Бейеринк мартин: Мартин Бейеринк, голландский микробиолог и ботаник, основатель вирусологии.

16.03.202310.03.2023 alexxlab Разное

Бейеринк Мартин, похожие знаменитости и персоны

SimilarPersons.Com — сайт, который содержит информацию о знаменитых личностях, а также похожих на них других персон. Любую популярную личность можно легко отыскать, воспользовавшись формой поиска в шапке ресурса или в перечисленных в левой колонке сайта категориях персон. На странице персоны вы можете узнать похожих на нее людей, последние новости из ее жизни, пообщаться с другими посетителями сайта в разделе “Нравится-Не нравится”, проголосовать за человека в рейтинге SimilarPersons.com, который будет периодически публиковаться в других изданиях. Скоро здесь появится еще много интересного, оставайтесь с нами.

• общая оценка

• Martinus Beijerinck

  (1851-1931)

  комментарии 0 похожие персоны 15

  голландский микробиолог и ботаник, член-корреспондент и почётный член РАН.

  Фото

• Ау, друзья!

  Tweet

Похожие люди

Ученые, похожие на Бейеринка Мартина

Шишкин Борис

советский учёный, ботаник, член-корреспондент АН СССР….

Вито ВольтерраVito Volterra

итальянский математик, физик. Член-корреспондент по разряду математических наук …

Де Фриз, Виллем ХенрикWillem Hendrik de Vriese

голландский ботаник и врач….

Николас БурманNicolaas Laurens Burman

голландский ботаник, профессор ботаники….

Рихард Веттштейн

Richard Wettstein

австрийский ботаник. …

Мелхиор ТрейбMelchior Treub

голландский ботаник, эмбриолог растений….

Буш Николай

русский ботаник конца XIX — начала XX века, член-корреспондент Российской академ…

Ян ГроновиусJan Frederik Gronovius

голландский ботаник, сподвижник Карла Линнея….

Де Фриз, ХугоHugo de Vries

голландский ботаник, генетик….

Кон ФердинандFerdinand Cohn

известный немецкий ботаник и бактериолог….

Смит ИоганнJohannes Jacobus Smith

голландский ботаник….

Сурингер, Виллем Фредерик Райнир

нидерландский ботаник, профессор ботаники. …

Шуман КарлKarl Moritz Schumann

немецкий ботаник….

Йоханнес БурманJohannes Burman

голландский биолог, ботаник , профессор ботаники, врач, профессор медицины, бли…

Пять важнейших открытий вирусологии

Источник: iz.ru

Как обнаружили вирусы

Самая суть

Вирусы открыл русский ученый, спасая табак от мозаики.

История открытия

В отличие от бактерий, которых еще в 1676 году описал основатель научной микроскопии Антони ван Левенгук, вирусы в световой микроскоп видны не были (в современный световой микроскоп крупные вирусы увидеть можно. — «КШ»). А электронный создали лишь спустя 40 лет после открытия вирусов. Как же их вообще удалось заметить? Благодаря табаку, точнее, его болезни, которая была страшной проблемой для фермеров.

Некротические пятна на листьях табака резко снижали урожай, а главное, из таких листьев не получалось сделать сигары. Производители с подобным положением дел мириться не могли и спонсировали исследования патологии. В 1886 году немецкий агроном Адольф Майер доказал, что «мозаичное заболевание табака», как он окрестил эту напасть, легко передается с соком растения, а значит, тут замешан инфекционный агент. Поскольку прогревание при 80 ºС обеззараживало исходный биоматериал (Пастер, напомним, уже изобрел пастеризацию), Майер решил, что возбудитель болезни — бактерия.

Российского ботаника Дмитрия Ивановского болезнь табака волновала ничуть не в меньшей степени. Полагая, что этот недуг вызывают бактерии, Ивановский планировал осадить их на специальном фильтре, поры которого меньше этих организмов. Такая процедура позволяла полностью удалить из раствора все известные патогены. Но экстракт зараженных листьев сохранял инфекционные свойства и после фильтрации!

Этот парадокс, описанный Ивановским в работе 1892 года, стал отправной точкой в развитии вирусологии. При этом сам ученый думал, что сквозь его фильтр прошли мельчайшие бактерии либо выделяемые ими токсины, то есть вписывал свое открытие в рамки существующего знания. Впрочем, это частности. Приоритет Ивановского в открытии вирусов не оспаривается.

