2071

ДНК и вирусы

Доклад

Биология и генетика

Вирусы — это внутриклеточные паразиты животных, растений и бактерий.

Русский

2013-01-06

38.46 KB

2 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

84205. КИШЕЧНЫЕ ИНФЕКЦИИ. ХОЛЕРА. САЛЬМОНЕЛЛЕЗЫ 23.78 KB
  САЛЬМОНЕЛЛЕЗЫ Холера Сальмонеллезы Холера острое инфекционное заболевание с преимущественным поражением желудка и тонкой кишки. В тонкой кишке отмечаются резкое полнокровие отек некроз и слущивание энтелиальных клеток ворсин инфильтрация слизистой лимфоцитами нейтрофилии очаги кровоизлияний. Между петлями тонкой кишки обнаруживается прозрачная липкая тянущаяся в виде нитей слизь. Септическая форма отличается от интерстициальной тем что при незначительно выраженных изменениях в тонкой кишке гесперемия отек гиперплазия лимфатического...
84206. КИШЕЧНЫЕ ИНФЕКЦИИ. ДИЗЕНТЕРИЯ. БРЮШНОЙ ТИФ 24.46 KB
  БРЮШНОЙ ТИФ Дизентерия Амебиаз брюшной тиф Дизентерия острое кишечное инфекционное заболевание с преимущественным поражением толстой кишки и явлениями интоксикации. Местные изменения развиваются в слизистой толстой кишки прямой и сигмовидной. Стадия катарального колита 2 3 дня характеризуется гиперемией и набуханием слизистой кишки в которой встречаются поверхностные участки некроза и кровоизлияния. Просвет кишки в связи со спазмом мышечного слоя сужен.
84207. БОЛЕЗНИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ. БРОНХОПНЕВМОНИЯ 24.31 KB
  БРОНХОПНЕВМОНИЯ Болезни органов дыхания. Аэродинамическая фильтрация Бронхопневмония Болезни органов дыхания отмечаются многообразием клини коморфологических проявлений. Бронхопневмония воспаление легких развивающееся в связи с бронхитом или бронхиолитом. Бронхопневмония возникает гематогенным путем.
84208. БОЛЕЗНИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ. КРУПОЗНАЯ ПНЕВМОНИЯ. РАК ЛЕГКОГО 25.98 KB
  РАК ЛЕГКОГО Крупозная пневмония Рак легкого Крупозная пневмония инфекционноаллергическое острое заболевание при котором поражается одна или несколько долей легкого в альвеолах выявляется фибринозный экссудат а на плевре фибринозные наложения. Ткань легкого темнокрасная приобретает плотность печени. Ретонарные лимфоузлы в отношении пораженной доли легкого увеличены полнокровны. Доля легкого в этой стадии увеличена плотная тяжелая на плевре значительные фиброзные наложения.
84209. ПЕРВИЧНЫЙ ТУБЕРКУЛЕЗ 27.3 KB
  Морфологическим выражением первичного туберкулеза является первичный туберкулезный комплекс. Он состоит из трех компонентов: очага поражения в органе первичного очага или аффекта туберкулезного воспаления отводящих лимфатических сосудов лимфангита и туберкулезного воспаления регионарных лимфатических узлов лимфаденита. Образуется как бы дорожка от первичного очага к прикорневым лимфатическим узлам.
84210. ГЕМАТОГЕННЫЙ ТУБЕРКУЛЕЗ 22.97 KB
  Виды гематогенного туберкулеза Генерализованный гематогенный туберкулез Гематогенный туберкулез с преимущественным поражением легких Гематогенный туберкулез с преимущественными внелегочными поражениями Гематогенный туберкулез объединяет род проявления заболевания возникающего и развивающегося в организме человека через значительный срок после перенесенных первичных инфекций и представляет собой послепервичный туберкулез. Гематогенный туберкулез возникает у больных у которых первичная инфекция оставила изменения в виде очагов отсевов в...
84211. Вторичный туберкулез 25.48 KB
  Характеристики вторичного туберкулеза Патологическая анатомия. Осложнения Вторичный туберкулез реинфицированный развивается в организме взрослого человека перенесшего ранее первичную инфекцию которая обеспечила ему относительный иммунитет но не оградила от возможности повторного заболевания после первичного туберкулеза для которого характерны: избирательно легочная локализация процесса; контактное и интраканаликулярное бронхиальное дерево желудочнокишечный тракт распространение; смена клиникоморфологических форм. Выделяют...
84212. СИФИЛИС 25.13 KB
  Хроническое интерстициальное воспаление отмечается в печени стенке аорты легких ткани яичек. Развивается также сифилитический мезаортит; на интиме аорты появляются белесоватые бугристые бляшки с рубцевыми втяжениями. При сифилитическом мезаортите в стенке аорты обнаруживается воспалительный процесс распространяющийся со стороны vs vsovum и адвентиции на среднюю оболочку. Прочность стенки аорты уменьшается просвет ее расширяется образуется сифилитическая аневризма аорты.
84213. ОСТРЫЕ РЕСПИРАТОРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ 26.36 KB
  Возбудители гриппа пневмотропные РНКсодержащие вирусы трех антигенно обусловленных серологических вариантов: А А 1 А 2 В С. Вирус гриппа оказывает цитопатическое цитолитическое влияние на эпителий бронхов и трахеи вызывает его дистрофию некроз дескавлизацию. Вирус гриппа обладает свойствами оказывать вазопатическое вазопалитическое действие полнокровие стазы плазмо и геморрагии и угнетение защитных систем организма нейтрофилов...