SIDA, provoquent la synthèse d'ADN dans le noyau de la cellule hôte. Ce phénomène est appelé réplication inverse. Ensuite, l'ARNm viral est synthétisé sur la molécule d'ADN et l'assemblage des sous-unités protéiques virales qui forment sa coque commence sur celle-ci.

Caractéristiques des bactériophages

Qu'est-ce qu'un bactériophage : une cellule ou un virus ? En quoi consiste cette forme de vie non cellulaire ? Les réponses à ces questions sont les suivantes : cela affecte exclusivement les organismes procaryotes - les bactéries. Sa structure est assez unique. Le virus est constitué de molécules de matière organique et est divisé en trois parties : la tête, la tige (boîtier) et les fils de la queue. Dans la partie avant - la tête - se trouve une molécule d'ADN. Vient ensuite le boîtier, qui contient une tige creuse à l’intérieur. Les filaments de queue qui y sont attachés assurent la connexion du virus avec les loci récepteurs de la membrane plasmique bactérienne. Le principe de fonctionnement du bactériophage ressemble à une seringue. Après contraction des protéines de la gaine, la molécule d’ADN pénètre dans le bâtonnet creux et est ensuite injectée dans le cytoplasme de la cellule cible. Désormais, la bactérie infectée va synthétiser l’ADN du virus et ses protéines, ce qui entraînera inévitablement sa mort.

Comment le corps se protège des infections virales

La nature a créé des dispositifs de protection spéciaux qui résistent aux maladies virales des plantes, des animaux et des humains. Les agents pathogènes eux-mêmes sont perçus par leurs cellules comme des antigènes. En réponse à la présence de virus dans le corps, des immunoglobulines sont produites - des anticorps protecteurs. Les organes du système immunitaire - le thymus, les ganglions lymphatiques - répondent à l'invasion virale et contribuent à la production de protéines protectrices - les interférons. Ces substances inhibent le développement des particules virales et inhibent leur reproduction. Les deux types de réactions protectrices évoqués ci-dessus sont liés à l’immunité humorale. Une autre forme de protection est cellulaire. Les leucocytes, les macrophages et les neutrophiles absorbent les particules virales et les décomposent.

La signification des virus

Ce n’est un secret pour personne, c’est surtout négatif. Ces particules pathogènes ultra-petites (de 15 à 450 nm), visibles uniquement au microscope électronique, provoquent tout un tas de maladies dangereuses et incurables chez tous les organismes existant sur Terre sans exception. Ainsi, ils affectent les organes et systèmes vitaux, comme les systèmes nerveux (rage, encéphalite, polio), immunitaire (SIDA), digestif (hépatite), respiratoire (grippe, adénoinfections). Les animaux souffrent des lézards et de la peste, et les plantes souffrent de diverses nécroses, taches et mosaïques.

La diversité des représentants du royaume n'a pas été entièrement étudiée. La preuve en est que de nouveaux types de virus sont encore découverts et que des maladies jusque-là inconnues sont diagnostiquées. Par exemple, au milieu du XXe siècle, le virus Zika a été découvert en Afrique. On le trouve dans le corps des moustiques qui, lorsqu'ils piquent, infectent les humains et d'autres mammifères. Les symptômes de la maladie indiquent que l'agent pathogène affecte principalement certaines parties du système nerveux central et provoque une microcéphalie chez les nouveau-nés. Les personnes porteuses de ce virus doivent se rappeler qu'elles représentent un danger potentiel pour leurs partenaires, puisque des cas de transmission sexuelle de la maladie ont été signalés dans la pratique médicale.

Le rôle positif des virus inclut leur utilisation dans la lutte contre les espèces nuisibles et dans le génie génétique.

Dans ce travail, nous avons expliqué ce qu'est un virus, en quoi consiste sa particule et comment les organismes se protègent des agents pathogènes. Nous avons également déterminé le rôle que jouent les formes de vie non cellulaires dans la nature.