Спустя шесть лет голландский микробиолог Мартин Бейеринк, не зная поначалу о работе Ивановского, провел серию аналогичных экспериментов. То, что патоген проходит сквозь бактериальный фильтр и не может, подобно бактериям, размножаться в питательной среде, привело Бейеринка к выводу, что перед ним новый, неизвестный науке инфекционный агент. Ученый окрестил его «вирусом» (от лат. virus — яд), повторно введя это слово в научный оборот: прежде оно использовалось для обозначения всего агрессивного и токсичного.

Вирус табачной мозаики стал нашим проводником в абсолютно новую область биологии — вирусологию. И в знак признания особых заслуг перед человечеством (вирус табачной мозаики до сих пор любим вирусологами: на его основе легко делать вакцины. Одну из них — от COVID-19 — сейчас разрабатывают на биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. — «КШ») был первым среди вирусов исследован на электронном микроскопе.

Что мы знаем сегодня

Вирусы присутствуют во всех земных экосистемах и поражают все типы организмов: от животных до бактерий с археями. При этом ученые до сих пор спорят, являются ли вирусы живыми существами. Серьезные аргументы есть и за, и против.

Конечно да! У вирусов есть геном, они эволюционируют и способны размножаться, создавая собственные копии путем самосборки.

Решительно нет! У них неклеточное строение, а именно этот признак считается фундаментальным свойством живых организмов. А еще у них нет собственного обмена веществ — для синтеза молекул, как и для размножения, им необходима клетка-хозяин.

Впрочем, большинство ученых склонны рассматривать этот спор как чисто схоластический.

Как устроены вирусы

Самая суть

Вирус — это генетическая инструкция в белковом контейнере. Расшифровать строение вирусов удалось, превращая их в кристаллы.

История открытия

К началу 1930-х годов всё еще оставалось непонятным, что такое вирус и как он устроен. И по-прежнему не было микроскопа, в который его можно было бы разглядеть. В числе прочих высказывалась гипотеза, что вирус — это белок. А структуру белков в то время изучали, преобразуя их в кристаллы. Если бы вирус удалось кристаллизовать, то его строение можно было бы изучать методами, разработанными для исследования кристаллов.

В 1932 году Уэнделл Мередит Стэнли отжал сок из тонны больных листьев табака и воздействовал на него разными реагентами. После трех лет опытов он получил белок, которого не было в здоровых листьях. Стэнли растворил его в воде и поставил в холодильник. Наутро вместо раствора он обнаружил игольчатые кристаллы с шелковистым блеском.

Стэнли растворил их в воде и натер полученным раствором здоровые листья табака. Через некоторое время они заболели. Эти опыты открыли ученым путь к получению и изучению чистых препаратов вируса, а самому Стэнли принесли Нобелевскую премию.

Структуру вируса расшифровала Розалинд Франклин — та самая «леди ДНК», которая впервые получила четкую рентгенограмму структуры ДНК и умерла за четыре года до вручения Нобелевки за это невероятно важное открытие. Рассматривая вирус табачной мозаики в рентгеновских лучах, Розалинд поняла, что он представляет собой белковый контейнер, к внутренним стенкам которого прикреплена спираль РНК.

Что мы знаем сегодня

Постепенно накопились данные, позволившие разработать классификации вирусов. Выяснилось, что вирусы различаются по типу молекул ДНК или РНК, на которых записана их генетическая программа. Другое различие — по форме белкового контейнера, который называется капсид. Бывают спиральные, продолговатые, почти шарообразные капсиды и капсиды сложной комплексной формы.

Многие капсиды имеют ось симметрии пятого порядка, при вращении вокруг которой пять раз совпадают со своим первоначальным положением (как у морской звезды).

У некоторых вирусов капсид заключен в дополнительную оболочку, суперкапсид, которая состоит из слоя липидов и специфичных вирусных белков. Последние часто формируют выросты-шипы — ту самую «корону» коронавируса. Вирусы с такой оболочкой называют «одетыми», а без нее — «голыми».

Необходимость кристаллизовать вирусы для их изучения отпала лишь недавно с появлением атомных силовых микроскопов и лазеров, генерирующих сверхкороткие импульсы.

Кто такие фаги

Самая суть

Большая часть вирусов — «пожиратели бактерий», хоть никого и не жрут. Фаг может убить бактерию, а может сделать из нее зомби. Для нас это хорошо.

