МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
Кафедра біотехнології і мікробіології
Реферат
на тему:
«Віруси»
Виконала:
Студентка групи БЦВ-2-1
Кислюк Т.М
Перевірила:
Решетняк Людмила
Расулівна
КИЇВ,2012
ЗМІСТ
Відкриття вірусів
Властивості вірусів
Поширення вірусів в природі
Механізм проникнення бактеріофагів в клітину
Помірні і вірулентні фаги
Явище лізогенії
1.Відкриття вірусів
Вірусологія - молода наука, її історія налічує трохи більше 100 років. Почавши свій шлях як наука про віруси, що викликають хвороби людини, тварин і рослин, в даний час вірусологія розвивається в напрямках вивчення основних законів сучасної біології на молекулярному рівні, ґрунтуючись на тому, що віруси є частиною біосфери і важливим фактором еволюції органічного світу.
Історія вірусології незвичайна тим, що один з її предметів - вірусні хвороби - став вивчатися задовго до того, як були відкриті власне віруси. Початок історії вірусології - це боротьба з інфекційними захворюваннями і лише згодом - поступове розкриття джерел цих хвороб. Підтвердженням тому служать роботи Едуарда Дженнера (1749-1823 рр.). З попередження віспи і роботи Луї Пастера (1822-1895 рр.). Зі збудником сказу.
З незапам'ятних часів віспа була бичем людства, несучи тисячі життів. Опис віспинної зарази зустрічаються в рукописах найдавніших китайських та індійських текстів. Перші згадки про епідемії віспи на європейському континенті датуються VI століттям нашої ери (епідемія серед солдатів ефіопської армії, що облягали Мекку), після чого спостерігався незрозумілий період часу, коли згадки про епідемії віспи були відсутні. Віспа знову почала гуляти по континентах в XVII столітті. Наприклад, у Північній Америці (1617-1619 рр..) В штаті Массачусетс загинуло 9/10 населення, в Ісландії (1707 р.) після епідемії віспи від 57 тис. чоловік залишилося тільки 17 тис., у м. Істхем (1763 р. ) від 1331 жителя залишилося 4 людини. У зв'язку з цим, проблема боротьби з віспою стояла дуже гостро.
Методика попередження віспи через щеплення, звана варіоляція, була відома з давніх часів. Згадки про застосування варіоляції в Європі датуються серединою 17-го століття з посиланнями на більш ранній досвід застосування в Китаї, на Далекому Сході, в Туреччині. Суть варіоляції полягала в тому, що вміст пустул від пацієнтів, що хворіли легкою формою віспи, вносили в маленьку ранку на шкірі людини, що викликало легке захворювання і попереджало гостру форму. Однак при цьому зберігалася велика небезпека захворювання важкою формою віспи і смертність серед щеплених досягала 10%. Дженнер зробив переворот у методиці попередження віспи. Він перший звернув увагу на те, що люди, які перехворіли коров'ячою віспою, яка протікала легко, згодом ніколи не хворіли віспою. 14 травня 1796 Дженнер вніс до ранку Джеймса ФІПС, ніколи не хворів віспою, рідина з пустул хворий коров'ячою віспою доярки Сари Селмес. На місці штучної інфекції у хлопчика з'явилися типові пустули, які через 14 днів зникли. Тоді Дженнер вніс до ранку хлопчика високоінфекційний матеріал з пустул хворого віспою. Хлопчик не захворів. Так зародилася і підтвердилася ідея вакцинації (від латинського слова vacca - корова). За часів Дженнера вакцинація розумілася як внесення інфекційного матеріалу коров'ячої віспи в організм людини з метою запобігання захворювання натуральною віспою. Термін вакцина застосовували до речовини, оберігає від віспи. З 1840 р. противіспинну вакцину стали отримувати зараженням телят. Вірус віспи людини був відкритий тільки в 1904 р. Таким чином, віспа - це перша інфекція, проти якої була застосована вакцина, тобто перша керована інфекція. Успіхи в вакцинопрофілактику чорної віспи привели до її викорінення в світовому масштабі.
У наш час вакцинація і вакцина вживаються як загальні терміни, що позначають щеплення і прищепний матеріал.
