Вирусы

В 1892 году Дмитрий Ивановский пропустил сок больных растений табака через фарфоровый фильтр, задерживающий все бактерии, но сок по-прежнему заражал растения.

Нечто меньше бактерии

Табачная мозаика покрывает листья табака пятнами. В 1892 году русский ботаник Дмитрий Ивановский пытался найти причину с помощью фарфорового фильтра, изобретённого Шарлем Шамберланом и Луи Пастером в Париже в 1884 году. Его поры около 0.1 мкм, достаточно малы, чтобы задержать все бактерии размером от 0.2 мкм. К удивлению всех, отфильтрованный сок всё ещё вызывал болезнь. Ивановский считал причиной крайне мелкую бактерию или спору. В 1898 году Мартин Бейеринк заключил, что возбудитель вовсе не бактерия, и в употребление вошло слово virus, по-латыни «яд». Первым открывателем вирусов считают Ивановского.

До появления электронного микроскопа никто не мог увидеть вирус. В 1935 году Уэнделл Стэнли кристаллизовал вирус табачной мозаики и первоначально описал его как белок. Позднее Боуден и Пири установили, что он содержит и РНК, и белок, опубликовав свои работы в 1936 и 1937 годах. Сегодня известно, что вирусная частица, или вирион, может иметь размер от 20 нм у мелких вирусов примерно до 900 нм у крупных, намного меньше большинства клеток.

Живые ли вирусы?

Вирусы неклеточные, не состоят из клеток, поэтому их не помещают на древо жизни. Они несут гены, но только один вид нуклеиновой кислоты, либо ДНК, либо РНК, никогда обе сразу, заключённой в белковую оболочку, капсид. У некоторых есть и внешняя оболочка, небольшой участок мембраны, полученный от последней клетки хозяина при отпочковывании вируса. У многих есть белковые шипы для прикрепления и проникновения в клетку. У вируса нет цитоплазмы и не хватает генов для многих необходимых процессов, поэтому он размножается только внутри живой клетки хозяина. Поэтому вирусы называют облигатными внутриклеточными паразитами.

Формы капсидов (не в масштабе). A спиральный, стержень, как у вируса табачной мозаики. B многогранный. C сложный, как у бактериофага с головкой, хвостом и хвостовыми фибриллами.

Есть три основные формы капсидов. Спиральные капсиды имеют форму стержня, как у вируса табачной мозаики. У многогранных много плоских граней. Сложные сочетают части, как у заражающих бактерии бактериофагов: многогранная головка с генами, хвост и хвостовые фибриллы, цепляющиеся за поверхность бактерии.

Поскольку вирус не может копировать себя, каждый новый вирус создаёт захваченная клетка. В общих чертах этапы одинаковы у большинства вирусов. Вирус прикрепляется к клетке, захватывая определённые молекулы поверхности шипами или хвостовыми фибриллами. Его гены проникают внутрь. Затем собственный аппарат клетки копирует вирусный геном и создаёт белки капсида по вирусным инструкциям. Новые вирионы собираются и выходят, либо разрывая клетку, либо отпочковываясь через её мембрану; так вирусы с оболочкой получают её.

У всех форм жизни есть вирусы

Вирусы заражают растения, животных, грибы, протистов, бактерии и археи. Большинство способно заражать лишь один или несколько видов, а часто только определённые типы клеток в них; это называется спектром хозяев. Вирусы, заражающие бактерии, называются бактериофагами, или фагами. Каждый вид фага убивает лишь определённые бактерии, что делает их полезными: в 2006 году Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США одобрило спрей из шести фагов, убивающий бактерии Listeria на мясных продуктах для сэндвичей.

Ещё меньше вирусов прионы, примерно в десять раз меньше типичного вируса. В них совсем нет генетического материала; это аномальные белки. Как и вирусы, они неклеточные, поэтому тоже находятся вне древа жизни.

1884: Шамберлан и Пастер изобретают фарфоровый фильтр.
1892: Ивановский: возбудитель болезни табака проходит через фильтр.
1898: Бейеринк: возбудитель не является бактерией.
1935: Стэнли кристаллизует вирус табачной мозаики.
2006: FDA одобряет фаговый спрей против Listeria на мясных продуктах для сэндвичей.

Капсид	Белковая оболочка вокруг нуклеиновой кислоты вируса.
Внешняя оболочка	Мембрана, которую некоторые вирусы получают от клетки хозяина.
Вирион	Отдельная вирусная частица.
Бактериофаг	Вирус, заражающий бактерии.
Спектр хозяев	Виды и типы клеток, которые способен заразить вирус.
Прион	Инфекционный аномальный белок без генетического материала.

Главное

Ивановский, 1892: возбудитель прошёл через задерживающий бактерии фильтр; Бейеринк, 1898: это не бактерия.
Вирусы неклеточные: ДНК или РНК в капсиде, иногда с внешней оболочкой.
Они размножаются только внутри клеток хозяина.
Спиральные, многогранные и сложные капсиды; от 20 до 900 нм.