История открытия

В конце XIX века британский бактериолог Эрнест Ханкин, сражавшийся с холерой в Индии, изучал воды рек Ганг и Джамна, которые местные жители считали целебными. Ханкин, энтузиаст кипячения воды и теории Пастера о том, что болезни вызываются микроорганизмами, а не миазмами (вредоносными испарениями — так думали врачи еще в середине XIX века), обнаружил, что суеверные индусы правы: какой-то неопознанный объект непонятным образом обеззараживает воду священных рек без всякого кипячения.

Лишь спустя 20 лет неопознанному объекту придумали название: Феликс Д’Эрелль из Института Пастера предложил называть этих существ «бактериофагами», в переводе с греческого — «пожирателями бактерий». Он пришел к выводу, что бактериофаги — вирусы, паразитирующие на бактериях.

Сейчас их нередко зовут просто фагами. Эти вирусы прикрепляются к стенкам бактерий и впрыскивают в них свой генетический материал. Попав внутрь, генетическая программа вируса запускает производство новых вирусов. В итоге одни ферменты бактерии создают копии вирусного генома, другие — строят по вшитым в него инструкциям белки, третьи — собирают мириады клонов. Порабощенная фагом бактерия превращается в фабрику по созданию его клонов, которые могут выходить наружу вместе с метаболитами или «взрывать» бактериальную клетку. Так или иначе полчища клонов освобождаются и отправляются заражать всё новые бактерии.

Для бактерии встреча с фагами не всегда заканчивается печально: бактериофаги бывают вирулентными и умеренными. Если клетке не повезет и она повстречает вирулентного фага, то погибнет (у биологов этот процесс называется лизисом). Фаг использует такую клетку как ясли для своего потомства. Умеренные фаги обычно более дружелюбны. Они делают из бактерии зомби: она переходит в особую форму — профаг, когда вирус интегрируется в геном клетки и сосуществует с ней. Это сожительство может стать симбиозом, в котором бактерия приобретет новые качества и эволюционирует.

Способность вирусов уничтожать вредоносные бактерии привлекла к ним внимание ученых. Впервые фагов, этих цепных собак биологов, натравили на стафилококк ещё в 1921 году. Их активно изучали в Советском Союзе. Основоположник этого направления грузинский микробиолог Георгий Элиава был учеником Феликса Д’Эрелля. По его инициативе в 30-е годы был создан Институт исследования бактериофагов в Грузии, а позднее фаготерапия в СССР получила одобрение на самом высоком уровне. Были разработаны стрептококковый, сальмонеллезный, синегнойный, протейный и другие фаги.

Западные ученые отнеслись к фагам с меньшим энтузиазмом. Фаги очень чувствительные и в неподходящих условиях внешней среды теряют супергеройские способности. А тут как раз открыли и успешно применили первый антибиотик, и о фагах надолго позабыли.

Что мы знаем сегодня

В последнее время интерес к фагам стал возрождаться. Невероятная адаптивность позволила бактериям развить устойчивость к антибиотикам, в результате чего появились супербактерии, резистентные ко всем видам лекарств. Ежегодно от болезней, вызванных такими патогенами, умирает около 700 тыс. человек. И фаги могут нам помочь. Главный недостаток бактериофагов — они умеют атаковать только конкретные виды бактерий, поэтому, чтобы справиться со всеми, с кем необходимо, требуется разработка широкого спектра фагов.

В 2005 году биологи из Университета Сан-Диего показали, что вирусы — самые распространенные биологические объекты на планете, и больше всего среди них именно бактериофагов.

Всего на данный момент описано более 6 тыс. видов вирусов, но ученые предполагают, что их миллионы.

Как создали первую вакцину

Самая суть

Вакцинация — одно из величайших изобретений человечества, благодаря которому многие смертельные заболевания остались в истории. Но почему слово «вакцина» происходит от слова «корова»?

История открытия

Главное событие в истории вакцинации произошло в конце XVIII века, когда английский врач Эдвард Дженнер использовал коровью оспу для предотвращения оспы натуральной — одного из самых страшных заболеваний в истории, смертность от которого тогда достигала полутора миллионов человек в год.

Коровья оспа передавалась дояркам, протекала легко и оставляла на руках маленькие шрамы. Сельские жители хорошо знали, что переболевшие коровьей оспой не болеют человеческой, и эта закономерность стала отправной точкой для исследований Дженнера.