Пастер, по суті не знав нічого конкретного про причини сказу, крім незаперечного факту його інфекційної природи, використовував принцип ослаблення збудника. З метою ослаблення хвороботворних властивостей збудника сказу був використаний кролик, в мозок якого ввели мозкову тканину померлої від сказу собаки. Після смерті кролика мозкова тканина його була введена наступного кролику і т. д. Було проведено близько 100 пасажів, перш ніж збудник адаптувався до тканини мозку кролика. Будучи введений підшкірно в організм собаки, він виявляв лише помірні властивості патогенності. Такий «перевиховати» збудник Пастер назвав «фіксованим», на відміну від «дикого», якому властива висока патогенність. Пізніше Пастер розробив метод створення імунітету, що складається з серії ін'єкцій з поступово збільшується змістом фіксованого збудника. Собака, що пройшла повний курс ін'єкцій, опинилася в повній мірі стійкої до інфекції. Пастер прийшов до висновку, що процес розвитку інфекційної хвороби, по суті, є боротьбою мікробів із захисними силами організму. «Кожна хвороба має мати свого збудника, а ми повинні сприяти розвитку імунітету до цієї хвороби в організмі пацієнта», - говорив Пастер. Ще не розуміючи, яким чином організм виробляє імунітет, Пастер зумів використати його принципи і направити механізми цього процесу на користь людини. У липні 1885 р. Пастер випала нагода випробувати властивості «фіксованого» збудника сказу на дитину, укушеним скаженою собакою. Хлопчикові була проведена серія ін'єкцій все більше отруйної речовини, причому остання ін'єкція містила вже повністю патогенну форму збудника. Хлопчик залишився здоровий. Вірус сказу був відкритий Ремленже в 1903 р.
Слід зазначити, що ні вірус віспи, ні вірус сказу не були першими відкритими вірусами, що вражають тварин і людини. Перше місце по праву належить вірусу ящура, відкритому Леффлером і Фрош в 1898 р. Ці дослідники, використовуючи багаторазові розведення фільтрувального агента, показали його отруйність і зробили висновок про його корпускулярну природу.
До кінця XIX-го століття з'ясувалося, що цілий ряд захворювань людини, таких як сказ, віспа, грип, жовта лихоманка є інфекційними, проте їх збудники не виявлялися бактеріологічними методами. Завдяки роботам Роберта Коха (1843-1910 рр..), Який вперше використав техніку чистих бактеріальних культур, з'явилася можливість розрізняти бактеріальні та небактеріальних захворювання. У 1890 р. на X конгресі гігієністів Кох змушений був заявити, що «... при перерахованих хворобах ми маємо справу не з бактеріями, а з організованими збудниками, які належать до зовсім іншої групи мікроорганізмів». Це висловлювання Коха свідчить, що відкриття вірусів не було випадковою подією. Не тільки досвід роботи з незрозумілими за своєю природою збудниками, а й розуміння суті того, що відбувається сприяли тому, що була сформульована думка про існування оригінальної групи збудників інфекційних захворювань небактеріальної природи. Залишалося експериментально довести її існування.
Перше експериментальне доказ існування нової групи збудників інфекційних захворювань було отримано нашим співвітчизником - фізіологом рослин Дмитром Йосиповичем Іванівським (1864-1920 рр..) При вивченні музичних захворювань тютюну. Це не дивно, так як інфекційні захворювання епідемічного характеру часто спостерігалися і у рослин. Ще в 1883-84 рр.. голландський ботанік і генетик де Фриз спостерігав епідемію позеленіння квітів і припустив інфекційну природу захворювання. У 1886 р. німецький вчений Майєр, який працював у Голландії, показав, що сік рослин, хворих мозаїчної хворобою, при інокуляції викликає в рослин таке ж захворювання. Майер був упевнений, що винуватцем хвороби є мікроорганізм, і безуспішно шукав його. У 19 столітті захворювання тютюну завдавали величезної шкоди сільському господарству і в нашій країні. У зв'язку з цим, для вивчення захворювань тютюну на Україна була направлена група дослідників, в яку, будучи студентом Петербурзького університету, входив Д.І. Івановський. В результаті вивчення захворювання, описаного в 1886 р. Майєром як мозаїчна хвороба тютюну, Д.І. Іванівський і В.В. Половців прийшли до висновку, що воно являє собою два різних захворювання. Одне з них - «рябуха» - викликається грибком, а інше - невідомого походження. Вивчення мозаїчної хвороби тютюну було продовжено Ивановским в Нікітському ботанічному саду під керівництвом академіка А.С. Фаміціна. Використовуючи сік ураженого хворобою листа тютюну, профільтрований через свічку Шамберлана, що затримує найдрібніші бактерії, Іванівський викликав захворювання листя тютюну. Культивування зараженого соку на штучних поживних середовищах не дало результатів і Іванівський приходить до висновку, що збудник хвороби має незвичайну природу - він фільтрується через бактеріальні фільтри і не здатний рости на штучних поживних середовищах. Прогрівання соку при 60-70 ° C позбавляло його інфекційності, що свідчило про живу природу збудника. Іванівський спочатку назвав новий тип збудника «фільтрівні бактерії». Результати роботи Д.І. Іванівського були покладені в основу його дисертації, представленої в 1888 р., і опубліковані в книзі «Про дві хвороби тютюну» в 1892 році. Цей рік і вважається роком відкриття вірусів.
