Wirusy
Niewielkie rozmiary wirusów sprawiają, że mogą się one skutecznie przemieszczać w powietrzu na kropelkach wody lub drobinach kurzu. Sprawia to, że potrafią bardzo szybko się rozprzestrzeniać oraz wywoływać choroby zwierząt, roślin, a nawet bakterii.
![Ilustracja przedstawia wizualizację wirusa wywołującego chorobę COVID‑19. Wirus jest przedstawiony na czarnym tle. Jest koloru czerwonego. Ma kulisty kształt. Na jego powierzchni znajdują się liczne niebiesko‑zielone wypustki.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R1Md9FrmQ34J7/1668782259/1fs701GEAL6yPEPTvXZQ1yuzGdw1AmhF.jpg)
Z jakich najmniejszych jednostek funkcjonalnych i strukturalnych są zbudowane organizmy.
Uzasadnisz, dlaczego wirusy nie są zaliczane do żywych organizmów.
Poznasz przykłady wirusów i chorób, które wywołują.
1. Wirusy
Wirusy to bardzo małe cząsteczki, które nie mają budowy komórkowej. Mogą być nawet tysiąc razy mniejsze od komórek bakterii, które należą do najmniejszych organizmów.
Pojedyncza cząsteczka wirusa składa się z białkowego płaszcza i zamkniętego w jego wnętrzu kwasu nukleinowegokwasu nukleinowego. Niektóre wirusy posiadają dodatkowo białkowo‑lipidową osłonkę, jak wirus grypy, półpaśca i opryszczki.
Na powierzchni wirusa występują białka powierzchniowe. Białka te są rozpoznawane przez komórki odpornościowe organizmu. Uruchamiają one szereg mechanizmów obronnych. U człowieka są to gorączka, kaszel, kichanie, wymioty, biegunka. Mają one na celu zniszczenie lub usunięcie wirusów z organizmu.
![Ilustracja składa się z trzech schematów przedstawiających budowę trzech wybranych wirusów. Pierwszy wirus po lewej stronie to wirus mozaiki tytoniu. Wirus tworzy struktura w formie walca, utworzona przez małe, gęsto przylegające do siebie elementy przypominające ziarna na kolbie kukurydzy. Jest to płaszcz białkowy. Wewnątrz płaszcza znajduje się skręcony spiralnie wąski pasek. Jest to materiał genetyczny. Poniżej informacja: wirus mozaiki tytoniu częstej choroby roślin. Drugi schemat pośrodku ilustracji to wirus grypy, który ma kształt kuli. Zewnętrzną warstwę kuli tworzą dwie przylegające warstwy. Zewnętrzna to osłonka zewnętrzna. Na powierzchni osłonki rozmieszczone są krótkie wypustki z małymi owalnymi zakończeniami. Są to białka powierzchniowe wirusa. Druga przylegająca do niej warstwa to białkowy płaszcz. Wnętrze kuli wypełnia spieralnie skręcony materiał genetyczny. Spiralne żółte linie nakładają się jedna na drugą. Poniżej informacja: wirus grypy, choroby ludzi i zwierząt. Trzeci schemat przedstawia wirusa – bakteriofaga. Bakteriofag to struktura składająca się z krótkiej rurki, która jest oparta na sześciu bardzo cienkich odnogach. Rurka w górnej części zakończona jest elementem w kształcie wielościanu. Jego zewnętrzna powierzchnia pokryta jest zaokrąglonymi wypustkami. Wirus oparty jest na sześciu wypustkach. Są to włókna umożliwiające przyczepienie się do komórki bakterii. Górna część bakteriofaga to płaszcz białkowy. Wewnątrz znajduje się materiał genetyczny w kształcie skręconej spiralnie żółtej linii. Poniżej informacja: bakteriofag, wirus atakujący bakterie.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R1TrXRwINNWld/1696514203/1EB1l5HTYZklzqoZY9CwOsSMNpvEqZQS.png)
Niektóre wirusy, np. wirus grypy, bardzo szybko zmieniają budowę wchodzących w ich skład cząsteczek białkowych, tworząc coraz to nowe odmiany. Wyjaśnij, dlaczego człowiek, pomimo zaszczepienia się przeciw grypie, uzyskuje odporność tylko na jeden sezon.
Niektóre białka powszechne w każdym organizmie i z reguły niegroźne potrafią zmienić swoją budowę i wywoływać choroby, np. gąbczaste zwyrodnienie mózgu (chorobę Creutzfeldta‑Jakoba). Zmienione, zakaźne formy tych białek nazywane są prionamiprionami.
2. Dlaczego wirusy nie są organizmami?
Wirusy nie wykazują cech charakterystycznych dla organizmów. Nie wykazują też czynności życiowych. Nie rosną, nie odżywiają się, nie oddychają i nie rozmnażają się. Potrafią zwiększać swoją liczbę namnażając się. Są zdolne do namnażania się jedynie wewnątrz zaatakowanej komórki. Do powielenia własnego materiału genetycznego i białek płaszcza wykorzystują materiał wytwarzany przez komórki zainfekowanego organizmu. Kiedy namnożą się i powstaną nawet w tysiącach kopii wirusa, błona komórkowa zakażonej przez nie komórki pęka, uwalniając nowo powstałe wirusy.