Хотя идея была не нова: еще в Х веке врачи придумали вариоляцию — прививку оспенного гноя от заболевшего к здоровому. На Востоке вдыхали растертые в порошок корочки, образующиеся на местах пузырьков при оспе. Из Китая и Индии эта практика расходилась по миру вместе с путешественниками и торговцами. А в Европу XVIII века вариоляция пришла из Османской империи: ее привезла леди Мэри Уортли-Монтегю — писательница, путешественница и жена британского посла. Так что самому Дженнеру оспу привили еще в детстве. Вариоляция действительно снижала смертность в целом, но была небезопасна для конкретного человека: в 2% случаев она приводила к смерти и иногда сама вызывала эпидемии.

Но вернемся к коровам. Предположив близкое родство вирусов коровьей и натуральной оспы, Дженнер решился на публичный эксперимент. 14 мая 1796 года он привил коровью оспу здоровому восьмилетнему мальчику, внеся экстракт из пузырьков в ранки на руках. Мальчик переболел легкой формой оспы, а введенный через месяц вирус настоящей оспы на него не подействовал. Дженнер повторил попытку заражения через пять месяцев и через пять лет, но результат оставался тем же: прививка коровьей оспы защищала мальчика от оспы натуральной.

Дженнеру потребовались годы, чтобы убедить коллег-врачей в необходимости вакцинации, — и эпидемии оспы в Европе наконец были остановлены. Идеи Дженнера развивал великий Луи Пастер: он ввел термин «вакцина» (от латинского vacca — корова), описал научную сторону вакцинации, создал вакцины против сибирской язвы, бешенства, куриной холеры и убедил мир, что прививки необходимы для предотвращения многих болезней.

Что мы знаем сегодня

В 1980 году Всемирная организация здравоохранения объявила о полном устранении натуральной оспы. Это первое заболевание, которое победили с помощью массовой вакцинации.

После прививки в организме вырабатывается такой же иммунитет, как после перенесенного заболевания. При этом даже не нужно встречаться с живым патогеном. Обычно в вакцинах содержится его часть, например поверхностный белок, или сам вирус, но ослабленный или убитый. Такой агент, его называют антигеном, учит иммунную систему распознавать его как врага и уничтожать в будущем. В следующий раз, когда в организм попадет настоящий вирус или бактерия, специфичные антитела — иммунные белки — «подсветят» его для клеток иммунной системы, которые тут же мобилизуются и уничтожат патоген.

Сейчас существует более сотни вакцин, защищающих от 40 вирусных и бактериальных заболеваний. Иммунизация спасает миллионы жизней, поэтому наши дети не умирают от столбняка, поцарапавшись на улице.

Современные вакцины, прошедшие все стадии клинических испытаний, безопасны — они могут вызвать сильную иммунную реакцию у некоторых людей, но никак не тяжелую форму болезни с летальным исходом или тем более эпидемию.

Как вирусы поселились в нашей ДНК

Самая суть

В геноме человека затаились древние вирусы. Они составляют более 8% нашей ДНК. И мы им многим обязаны.

История открытия

В 1960-х годах ученые поняли, что некоторые вирусы могут вызывать рак. Одним из них был вирус птичьего лейкоза, угрожавший всему птицеводству. Вирусологи выяснили, что он относится к группе так называемых ретровирусов, внедряющих свой генетический материал в ДНК клетки-носителя. Такая ДНК будет производить новые копии вируса, но если вирус по ошибке встроился не в то место ДНК, клетка может стать раковой и начать делиться. Вирус птичьего лейкоза оказался очень странным ретровирусом. Ученые находили его белки в крови совершенно здоровых куриц.

Робин Вайс, вирусолог из Университета Вашингтона, первым понял, что вирус мог интегрироваться в ДНК курицы, стать ее неотъемлемой и уже неопасной частью. Вайс и его коллеги обнаружили этот вирус в ДНК многих пород кур. Отправившись в джунгли Малайзии, они изловили банкивскую джунглевую курицу, ближайшую дикую родственницу домашней, — она несла в ДНК тот же вирус! Когда-то давно иммунная система куры-предка сумела подавить вирус, и, обезвреженный, он стал передаваться по наследству. Ученые назвали такие вирусы эндогенными, то есть производимыми самим организмом.