<Бактериофаг>

Des virus infectant d’autres virus (virus satellites) ont également été découverts.

De nombreux virus sont à l’origine de maladies telles que le SIDA, la rubéole, la rougeole, les oreillons, la varicelle et la variole. Les virus sont de taille microscopique et beaucoup d’entre eux sont capables de traverser n’importe quel filtre. Et contrairement aux bactéries, les virus ne peuvent pas se développer sur des milieux nutritifs, car ils ne présentent pas les propriétés des êtres vivants en dehors du corps. En dehors d'un organisme vivant (hôte), les virus sont des cristaux de substances qui n'ont aucune propriété des systèmes vivants.

Histoire

L'existence d'un virus (en tant que nouveau type d'agent pathogène) a été prouvée pour la première fois en 1892 par le scientifique russe D.I. Ivanovsky. Après de nombreuses années de recherche sur les maladies des plants de tabac, dans un ouvrage daté de 1892, D. I. Ivanovsky arrive à la conclusion que la mosaïque du tabac est causée par « des bactéries passant à travers le filtre Chamberlant, qui ne sont cependant pas capables de se développer sur des substrats artificiels ». » Cinq ans plus tard, en étudiant les maladies du bétail, notamment la fièvre aphteuse, un micro-organisme filtrable similaire a été isolé. Et en 1898, en reproduisant les expériences de D. Ivanovsky par le botaniste néerlandais M. Beijerinck, il qualifia ces micro-organismes de « virus filtrables ». Sous forme abrégée, ce nom a commencé à désigner ce groupe de micro-organismes. En 1901, la première maladie virale humaine a été découverte : la fièvre jaune. Cette découverte a été faite par le chirurgien militaire américain W. Reed et ses collègues. En 1911, Francis Rous a prouvé la nature virale du cancer - le sarcome de Rous (seulement en 1966, 55 ans plus tard, il a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine pour cette découverte). Au cours des années suivantes, l’étude des virus a joué un rôle essentiel dans le développement de l’épidémiologie, de l’immunologie, de la génétique moléculaire et d’autres branches de la biologie. Ainsi, l'expérience Hershey-Chase est devenue une preuve décisive du rôle de l'ADN dans la transmission des propriétés héréditaires. Au fil des années, au moins six autres prix Nobel de physiologie ou de médecine et trois prix Nobel de chimie ont été décernés pour des recherches directement liées à l'étude des virus. En 2002, le premier virus synthétique (virus de la poliomyélite) a été créé à l’Université de New York.

Structure des virus

Les virus simplement organisés sont constitués d'un acide nucléique et de plusieurs protéines qui forment une coque autour de lui - une capside. Des exemples de tels virus sont le virus de la mosaïque du tabac. Sa capside contient un type de protéine de petit poids moléculaire. Les virus organisés de manière complexe ont une enveloppe supplémentaire - une protéine ou une lipoprotéine ; parfois, les enveloppes externes de virus complexes contiennent des glucides en plus des protéines. Des exemples de virus organisés de manière complexe sont les agents pathogènes de la grippe et de l'herpès. Leur enveloppe externe est un fragment de la membrane nucléaire ou cytoplasmique de la cellule hôte, à partir de laquelle le virus sort dans l'environnement extracellulaire. Les particules virales matures sont appelées virions. En fait, il s’agit d’un génome recouvert d’une enveloppe protéique. Cette coquille est la capside. Il est construit à partir de molécules protéiques qui protègent le matériel génétique du virus des effets des nucléases - des enzymes qui détruisent les acides nucléiques. Certains virus ont une supercapside au-dessus de la capside, également constituée de protéines. Le matériel génétique est représenté par l'acide nucléique. Certains virus ont de l'ADN (appelés virus à ADN), d'autres ont de l'ARN (virus à ARN). Les virus à ARN sont également appelés rétrovirus, car la synthèse de protéines virales nécessite dans ce cas une transcription inverse, qui est réalisée par l'enzyme transcriptase inverse (révertase) et est la synthèse d'ADN à base d'ARN.

