2071

ДНК и вирусы

Доклад

Биология и генетика

Вирусы — это внутриклеточные паразиты животных, растений и бактерий.

Русский

2013-01-06

38.46 KB

3 чел.

ДНК и вирусы.

Вирусы — это внутриклеточные паразиты животных, растений и бактерий. Вирусы, поражающие бактерии, называют бактериофагами или просто фагами (в буквальном переводе «фаг» — пожиратель бактерийу). Вирусы состоят из белковой оболочки, заполненной молекулой нуклеиновой кислоты. В химическом отношении они представляют собой нуклеопротеиды. Частицы одних вирусов содержат ДНК, в состав же других входит только РНК. В последнее время были открыты РНК-ДНК-со-держащие вирусы. Их геном состоит попеременно из РНК и ДНК. Для изучения свойств нуклеиновых кислот и явлений наследственности на молекулярном уровне наиболее широко были использованы фаг Т2, размножающийся внутри клеток кишечной палочки Еscherichia coli, и вирус табачной мозаики (ВТМ). Частица фага Т2 состоит наполовину из ДНК и наполовину из различных, белков. При сильном увеличении у него хорошо различается шестиугольная головка и нитевидный хвост, в конце его имеется пластинка, к которой прикрепляются хвостовые нити. Внутри головки помещается туго скрученная в спираль очень длинная нить ДНК.

Атакуя бактерию, фаг «садится» хвостом на нее и хвостовыми нитями прикрепляется к ее поверхности. Вслед за этим он впрыскивает в клетку-хозяина свою ДНК. Белковая оболочка фага при этом остается на поверхности клетки. Попав внутрь клетки, ДНК фага парализует нормальную работу клетки, клеточная ДНК распадается, и синтез белков в ней прекращается. Весь контроль над биохимическим аппаратом клетки переходит к вирусной ДНК, которая полностью переключается на производство белковых молекул, необходимых для репродукции новых вирусных частиц, С огромной скоростью ДНК вируса начинает «штамповать» себе подобные структуры: примерно за 20 минут образуется несколько сотен новых зрелых частиц фага. Они переполняют клетку, оболочка ее разрывается, и частицы фага, выходят во внешнюю среду, готовы поражать новые бактериальные клетки.

Очень наглядно и точно генетическая роль ДНК была установлена Херши и Чейз благодаря использованию изотопной метки при изучении размножения фага Т2. Белок фага был помечен радиоактивной серой (35S), а ДНК — радиоактивным фосфором (32Р).

Такой препарат фага смешивали с суспензией бактериальных клеток. После этого в потомстве фага с помощью специальных счетчиков радиоактивности прослеживали распределение метки. Оказалось, что новые фаговые частицы содержали только испускавший β-излучение радиоактивный фосфор, которым была помечена ДНК. Меченый белок родительского фага дочернему поколению не передавался. 35S ни у одной частицы в белковой оболочке не содержалась.

Вирус табачной мозаики устроен предельно просто. Он имеет палочковидную форму и состоит из длинной нити РНК, на которую нанизано несколько сотен совершенно одинаковых белковых молекул. РНК у ВТМ выполняет ту же функцию, что ДНК у фагов и других вирусов. Если РНК этого вируса отделить от своего белкового «футляра» и ввести внутрь клетки растения, то произойдет заражение и образуются новые многочисленные частицы фага. Встряхивая в водном растворе фенола суспензии частиц фага, отделяют РНК вируса от его белка. Затем заражают листья табака отдельно каждым компонентом. При этом оказывается, что белковая часть заражения не производит, а втирание в листья РНК вызывает заболевание, сопровождающееся образованием в клетках новых частиц вируса.

Опыты с фагом Т2 и ВТМ убедительно доказывают, что материальная преемственность между заражающей частицей и ее потомками обеспечивается исключительно посредством проникающей в бактериальную или растительную клетку ДНК или РНК.

Трансдукция. Поражая бактерию, фаг не всегда ее уничтожает. Иногда процесс вирусной инфекции протекает иначе, чем это было описано выше. ДНК фага, попав в клетку, может прикрепляться к бактериальной хромосоме и образовывать так называемый профаг. Он может делиться вместе с бактериальной хромосомой и при соответствующих постоянных внешних условиях в течение длительного времени передаваться от одного клеточного поколения другому. Но условия могут измениться так, что начнется репродуцирование частиц фага, и клетка погибнет. При этом, отдельные фаговые частицы, как это показали в 1952 г. Н. Циндер и Дж. Ледерберг, в процессе размножения могут случайно захватывать очень небольшие кусочки, хромосомы клетки-хозяина и переносить вместе с ними гены из одной клетки в другую. Такой перенос фагами генетического материала из одних клеток в другие называется трансдукцией (от лат. transductio — перенос). Прикрепляясь к какой-нибудь другой бактериальной клетке, фаг вместе со своей ДНК впрыскивает в нее и этот, захваченный ранее фрагмент. Попав в клетку, такой фрагмент в результате кроссинговера может оказаться в хромосоме бактерии. Если фаг выращивался на одном бактериальном штамме, а затем трансдуцировал другой штамм, генотип последнего может измениться.

Таким образом, совокупность всех полученных в описанных исследованиях данных убедительно показывает, что ДНК — это химическое вещество, в котором организм сохраняет свои наследственные свойства, т. е. наследственная информация организма записана в структуре молекул ДНК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

55839. Ілюстрування казки А. С. Пушкіна "Сказка о царе Салтане, о сыне его славном и могучем богатыре князе Гвидоне и о прекрасной царевне Лебедь" 5.18 MB
  Мета уроку: передача сюжетно-смислових звязків в композиції просторових явища глибина простору плановість розташування обєктів перспективні зміни ландшафту та розташованих на ній обєктів; передача характерних особливостей форм і пропорцій людей.
55840. Самостоятельная подготовка студентов к проведению урока по легкой атлетике. Учебно-методическая разработка 190 KB
  Задачей подготовительной части урока является подготовка организма занимающихся к предстоящей нагрузке основной части обучение видам легкой атлетики развитие физических качеств и формирование специальных двигательных качеств...
55842. ОРГАНІЗАЦІЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ У ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ 114 KB
  Співвідношення обсягів аудиторних занять і самостійної роботи студентів визначається з урахуванням специфіки та змісту конкретної навчальної дисципліни її місця значення і дидактичної мети в реалізації освітньопрофесійної програми а також питомої ваги...
55843. Вычитание двузначных чисел с переходом через разряд 30.5 KB
  Оборудование урока: компьютер мультимедийный проектор экран учебник математики рабочая тетрадь по математике №1 Тип урока: урок открытия нового знания. В содержание урока я включила элементы обучения школьников универсальным учебным действиям...
55844. Мои домашние животные 63.5 KB
  При создании урока я как учитель поставила перед собой и детьми цели: Цели урока: развитие языковой догадки зрительной и слуховой памяти логического мышления инициативы через составление диалога...
55845. Борьба за существование и ее формы 24.5 KB
  Напомнила домашнее задание и тему прошлого урока дала несколько минут на повторение домашнего задания. При проверке домашнего задания использовала индивидуальный опрос так как материал прошлого урока достаточно объемный и каждый ответ на вопрос может быть оценен.
55846. Время 34.5 KB
  Специфика урока состоит в том что он готовит учащихся через повторение времени к следующему блоку Распорядок дня.