Базовые критерии классификации
Современная систематика неклеточных форм жизни опирается на строгий набор морфологических и биохимических характеристик. Распределение по таксономическим группам осуществляется на основании трех главных критериев:
- Вид и форма нуклеиновой кислоты. Определяется, какой именно генетический материал несет вирусная частица (ДНК или РНК), а также оценивается количество нитей в молекуле.
- Тип симметрии капсида. Учитывается пространственная организация белкового чехла, защищающего геном.
- Наличие внешней оболочки. Оценивается присутствие или отсутствие дополнительного поверхностного слоя — липопротеидной оболочки (суперкапсида).
Архитектура и типы симметрии
Белковые субъединицы, окружающие генетический материал, могут организовываться в пространстве различными способами, формируя капсид. Комплекс, состоящий из нуклеиновой кислоты и белковых субъединиц, образует единую структуру, которая называется нуклеокапсид.
Выделяют два основных типа пространственной симметрии:
- Спиральный тип симметрии. Наиболее характерен для подавляющего большинства вирусов, поражающих растения, а также встречается у некоторых бактериофагов. Классическим примером служит вирус табачной мозаики (ВТМ). Внутри его структуры располагается спиральная РНК, а сам капсид формируется ровно из 2130 абсолютно одинаковых белковых субъединиц.
- Кубический тип симметрии. Эта форма типична для подавляющего большинства вирусных агентов, которые вызывают инфекционные заболевания у человека и различных животных. Форма такого капсида представляет собой икосаэдр — правильный двадцатигранник. Геометрически эта фигура имеет 12 вершин, 30 ребер и 20 правильных граней. Характерным представителем возбудителей с кубическим типом симметрии является вирус полиомиелита.
Систематика по генетическому материалу
Разделение по типу нуклеиновой кислоты и количеству нитей является фундаментальным в вирусологии. Все вирусные агенты делятся на две огромные группы: ДНК-содержащие и РНК-содержащие.
ДНК-содержащие вирусы подразделяются на:
- С одной нитью нуклеиновой кислоты: в эту группу входят некоторые бактериофаги.
- С двумя нитями нуклеиновой кислоты: группа включает аденовирусы, возбудителя вирусной оспы и вирусы герпеса.
РНК-содержащие вирусы классифицируются аналогично:
- С одной нитью нуклеиновой кислоты: к ним относятся энтеровирусы, вирус гриппа, вирус бешенства и уже упомянутый вирус табачной мозаики.
- С двумя нитями нуклеиновой кислоты: данная категория включает онкогенные вирусы и ВИЧ (вирус иммунодефицита человека).
Фундаментальные отличия от клеточных форм жизни
Вирусы занимают особое положение в биологии, так как они лишены клеточного строения. Их принципиальные отличия от полноценных клеток сводятся к трем ключевым аспектам:
- Облигатный паразитизм. Вирусные частицы не обладают собственным метаболизмом и никогда не способны размножаться вне подходящей клетки хозяина.
- Уникальный генетический материал. В отличие от клеток, которые всегда содержат обе нуклеиновые кислоты для реализации генетической информации, вирусы содержат исключительно один тип — либо только ДНК, либо только РНК.
- Специфический способ репродукции. Вирусы никогда не размножаются путем бинарного деления (процесса, характерного для бактериальных клеток).
Коротко: ответы на вопросы по теме
По системе Балтимора на сколько классов делятся вирусы?
По классификации Балтимора вирусы делятся на семь классов. Эта классификация основана на типе нуклеиновой кислоты и способе репликации (механизме синтеза мРНК).
Выделяют следующие классы:
- I — двухцепочечная ДНК (без РНК-стадии)
- II — одноцепочечная ДНК
- III — двухцепочечная РНК
- IV — одноцепочечная (+РНК)
- V — одноцепочечная (–РНК) или двойной полярности
- VI — одноцепочечная (+РНК) с ДНК-стадией
- VII — двухцепочечная ДНК с РНК-стадией
Что такое суперкапсид и из чего он состоит?
Суперкапсид (или пеплос) — это дополнительная внешняя липопротеиновая оболочка сложных вирусов. Он представляет собой двойную липопротеиновую мембрану и формируется путем почкования вириона через мембраны клетки-хозяина: плазматическую (цитоплазматическую), ядерную или мембраны эндоплазматического ретикулума.
На поверхности суперкапсида расположены пепломеры — гликопротеиновые «шипы» для взаимодействия с клеткой. У некоторых вирусов между капсидом и суперкапсидом расположен матриксный белок (М-белок), связывающий суперкапсид с нуклеокапсидом.
Каков механизм репродукции вирусов внутри клетки-хозяина?
Процесс репродукции вирусов протекает в несколько последовательных стадий:
- Адсорбция — прикрепление вириона к поверхности клетки-мишени при взаимодействии прикрепительных белков вируса и специфических рецепторов клетки.
- Проникновение и «раздевание» — вход вируса в клетку (через эндоцитоз, слияние мембран или транслокацию) и депротеинизация (освобождение генома от оболочек).
- Синтез — воспроизводство вирусных компонентов (белков и нуклеиновых кислот).
- Сборка — формирование новых вирионов из реплицированных геномов и капсидных белков.
- Выход — покидание клетки новыми вирусными частицами (путем лизиса клетки у простых вирусов или путем почкования у сложных).
Для быстрого запоминания трех главных отличий вируса от клетки используйте аббревиатуру ОГР: Облигатный паразитизм, Генетический материал одного типа, Размножение без деления.
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое нуклеокапсид?
Это единая структура вирусной частицы, образованная комплексом нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и защитными белковыми субъединицами.
Какая геометрическая форма характерна для кубического типа симметрии?
Капсид при кубической симметрии имеет форму икосаэдра — правильного двадцатигранника, который состоит из 12 вершин, 30 ребер и 20 граней.
Могут ли вирусы размножаться бинарным делением?
Нет, вирусы никогда не размножаются делением. Бинарное деление характерно для клеточных организмов, в то время как вирусы собираются из синтезированных компонентов внутри клетки хозяина.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности строения вируса табачной мозаики (ВТМ) и спиральной симметрии
- Геометрия икосаэдра в структуре вируса полиомиелита
- Роль липопротеидной внешней оболочки в классификации
- Механизмы облигатного внутриклеточного паразитизма
- Сравнительная характеристика однонитевых и двунитевых РНК-вирусов
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Классификация вирусов» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Клетка — элементарная единица живого»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.