Le rôle des virus dans la biosphère

Les virus sont l'une des formes d'existence de matière organique les plus courantes sur la planète en termes de nombre : les eaux des océans du monde contiennent un nombre colossal de bactériophages (environ 250 millions de particules par millilitre d'eau), leur nombre total dans l'océan est d'environ 4 × 1030, et le nombre de virus (bactériophages) dans les sédiments du fond de l'océan ne dépend pratiquement pas de la profondeur et est très élevé partout. L’océan abrite des centaines de milliers d’espèces (souches) de virus, dont la grande majorité n’a pas été décrite, encore moins étudiée. Les virus jouent un rôle important dans la régulation de la taille de la population de certaines espèces d'organismes vivants (par exemple, le virus de la féralisation réduit le nombre de renards arctiques plusieurs fois toutes les quelques années).

La place des virus dans le système du monde organique

Origine des virus

Structure

Les particules virales (virions) sont une capsule protéique - une capside contenant le génome viral, représenté par une ou plusieurs molécules d'ADN ou d'ARN. La capside est construite à partir de capsomères - des complexes protéiques constitués, à leur tour, de protomères. L'acide nucléique en complexe avec les protéines est appelé nucléocapside. Certains virus possèdent également une enveloppe lipidique externe. La taille des différents virus varie de 20 (parvovirus) à 500 (mimivirus) ou plus nanomètres. Les virions ont souvent une forme géométrique régulière (icosaèdre, cylindre). Cette structure de capside assure l'identité des liaisons entre ses protéines constitutives et peut donc être construite à partir de protéines standards d'une ou plusieurs espèces, ce qui permet au virus de gagner de la place dans le génome.

Mécanisme d'infection

Classiquement, le processus d'infection virale à l'échelle d'une cellule peut être divisé en plusieurs étapes qui se chevauchent :

1. Fixation à la membrane cellulaire - ce qu'on appelle l'adsorption. Généralement, pour qu'un virion soit adsorbé à la surface d'une cellule, il doit avoir une protéine (souvent une glycoprotéine) dans sa membrane plasmique - un récepteur spécifique d'un virus donné. La présence d'un récepteur détermine souvent la gamme d'hôtes d'un virus donné, ainsi que sa spécificité tissulaire. 2. Pénétration dans la cellule. À l’étape suivante, le virus doit délivrer son information génétique à l’intérieur de la cellule. Certains virus portent également leurs propres protéines nécessaires à sa mise en œuvre (cela est particulièrement vrai pour les virus contenant de l'ARN négatif). Différents virus utilisent différentes stratégies pour pénétrer dans la cellule : par exemple, les picornavirus injectent leur ARN à travers la membrane plasmique, et les virions d'orthomyxovirus sont capturés par la cellule lors de l'endocytose, pénètrent dans l'environnement acide des lysosomes, où se produit leur maturation finale (déprotéinisation du virus particule), après quoi l'ARN est complexé avec des protéines virales, traverse la membrane lysosomale et pénètre dans le cytoplasme. Les virus diffèrent également par la localisation de leur réplication : certains virus (par exemple, les mêmes picornavirus) se multiplient dans le cytoplasme de la cellule, et d'autres (par exemple, les orthomyxovirus) dans son noyau. 3. Reprogrammation cellulaire. Lorsqu’une cellule est infectée par un virus, des mécanismes de défense antiviraux spéciaux sont activés. Les cellules infectées commencent à synthétiser des molécules de signalisation - les interférons, qui transfèrent les cellules saines environnantes dans un état antiviral et activent le système immunitaire. Les dommages causés par la multiplication du virus dans une cellule peuvent être détectés par des systèmes de contrôle cellulaire internes, et la cellule devra « se suicider » dans un processus appelé apoptose ou mort cellulaire programmée. Sa survie dépend directement de la capacité du virus à vaincre les systèmes de défense antiviraux. Il n'est pas surprenant que de nombreux virus (par exemple, les picornavirus, les flavivirus) aient acquis au cours de l'évolution la capacité de supprimer la synthèse des interférons, le programme apoptotique, etc. En plus de supprimer les défenses antivirales, les virus s'efforcent de créer dans la cellule les conditions les plus favorables au développement de leur progéniture. 4. Persistance. Certains virus peuvent entrer dans un état latent, interférant faiblement avec les processus se déroulant dans la cellule, et ne s'activer que sous certaines conditions. C'est ainsi que se construit par exemple la stratégie de reproduction de certains bactériophages : tant que la cellule infectée se trouve dans un environnement favorable, le phage ne la tue pas, est hérité par les cellules filles et est souvent intégré au génome cellulaire. Cependant, lorsqu'une bactérie infectée par un phage lysogène pénètre dans un environnement défavorable, l'agent pathogène prend le contrôle des processus cellulaires, de sorte que la cellule commence à produire des matériaux à partir desquels de nouveaux phages sont construits. La cellule se transforme en une usine capable de produire plusieurs milliers de phages. Les particules matures quittant la cellule rompent la membrane cellulaire, tuant ainsi la cellule. Certains cancers sont associés à la persistance de virus (par exemple les papovavirus). 5. Maturation des virions et sortie de la cellule. Finalement, l’ARN ou l’ADN génomique nouvellement synthétisé est habillé des protéines appropriées et quitte la cellule. Il faut dire qu'un virus à réplication active ne tue pas toujours la cellule hôte. Dans certains cas (par exemple les orthomyxovirus), des virus filles bourgeonnent à partir de la membrane plasmique sans provoquer sa rupture. Ainsi, la cellule peut continuer à vivre et à produire le virus.