Певний період часу в зарубіжних публікаціях відкриття вірусів пов'язували з ім'ям голландського вченого Бейерінк (1851-1931 рр..), Який також займався вивченням мозаїчної хвороби тютюну і опублікував свої досліди в 1898 р. Профільтрований сік зараженого рослини Бейерінк помістив на поверхню агару, проінкубованих і отримав на його поверхні бактеріальні колонії. Після цього верхній шар агару з колоніями бактерій був вилучений, а внутрішній шар був використаний для зараження здорової рослини. Рослина захворіло. З цього Бейерінк зробив висновок, що причиною захворювання є не бактерії, а якась рідка субстанція, яка могла проникнути всередину агару, і назвав збудника «рідкий живої контагем». У зв'язку з тим, що Іванівський тільки докладно описав свої досліди, але не приділив належної уваги небактеріальної природи збудника, виникло непорозуміння ситуації. Популярність роботи Іванівського придбали тільки після того, як Бейерінк повторив і розширив його досліди і підкреслив, що Іванівський вперше довів саме небактерійний характер збудника самої типовою вірусної хвороби тютюну. Сам Бейерінк визнав першість Іванівського і в даний час пріоритет відкриття вірусів Д.І. Івановським визнаний у всьому світі.
Слово ВІРУС означає отруту. Цей термін застосовував ще Пастер для позначення заразного початку. Слід зазначити, що на початку 19 століття всі хвороботворні агенти називалися словом вірус. Тільки після того, як стала зрозуміла природа бактерій, отрут і токсинів термінами «ультравіруси», а потім просто «вірус» стали позначати «новий тип фільтрувального збудника». Широко термін «вірус» укорінився в 30-і роки нашого століття.
В даний час ясно, що віруси характеризуються убіквітарний, тобто повсюдного поширення. Віруси вражають представників усіх царств живого: людини, хребетних і безхребетних тварин, рослини, гриби, бактерії.
Перше повідомлення, що має відношення до вірусів бактерій було зроблено Ханкін в 1896 р. У Літописі Інституту Пастера він заявив, що «... вода деяких річок Індії має бактерицидну дію ... », що без сумніву пов'язано з вірусами бактерій. У 1915 р. Туорт в Лондоні, вивчаючи причини лізису бактеріальних колоній, описав принцип передачі «лізису» новим культурам в ряду поколінь. Його роботи, як це часто буває, фактично виявилися не поміченими, і два роки опісля, в 1917 р., канадець де Ерелль повторно виявив явище лізису бактерій, пов'язаного з фільтруючими агентом. Він назвав цей агент бактеріофагом. Де Ерелль припускав, що бактеріофаг один. Проте дослідження Барнета, який працював в Мельбурні в 1924-34 рр.., Показали широке розмаїття бактеріальних вірусів за фізичними та біологічними властивостями. Відкриття різноманіття бактеріофагів викликало великий науковий інтерес. В кінці 30-х років троє дослідників - фізик Дельбрюк, бактеріологи Лурія і Херші, що працювали в США, створили так звану «Фагові групу», дослідження якої в області генетики бактеріофагів в кінцевому результаті привели до народження нової науки - молекулярної біології.
Вивчення вірусів комах істотно відстало від вірусології хребетних тварин і людини. В даний час ясно, що віруси, що вражають комах, умовно можна розділити на 3 групи: власне віруси комах, віруси тварин і людини, для яких комахи є проміжними хазяїнами, і віруси рослин, які також вражають комах.
Перший вірус комах, який був ідентифікований - вірус жовтяниці шовковичного хробака (вірус поліедроза тутового шовкопряда, названий Bollea stilpotiae). Ще в 1907 р. Провачек показав, що фільтровану гомогенат хворих личинок є інфекційним для здорових личинок тутового шовкопряда, але тільки в 1947 р. німецький вчений Бергольд виявив паличкоподібні вірусні частки.
Одним з найбільш плідних досліджень в області вірусології є вивчення Рідом природи жовтої лихоманки на волонтерах армії США в 1900-1901 рр.. Переконливо було продемонстровано, що жовта лихоманка викликається вірусом, що фільтрується, який передавався комарами і москітами. Було також встановлено, що москіти після вбирання інфекційної крові протягом двох тижнів залишаються неінфекційними. Таким чином, було визначено зовнішній інкубаційний період захворювання (час, необхідний для репродукції вірусу в комаху) і встановлені основні принципи епідеміології арбовірусних інфекцій (вірусних інфекцій, що передаються кровоссальними членистоногими).
Здатність розмноження вірусів рослин в своєму переноснику - комаху була показана в 1952 р. Мараморошу. Дослідник, використовуючи техніку ін'єкцій комахою, переконливо показав здатність вірусу жовтяниці айстр розмножуватися в своєму переноснику - шеститочковий цикад.