Вскоре выяснилось, что эндогенных ретровирусов полно в геномах всех групп позвоночных. А в 1980 году их обнаружили и у человека.

Что мы знаем сегодня

Согласно данным исследователей из Мичиганского университета, на долю эндогенных ретровирусов приходится более 8% нашего генома. При этом обнаружены далеко не все вирусные последовательности, которые осели в геноме человека. Искать их сложно: они встречаются у одного и отсутствуют у другого.

Некоторые эндогенные вирусы остаются опасными, но большинство уже неспособно запустить вирусную программу и захватить мир. До недавнего времени их считали «генетическим мусором». Но оказалось, что порой интеграция вирусов в ДНК ведет к появлению полезных генетических программ. Например, многие участки ДНК, которые регулируют активность генов, участвующих во врожденном иммунитете, являются ретровирусами. А недавно российские ученые обнаружили у человека эндогенный ретровирус, регулирующий работу мозга и отсутствующий у других приматов, — получается, мы обязаны вирусам какими-то важнейшими своими особенностями! Правда, этот же вирус, возможно, привел к возникновению шизофрении.

Друзья или враги нам эндогенные ретровирусы, сказать сложно, потому что нет уже деления на нас и них, — мы соединились в одно существо.

Мартинус В. Бейеринк | Биография, вирусология и факты

Мартинус В. Бейеринк

Смотреть все СМИ

Родился:

16 марта 1851 г. Амстердам Нидерланды (День рождения через 7 дней)

Умер:

1 января 1931 г. (79 лет) Нидерланды

Предметы изучения:

вирус

См. все связанные материалы →

Мартинус В. Бейеринк , полностью Мартинус Виллем Бейеринк , (родился 16 марта 1851 года, Амстердам, Нидерланды — умер 1 января 1931 года, Горссель), голландский микробиолог и ботаник, основавший дисциплину вирусологии с его открытием вирусов. Бейеринк был первым, кто понял, что вирусы — это воспроизводящиеся сущности, отличные от других организмов. Он также открыл новые типы бактерий в почве и описал биологическую фиксацию азота (превращение газообразного азота в аммоний, форму, пригодную для использования растениями). Бейеринк принимал участие в спорах и временами проявлял мало уважения к работе других, однажды отказавшись от посещения лаборатории немецкого бактериолога Роберта Коха, думая, что ему мало чему можно научиться у Коха. Возможно, по этим причинам, а также из-за его отвращения к медицинской бактериологии и его внимания к почвенным и растительным микроорганизмам его работа не получила такой широкой известности, как работы Коха и французского химика и микробиолога Луи Пастера.

Семья Бейеринка была очень бедной, и он получил домашнее образование от своего отца. Он начал ходить в школу в 12 лет, и, хотя он чувствовал себя неполноценным и неуверенным в себе, позже он достиг вершины своего класса благодаря упорному труду и своей способности учиться и понимать. Именно в этот период у него появился глубокий интерес к растениям. Затем Бейеринк учился в Делфтской политехнической школе, куда его приняли благодаря поддержке дяди. Химия стала его главным предметом изучения, и он провел ряд экспериментов с Якобом Хенрикусом ван ’т Гоффом, который впоследствии стал советником Бейеринка (и который в 1901 был первым лауреатом Нобелевской премии по химии). В 1872 году, после окончания Делфта, Бейеринк стал студентом Лейденского университета. После сдачи кандидатского экзамена с отличием в 1873 году он продолжал занимать различные преподавательские должности. Он получил докторскую степень в Лейденском университете в 1877 году.

Викторина «Британника»

Наука: правда или вымысел?

Методы обучения Бейеринка не нравились большинству его учеников, и исследования всегда были его главным интересом. В 1885 году он оставил академическую жизнь, чтобы стать микробиологом на Нидерландской фабрике дрожжей и спирта в Делфте, где он мог посвятить все свое время исследованиям. Несмотря на то, что эта работа оплачивалась исключительно хорошо, Бейеринк быстро пожалел, что согласился на нее, отчасти потому, что она привела его в Делфт, в то время фабричный город, находившийся в упадке и далекий от его семьи, а отчасти потому, что он плохо ладил со своими коллегами. Он был склонен к приступам депрессии и страдал от уныния. Хотя его самооценка оставалась низкой, его научная репутация продолжала расти, и в 189 г.5 правительство Нидерландов создало для него специальную должность в Делфтской политехнической школе. Он оставался там до выхода на пенсию в 1921 году.