Souviens-toi!

En quoi les virus sont-ils différents de tous les autres êtres vivants ?

Pourquoi l’existence de virus ne contredit-elle pas les principes fondamentaux de la théorie cellulaire ?

Constitué de substances organiques comme les cellules (protéines, acides nucléiques)

Se reproduire à l'aide de cellules

Quelles maladies virales connaissez-vous ?

Grippe, VIH, rage, rubéole, variole, herpès, hépatite, rougeole, papillome, polio.

Réviser les questions et les devoirs

1. Comment fonctionnent les virus ?

Les virus ont une structure très simple. Chaque virus est constitué d’un acide nucléique (ou ADN ou ARN) et d’une protéine. L'acide nucléique est le matériel génétique du virus. Il est entouré d’une coque protéique protectrice : la capside. La capside peut également contenir ses propres enzymes virales. Certains virus, comme la grippe et le VIH, possèdent une enveloppe supplémentaire formée à partir de la membrane cellulaire de la cellule hôte. La capside du virus, constituée de nombreuses molécules protéiques, présente un degré élevé de symétrie, ayant généralement une forme en spirale ou polyédrique. Cette caractéristique structurelle permet à des protéines virales individuelles de se combiner en une particule virale complète par auto-assemblage.

2. Quel est le principe d’interaction entre un virus et une cellule ?

3. Décrire le processus de pénétration du virus dans une cellule.

Les virus « nus » pénètrent dans la cellule par endocytose - immersion d'une section de la membrane cellulaire sur le site de leur adsorption. Autrement, ce processus est connu sous le nom de viropexis [virus + grec. pexis, attachement]. Les virus « habillés » pénètrent dans la cellule par fusion de la supercapside avec la membrane cellulaire avec la participation de protéines F spécifiques (protéines de fusion). Les valeurs de pH acides favorisent la fusion de l'enveloppe virale et de la membrane cellulaire. Lorsque des virus « nus » pénètrent dans la cellule, des vacuoles (endosomes) se forment. Après la pénétration des virus « habillés » dans le cytoplasme, une déprotéinisation partielle des virions et une modification de leur nucléoprotéine (déshabillage) se produisent. Les particules modifiées perdent leurs propriétés infectieuses ; dans certains cas, la sensibilité à la RNase, l'effet neutralisant des anticorps (AT) et d'autres caractéristiques spécifiques à des groupes individuels de virus changent.