Что показал опыт Ивановского 1892 года?
- Возбудитель табачной мозаики прошёл через фильтр, задерживающий бактерии
- Табачную мозаику вызывают бактерии
- Вирусы состоят из клеток
- Растения не болеют
Поры фильтра Шамберлана около 0.1 мкм. Сколько это нанометров?
Что означает слово virus на латыни?
- Яд
- Маленькое животное
- Семя
- Жизнь
Вирус содержит…
- либо ДНК, либо РНК, никогда обе сразу
- и ДНК, и РНК
- ни ДНК, ни РНК
- ядро
Почему вирусы называют облигатными внутриклеточными паразитами?
- Они могут размножаться только внутри живой клетки хозяина
- Они живут только в воде
- Они поедают клетки снаружи
- Они всегда безвредны
Что такое капсид?
- Белковая оболочка вокруг генов вируса
- Клеточная стенка бактерии
- Грибная нить
- Разновидность рибосомы
Какую форму капсида имеет вирус табачной мозаики?
- Спиральную
- Многогранную
- Сложную
- Только сферическую внешнюю оболочку
В каком году Уэнделл Стэнли кристаллизовал вирус табачной мозаики?
Вирус, заражающий бактерии, называется…
- бактериофагом
- прионом
- простейшим
- капсидом
Размер вирионов составляет примерно от 20 до 900 нм. Во сколько раз самый крупный больше самого мелкого?

Источники курса (15)

OpenStax Microbiology 1.1 What Our Ancestors Knew (fermented drink from rice, honey and fruit in Neolithic China by 7000 BC, Saccharomyces cerevisiae in bread, Leeuwenhoek 1675 "animalcules" in rain water, Golden Age of Microbiology 1857 to 1914; openstax.org/books/microbiology/pages/1-1-what-our-ancestors-knew)
1.3 Types of Microorganisms (about 100 µm to see with the eye, animal cell about 10 µm, bacteria about 1 µm, viruses about 100 nm, three domains, coccus/bacillus/spirillum, archaea without peptidoglycan and in extreme places such as Morning Glory pool, protists, algae, diatoms 2 to 200 µm, protozoa with cilia, flagella or pseudopods, fungi with chitin walls, more than 1000 yeast species, molds and penicillin, helminths, prions about one-tenth of a virus; .../1-3-types-of-microorganisms)
3.1 Spontaneous Generation (Aristotle, van Helmont's mice recipe of 3 weeks, Redi 1668 with six jars, Needham 1745, Spallanzani, Pasteur 1858 gun-cotton filter, swan-neck flasks, Alhumbert Prize 1862, 1864 lecture; .../3-1-spontaneous-generation)
3.2 Foundations of Modern Cell Theory (Semmelweis 1847, 10 to 20 percent vs 1 percent, chlorinated lime; Snow; Pasteur 1856 fermentation; Lister 1867 carbolic acid; Koch's postulates; .../3-2-foundations-of-modern-cell-theory)
6.1 Viruses (acellular, obligate intracellular parasites, DNA or RNA never both, capsid, envelope, spikes, helical/polyhedral/complex, 20 nm to 900 nm, Ivanovski 1892 with the Chamberland filter of 1884, pore 0.1 µm, Beijerinck 1898 and virus = poison, Stanley 1935, host range, bacteriophages, FDA 2006 phage spray on lunch meats; .../6-1-viruses)
9.1 How Microbes Grow (binary fission, FtsZ Z ring, generation time, E. coli 20 minutes, human generation 25 years, M. tuberculosis 15 to 20 hours, M. leprae 14 days, 2^48 = 281,474,976,710,656 after 24 h at 30 minutes, Nn = N0 2^n, lag/log/stationary/death, budding, fragmentation, Epulopiscium; .../9-1-how-microbes-grow)
Royal Society: Philosophical Transactions 12:821-831, published 25 March 1677, Leeuwenhoek's Dutch letter of 9 October 1676 "concerning little animals" (doi.org/10.1098/rstl.1677.0003)
Royal Society archive EL/L1/22 (letter to Oldenburg dated at Delft, 18 pages, partial translation by Oldenburg)
Royal Society blog "Celebrating Leeuwenhoek", 2023 (first letter via de Graaf, Phil. Trans. 19 May 1673; 190 letters in fifty years; died 26 August 1723 aged 90)
N. Lane 2015, Phil. Trans. R. Soc. B 370:20140344 (upwards of 1,000,000 creatures in a drop of pepper-water; letter read aloud over several sessions)
Lens on Leeuwenhoek, letter L-040 (Oldenburg printed less than half; Hooke succeeded later in 1677)
CDC MMWR 53(34):783, 2004, 150th Anniversary of John Snow and the Pump Handle (31 August 1854, handle removed 8 September 1854, Vibrio cholerae isolated 1883; cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5334a1.htm)
CDC History of Smallpox and Smallpox timeline (Jenner 1796; 33rd World Health Assembly declared the world free of smallpox on 8 May 1980; cdc.gov/smallpox/about/history.html)
American Chemical Society, Discovery and Development of Penicillin landmark (Fleming 1928 at St Mary's Hospital London, paper June 1929, Florey and Chain at Oxford from 1939; acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html)
Fleming 1929, Br J Exp Pathol 10:226. Sender, Fuchs and Milo 2016, PLoS Biol 14:e1002533 (3.8 × 10^13 bacteria and 3.0 × 10^13 human cells in a 70 kg reference man, ratio about 1.3, bacteria about 0.2 kg).

Проверено: 2026-10-17