Неклітинні форми життя: віруси, бактерії й археї

Це той мінімум, який має лежати в голові окремою полицею. Далі ми кожен пункт розберемо докладніше.

Коментар викладачки. Розберіть слово, і половина плутанини зникне. «Нуклеоїд» – це про ядро, тільки несправжнє, без оболонки, тому бактерія й лишається прокаріотом. «Псевдомуреїн» – це той самий муреїн, але з приставкою «псевдо», тобто не він, а лише схожий; саме за цією приставкою ви й відрізните архею від бактерії в тесті.

Що таке неклітинні форми життя і чим вони відрізняються

Неклітинні форми життя обʼєднують три групи: віроїди, пріони та віруси. Спільного в них чотири речі: субмікроскопічні розміри, відсутність клітинної будови, внутрішньоклітинний паразитизм і здатність до самовідтворення.

А тепер найважливіше для тесту, різниця між ними. Віроїди – це чиста РНК без білкової оболонки, і ця РНК білків не кодує. Пріони – це, навпаки, чистий білок без нуклеїнової кислоти. Віруси мають і нуклеїнову кислоту, і оболонку. Тобто трійка вибудовується легко: лише РНК, лише білок, і те й те разом.

Віроїди потрапляють у клітини організму хазяїна під час його вегетативного розмноження, за допомогою комах або механічним шляхом у разі пошкодження. Вони спричиняють віроїдні захворювання рослин: веретеноподібність бульб картоплі, карликовість хризантем, каданг-каданг кокосових пальм, хворобу жовтих плям рису. Віроїди є найдрібнішими з відомих збудників захворювань у рослин, а їхнє відтворення шляхом реплікації здійснюється за участі ферментів клітини-хазяїна.

Пріони складаються з особливого білка, який існує у вигляді двох форм: нормальної та аномальної. Аномальна форма відрізняється вторинною структурою і здатна перетворювати нормальний білок на собі подібний. Особливості пріонів: відсутність власного геному, висока стійкість до температури, ультрафіолету, радіації. Ще один важливий момент – пріони не розпізнаються імунною системою як чужорідні білки й не провокують імунної відповіді.

Як улаштований вірус і чому антибіотики на нього не діють

Будь-яка вірусна частинка, яку називають віріоном, складається з оболонки та однієї або декількох молекул нуклеїнових кислот. Якщо оболонка утворена лише білковими молекулами, це простий вірус (наприклад, вірус поліомієліту). Якщо під час виходу з клітини-хазяїна білкова оболонка оточується ще й ділянкою її плазматичної мембрани, це складний вірус: ВІЛ, віруси грипу, коронавірус.

Віруси не мають клітинної будови, тому їх і зараховують до неклітинних форм життя. Вони не здатні самостійно синтезувати власні сполуки та забезпечувати себе енергією, тому використовують ресурси клітини, в якій паразитують. Ознаки живого віруси проявляють лише після проникнення в клітину: для розмноження вони беруть її енергію та будівельний матеріал. Поза межами клітин людини, тварин, рослин, грибів і бактерій віруси не виявляють жодної життєвої активності.

Коментар викладачки. Ось тут і ховається відповідь на вічне питання про антибіотики. Антибіотики діють на живу клітину: руйнують клітинну стінку або блокують роботу рибосом. А в вірусів ні клітинної стінки, ні рибосом немає, тому їм на антибіотики просто байдуже. Запамʼятовуємо: антибіотики – це проти бактерій, а не проти вірусів.

Вірусні частинки зазвичай мають надзвичайно дрібні розміри, тому для їхнього дослідження використовують електронні мікроскопи, здатні збільшувати зображення в сотні тисяч разів. Найбільші відомі віруси все ж помітно більші за решту: мегавірус (Megavirus chilensis) має геном із \(1\,259\,197\) пар нуклеотидів і розміри близько \(680\) нм, а мімівірус, описаний у 2003 році, – геном близько \(1{,}2\) млн пар нуклеотидів і розміри близько \(600\) нм. Мімівірус паразитує в клітинах амеб.

Чим бактерії відрізняються від архей

Бактерії й археї – це два різні домени прокаріотів, і НМТ вимагає саме вміння їх розрізняти. Обидві групи безʼядерні, але за чотирма ознаками вони розходяться.

• Клітинна оболонка: у бактерій з муреїну, в архей з псевдомуреїну.
• Клітинні мембрани: у бактерій двошарові, в архей одношарові.
• ДНК: у бактерій без інтронів, в архей інтрони є.
• Білки-гістони: у бактерій відсутні, в архей наявні.

Тепер про будову бактеріальної клітини докладніше. Клітинна стінка містить полісахариди (муреїн), плазматична мембрана утворює внутрішньоклітинні впинання (фотомембрани, мезосоми), з органел у цитоплазмі є рибосоми, замість ядра – нуклеоїд, у багатьох є плазміди, тобто маленькі кільцеві молекули ДНК. За формою клітин бактерії поділяють на групи: кулясті, паличкоподібні, звивисті.

Запамʼятовуємо всі чотири типи живлення бактерій: фотоавтотрофне (ціанобактерії), хемоавтотрофне (залізо- та сіркобактерії), фотогетеротрофне (пурпурні несірчані бактерії), хемогетеротрофне (сапротрофні й симбіотрофні бактерії). Більшість прокаріотів є аеробами, але є й численна група анаеробів, які дістають енергію завдяки процесам бродіння. Рухаються бактерії за допомогою слизу або джгутиків, а розмножуються нестатево, поділом клітини.

Вихідними предками бактерій та усіх існуючих організмів були архебіонти – анаеробні гетеротрофні прокаріотичні організми, які виникли близько \(3{,}5-3\) млрд років тому. Уперше мікроскопічні організми побачив під мікроскопом А. ван Левенгук, і з того часу розпочався розвиток мікробіології.

Як неклітинні форми життя й прокаріоти паразитують

Паразитизм – це форма симбіотичних відносин, за якої паразит використовує організм хазяїна як джерело живлення і місце постійного або тимчасового проживання та покладає на нього завдання регуляції своїх взаємовідносин із зовнішнім середовищем.

Неклітинним формам життя, тобто пріонам, віроїдам і вірусам, властивий обовʼязковий (облігатний) внутрішньоклітинний паразитизм. Але тут є тонкий момент, на якому учні спотикаються: специфічність їхнього паразитування в тому, що вони не використовують клітини хазяїв як джерело живлення або проживання. Їхній паразитизм спрямований на відтворення собі подібних завдяки ресурсам клітин. РНК- і ДНК-вмісні віруси паразитують у клітинах бактерій, рослин, грибів, тварин.

Домен Археї, незважаючи на значну кількість симбіонтів, містить лише деякі види паразитів, які належать до типу Наноархеоти: наноархея (Nanoarchaeum equitans), нанопусілус (Nanopusillus acidilobi) та нанообсіданус (Nanobsidianus stetteri). Вони утворюють паразитичні асоціації з іншими археями. Домен Бактерії, порівняно з археями, містить набагато численніші й різноманітніші прояви паразитизму: хвороботворні бактерії спричиняють інфекційні захворювання у людини, тварин і рослин.

Якщо ця тема на діагностиці «пливе», її зручно розібрати з викладачем разом із рештою розділу «Біорізноманіття»: саме так побудована підготовка до НМТ з біології в KEVIN, коли теми йдуть у логічному порядку, а не окремими шматками.

Нижче завдання з офіційних тестів НМТ. Дивіться не лише на відповідь, а й на те, чим приваблює хибний варіант: саме на цьому й будують дистрактори.