4. Quel est l’effet des virus sur la cellule ?

Pense! Souviens-toi!

1. Expliquez pourquoi un virus ne peut présenter les propriétés d’un organisme vivant qu’en envahissant une cellule vivante.

Un virus est une forme de vie non cellulaire, il n'a pas d'organites qui remplissent certaines fonctions dans les cellules, il n'y a pas de métabolisme, les virus ne se nourrissent pas, ne se reproduisent pas par eux-mêmes et ne synthétisent aucune substance. Ils n'ont d'hérédité que sous la forme d'un seul acide nucléique - ADN ou ARN, ainsi que d'une capside de protéines. Par conséquent, ce n'est que dans la cellule hôte, lorsque le virus intègre son ADN (s'il s'agit d'un rétrovirus, alors la transcription inverse se produit en premier et est construite à partir de l'ARN-ADN) dans l'ADN de la cellule, que de nouveaux virus peuvent se former. Lors de la réplication et de la synthèse ultérieure des acides nucléiques et des protéines par la cellule, toutes les informations du virus saisies par celle-ci sont également reproduites et de nouvelles particules virales sont assemblées.

2. Pourquoi les maladies virales ont-elles le caractère d'épidémies ? Décrire les mesures pour lutter contre les infections virales.

Ils se propagent rapidement par des gouttelettes en suspension dans l'air.

3. Exprimez votre opinion sur l'époque d'apparition des virus sur Terre dans le passé historique, en tenant compte du fait que les virus ne peuvent se reproduire que dans des cellules vivantes.

4. Expliquez pourquoi au milieu du 20e siècle. les virus sont devenus l'un des principaux objets de la recherche génétique expérimentale.

Les virus se multiplient rapidement, sont faciles à infecter, provoquent des épidémies et des pandémies et peuvent agir comme mutagènes pour les humains, les animaux et les plantes.

5. Quelles difficultés surviennent lorsqu'on tente de créer un vaccin contre l'infection par le VIH ?

Étant donné que le VIH détruit le système immunitaire humain et que le vaccin est fabriqué à partir de micro-organismes affaiblis ou tués, de leurs produits métaboliques ou de leurs antigènes obtenus par génie génétique ou par des moyens chimiques. Le système immunitaire ne résistera pas à cette action.

6. Expliquez pourquoi le transfert de matériel génétique par des virus d'un organisme à un autre est appelé transfert horizontal. Comment s’appelle alors, selon vous, le transfert de gènes des parents aux enfants ?

Le transfert horizontal de gènes (HGT) est un processus par lequel un organisme transfère du matériel génétique à un autre organisme qui n'est pas son descendant. Le transfert vertical de gènes est le transfert d'informations génétiques d'une cellule ou d'un organisme à sa progéniture à l'aide de mécanismes génétiques conventionnels.

7. Au fil des années, au moins sept prix Nobel de physiologie ou de médecine et trois prix Nobel de chimie ont été décernés pour des recherches directement liées à l'étude des virus. À l’aide de publications supplémentaires et de ressources Internet, préparez un rapport ou une présentation sur les progrès actuels de la recherche sur les virus.