![Ilustracja przedstawia wnikanie wirusa do komórki i namnażanie się w niej. Proces składa się z kilku faz. Na górze schematu widać kulisty wirus z wypustkami na powierzchni. W fazie pierwszej wirus wnika to komórki. Komórka to twór o pofalowanych brzegach z jądrem w środku. Druga faza to namnażanie się (powielanie) tego samego wirusa we wnętrzu komórki w tysiącach kopii. Na rysunku komórka jest wypełniona drobnymi wirusami w kolorze niebieskim. Trzecia faza to rozpad komórki. Na rysunku zewnętrzna otoczka jest przerwana, a drobne wirusy wydostają się na zewnątrz rozerwanej komórki. Poniżej informacja: tysiące nowych cząsteczek wirusa uwalnia się ze zniszczonej komórki. Czwarta faza: małe okrągłe wirusy znajdują się w pobliżu kolejnych komórek. Poniżej informacja: każda z kopii wirusa zakaża kolejną komórkę. Poszczególne fazy łączy szara strzałka. Groty strzałek wskazują kolejne ilustracje zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Schemat ma kształt elipsy.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/RCsjQNL5weSzK/1668782262/1W3PBRm5MmFIaYGuhViTj8RhAG1HOeR6.png)
Wyjaśnij, dlaczego mówimy, że wirusy się namnażają, a nie rozmnażają.
Niektóre wirusy pozostają w niewielkiej liczbie w komórkach zaatakowanego organizmu aż do jego śmierci. Wirus ospy wietrznej po wywołaniu zakażenia (zwykle w wieku dziecięcym) wnika do układu nerwowego, gdzie może pozostawać w stanie utajenia przez wiele lat. W sytuacjach osłabienia odporności może uaktywnić się i spowodować rozwój choroby nazywanej półpaścem.
3. Różnorodność wirusów
Wirusy roślinne zwykle atakują rośliny, powodując u nich przebarwienia lub zwijanie się liści, rzadziej ich usychanie lub powstawanie narośli. Infekują tylko części roślin uszkodzone na przykład przez owady.
Wirusy zwierzęce powodują liczne choroby. Na ogół atakują konkretny gatunek gospodarza, a nawet konkretne jego tkanki.
Do chorób wywoływanych przez wirusy, przenoszonych drogą kropelkową należą m.in.:
grypa (gorączka, bóle głowy, mięśni i stawów, suchy kaszel)
ospa wietrzna (gorączka, wysypka w postaci czerwonych grudek, które zasychają po kilku dniach)
odra (gorączka, wysypka, ból gardła, kaszel, duszności)
różyczka (gorączka i liczne czerwone plamki na ciele, może przebiegać bezobjawowo)
świnka (gorączka oraz boleśnie powiększone ślinianki przyuszne)
Aby im zapobiegać, należy wykonywać zalecane szczepienia ochronne, przestrzegać zasad higieny oraz unikać bliskiego kontaktu z osobami chorymi.
AIDS jest chorobą wirusową, przenoszoną drogą płciową oraz przez krew. Jej przyczyną jest wirus ludzkiego niedoboru odporności (HIV). Przejawia się silnym spadkiem odporności, przez co nawet niegroźna infekcja może być dla chorego potencjalnie śmiertelna. Aby zapobiegać zachorowaniu na AIDS należy unikać kontaktu z zakażoną krwią oraz unikać kontaktów płciowych z osobami zakażonymi.
BakteriofagiBakteriofagi są zwykle wyspecjalizowane w atakowaniu konkretnych gatunków bakterii.
![Ilustracja przedstawia komórki infekowane przez wirusy. Zestaw ilustracji i obrazów mikroskopowych przedstawia w powiększeniu sposób wstrzykiwania materiału genetycznego przez wirusy do wnętrza komórki. W górnej części ilustracji znajdują się powiększone komórki bakterii. Bakterie mają kształt pałeczek zaokrąglonych na końcach. Powierzchnia bakterii jest pokryta małymi wirusami. Poniżej w dużym okręgu wirusy w powiększeniu na powierzchni komórki. Są to bakteriofagi. Bakteriofag to struktura w formie krótkiej rurki, która jest oparta na sześciu bardzo cienkich wypustkach. Są to włókna umożliwiające przyczepienie się do komórki bakterii. W górnej części bakteriofaga rurka zakończona jest elementem w kształcie wielościanu. Wewnątrz znajduje się materiał genetyczny w kształcie skręconej spiralnie żółtej linii. Lewy bakteriofag przygotowuje się do przyczepienia. Drugi bakteriofag znajduje się na powierzchni komórki. Przebił powierzchnię i wstrzykuje swój materiał genetyczny do wnętrza. Materiał genetyczny to skręcona, długa, sznurkowata struktura. Na ilustracji znajdują się dwie mikrofotografie z mikroskopu elektronowego. Pierwsza przedstawia kształt wirusów. Poniżej podpis: obraz wirusa w mikroskopie elektronowym. Druga przedstawia wirusy na powierzchni bakterii. Szereg dwudziestu wirusów ułożonych gęsto obok siebie. Poniżej podpis: Obraz mikroskopowy komórki infekowanej przez wirusy.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R7rXL3Tw3TZFd/1668782264/1jCfA3Rmj7tFfSxDDJJC6MFUFf4UmONN.png)
![Ilustracja ukazuje schemat przedstawiający podział wirusów na cztery grupy: wywołujące choroby człowieka, zwierząt, roślin i bakterii. Centralnie, w górnej części schematu jest umieszczona ramka z napisem Wirusy. Pod nią cztery ramki z napisami: CZŁOWIEKA, ZWIERZĄT, ROŚLIN, BAKTERII. Pod każdą ramką wypisane w kolumnach są wirusy. W przypadku człowieka są to wirusy: grypy, opryszczki, HIV, świnki, żółtaczki, ospy, różyczki, odry, SARS‑CoV‑2. W przypadku zwierząt: nosówki, pryszczycy, wścieklizny (wścieklizna może zainfekować człowieka). W przypadku roślin wyszczególnione są: wirus pasiastości kukurydzy, wirus mozaiki tytoniu, wirus pstrości tulipana. W przypadku bakterii wymienione są: bakteriofag lambda i bakteriofag T4.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R1Hd3YjhNeaf7/1668782265/2jblDx0gOzPm1PjRIazOx4wgcGrIaUBy.png)
Wyjaśnij, dlaczego wirusy nie potrafią wniknąć do nieuszkodzonej komórki roślinnej, a do komórek zwierzęcych wnikają bez większego problemu.
Wirusowa choroba tulipanów powoduje pstre ubarwienie kwiatów oraz liści. Wirus przenoszony jest przez mszyce. Prawdopodobnie występuje na całym świecie.
Atakowane są tulipany i lilie - rośliny zaatakowane przez wirusy są mniejsze i wytwarzają mniejsze cebule.
![Ilustracja przedstawia tulipan zainfekowany wirusem pstrości tulipana. Kwiat jest czerwony, wsparty na zielonej łodydze. Tulipan ma dwa liście z obu stron. Płatki kwiatu mają podłużne białe smugi. Na liściach znajdują się takie same białe podłużne smugi, sięgające od nasady liścia aż po czubek.](https://static.zpe.gov.pl/portal/f/res-minimized/R1LXTnSasWmV3/1668782266/GFGfMAfNRRmsZcLHDRvAAR96L8Vo79Wo.jpg)
Podsumowanie
Pojedyncza cząsteczka wirusa zbudowana jest z białkowego płaszcza i zamkniętego w jego wnętrzu kwasu nukleinowego.
Wirusy nie są organizmami – nie mają budowy komórkowej i własnej przemiany materii; mogą jedynie namnażać się w żywych komórkach.
Wirusy wywołują wiele różnych chorób, między innymi grypę, ospę wietrzną, odrę, różyczkę, świnkę, AIDS i COVID‑19.
Praca domowa
Wymień cechy odróżniające wirusy od organizmów.
Antybiotyki, leki przeciwbakteryjne, hamują podziały komórek bakteryjnych, syntezę białek potrzebnych do budowy nowych komórek lub powielanie bakteryjnego materiału genetycznego. Czy są skuteczne w walce z infekcją wirusową? Uzasadnij odpowiedź.
Słownik
wirus mający zdolność niszczenia bakterii; fag
związki chemiczne zbudowane z nukleotydów, magazynujące informację genetyczną komórki
białkowe cząsteczki infekcyjne zdolne do zakażania organizmów żywych
Zadania
Wskaż wirusy, które powodują choroby człowieka.
- wirus żółtaczki zakaźnej
- wirus pryszczycy
- wirus grypy
- wirus HIV
- wirus nosówki
- wirus mozaiki tytoniu
- wirus wścieklizny
- wirus różyczki
- wirus opryszczki
Oceń prawdziwość zdań i zaznacz odpowiedź Prawda lub Fałsz.
Prawda | Fałsz | |
Wirusy potrafią się namnażać poza komórkami organizmów żywych. | □ | □ |
W komórkach wszystkich organizmów żywych występuje jądro komórkowe. | □ | □ |
Jednym z kryteriów podziału organizmów na pięć królestw jest obecność jądra komórkowego. | □ | □ |
Protisty są cudzożywnymi organizmami jedno- lub wielokomórkowymi. | □ | □ |
Wirusy są organizmami żywymi. | □ | □ |
Człowiek może zachorować na wściekliznę. | □ | □ |