La lutte de l'humanité contre l'épidémie de sida se poursuit. Et même s’il est trop tôt pour tirer des conclusions, certaines tendances, sans aucun doute optimistes, se dessinent encore. Ainsi, des biologistes américains ont réussi à cultiver des cellules immunitaires dans lesquelles le virus de l'immunodéficience humaine ne peut pas se reproduire. Ceci a été réalisé grâce à la technologie la plus récente, qui permet d’influencer le fonctionnement de l’appareil héréditaire de la cellule. Le professeur Ramesh Akkina de l'Université du Colorado et ses collègues ont conçu des molécules spéciales qui bloquent le travail de l'un des gènes clés du virus de l'immunodéficience. Ensuite, les scientifiques ont créé un gène artificiel capable de synthétiser de telles molécules et, à l'aide d'un virus porteur, l'ont introduit dans les noyaux des cellules souches, qui donnent ensuite naissance à des cellules immunitaires déjà protégées de l'infection par le VIH. Toutefois, seuls des essais cliniques permettront de démontrer l'efficacité de cette technique dans la lutte contre le SIDA.

Il y a seulement 20 ans, cette maladie était considérée comme incurable. Dans les années 90, seules des préparations d'interféron alpha à courte durée de vie étaient utilisées. L'efficacité de ce traitement était très faible. Au cours de la dernière décennie, la « référence » dans le traitement de l’hépatite C chronique a été la thérapie antivirale combinée à l’interféron alpha pégylé et à la ribavirine, dont l’efficacité pour éliminer le virus, c’est-à-dire guérir l’hépatite C, atteint généralement 60- 70%. D’ailleurs, parmi les patients infectés par les génotypes 2 et 3 du virus, il est d’environ 90 %. Dans le même temps, le taux de guérison chez les patients infectés par le virus de génotype C, jusqu'à récemment, n'était que de 40 à 50 %.

1. Caractéristiques des fonctions vitales (dimensions)

2. Schéma de la structure du virus

3. Schéma de pénétration et de reproduction cellulaire

4. Poèmes et énigmes sur les virus

4.Énigmes et poèmes

J'ai l'air triste -

J'ai mal à la tête le matin

J'éternue, je suis enroué.

Ce qui s'est passé?

C'est... la grippe

Cette grippe est un virus sournois

J'ai mal à la tête maintenant

La température a augmenté

Et tu as besoin de médicaments

Votre enfant a-t-il contracté la rougeole ?

Ce n'est pas du tout du chagrin

Le médecin va t'aider, dépêche-toi

Notre bébé sera guéri

je vais me faire vacciner

J'irai fièrement chez le médecin

Donne-moi une seringue et une injection

Tout est prêt ? Je suis allé

Votre futur métier

1. Prouver que des connaissances de base sur les processus se produisant aux niveaux moléculaires et cellulaires de l'organisation des êtres vivants sont nécessaires non seulement pour les biologistes, mais également pour les spécialistes d'autres domaines des sciences naturelles.

Les biophysiciens et les biochimistes ne pourront pas se passer de telles connaissances. Les processus physiques et chimiques se déroulent selon les mêmes lois.

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Biotechnologue des systèmes. Spécialiste du remplacement de solutions obsolètes dans diverses industries par de nouveaux produits issus de l'industrie de la biotechnologie. Par exemple, il aidera les entreprises de transport à passer aux biocarburants au lieu du diesel, et les entreprises de construction à se tourner vers de nouveaux biomatériaux au lieu du ciment et du béton. Utiliser la biotechnologie pour purifier les milieux liquides.

3. « Ces spécialistes sont nécessaires dans les instituts de recherche vétérinaire et médicale, les instituts universitaires et les entreprises liées à la biotechnologie. Ils ne resteront pas sans travail dans les laboratoires des cliniques et hôpitaux, dans les stations de sélection agronomique, dans les laboratoires vétérinaires et les hôpitaux. Parfois, ce sont eux qui peuvent poser le diagnostic le plus fiable et le plus précis. Leurs recherches sont indispensables au diagnostic précoce du cancer. Devinez de quels métiers nous parlons dans ces phrases. Prouvez votre point de vue.

Probablement la génétique. Travaillant avec du matériel génétique, ils peuvent travailler dans n’importe quel domaine lié aux organismes vivants, qu’il s’agisse de sélection ou de toute branche du savoir médical.