В начале своей карьеры Бейеринк изучал растительные галлы, вздутия растительных тканей, которые, как теперь известно, вызываются вторжением различных инфекционных агентов. Его исследования все больше сосредотачивались на ферментации, процессе, вызванном ростом дрожжей и других микроорганизмов в анаэробной среде (в которой отсутствует воздух). В 1888 году он выделил бактерию Bacillus radicicola (позже классифицированный как тип Rhizobium ), обитающий в корневых клубеньках бобовых растений. Позже он добился других важных достижений в области науки о растениях и почвах, изучая Azotobacter (группу почвенных микроорганизмов), денитрифицирующие бактерии (которые превращают нитраты почвы в свободный атмосферный азот), фиксацию азота и вирус табачной мозаики. Он использовал термин фильтруемый вирус для описания способности последнего агента проходить через мелкопористый фильтр. Он описал вирус как contagium vivum Fluidum , думая, что это жидкость, а не твердые частицы. Бейеринк также разработал принципы накопительной культуры, которые позволили лучше понять роль микроорганизмов в природных процессах. За это открытие он получил международное признание.

Бейеринк был награжден медалью Левенгука Голландской королевской академии наук в 1905 году. Определение, структура и факты

эболавирус

Просмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Мартинус В. Бейеринк Барух С. Блумберг Альберт Брюс Сабин Дмитрий Ивановский Ральф Уолтер Грейстоун Вайкофф

Похожие темы:

бактериофаг хантавирус папилломавирус ретровирус вирус герпеса

Просмотреть весь связанный контент →

Последние новости

1 марта 2023 г., 16:04 по восточноевропейскому времени (AP)

Заговоры о COVID-19 растут после последнего сообщения о происхождении Министерство энергетики приходит к выводу, что коронавирус, вызвавший заболевание, просочился из китайской лаборатории

27 февраля 2023 г., 23:52 по восточноевропейскому времени (AP)

или утечка из китайской лаборатории

Популярные вопросы

Что такое вирус?

Вирус — это инфекционный агент небольшого размера и простого состава, способный размножаться только в живых клетках животных, растений или бактерий.

Из чего состоят вирусы?

Вирусная частица состоит из генетического материала, заключенного в белковую оболочку или капсид. Генетический материал или геном вируса может состоять из одноцепочечной или двухцепочечной ДНК или РНК и может иметь линейную или кольцевую форму.

Какого размера вирусы?

Диаметр большинства вирусов варьируется от 20 нанометров (нм; 0,0000008 дюйма) до 250–400 нм. Самые крупные вирусы имеют диаметр около 500 нм и длину около 700–1000 нм.

Все ли вирусы имеют сферическую форму?

Форма вирусов бывает преимущественно двух видов: палочки (или нити), называемые так из-за линейного расположения нуклеиновых кислот и белковых субъединиц, и сферы, которые на самом деле представляют собой 20-сторонние (икосаэдрические) многоугольники.

Чем опасны некоторые вирусы?

Когда некоторые болезнетворные вирусы проникают в клетки-хозяева, они очень быстро начинают создавать новые копии самих себя, часто опережая выработку защитных антител иммунной системой. Быстрое производство вируса может привести к гибели клеток и распространению вируса на близлежащие клетки. Некоторые вирусы размножаются, интегрируясь в геном клетки-хозяина, что может привести к хроническим заболеваниям или злокачественной трансформации и раку.

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

вирус , инфекционный агент небольшого размера и простого состава, способный размножаться только в живых клетках животных, растений или бактерий. Название происходит от латинского слова, означающего «слизистая жидкость» или «яд».

Самые ранние указания на биологическую природу вирусов были сделаны русским ученым Д.И. Ивановским в 1892 г. и голландским ученым Мартинусом В. Бейеринком в 1898 г. Бейеринк первым предположил, что изучаемый вирус представляет собой новый вид инфекционного агента, который он обозначил как 9.0041 contagium vivum Fluidum , что означает, что это живой воспроизводящийся организм, отличающийся от других организмов. Оба этих исследователя обнаружили, что болезнь табачных растений может передаваться агентом, позже названным вирусом табачной мозаики, который проходит через мельчайший фильтр, препятствующий проникновению бактерий. Этот вирус и выделенные впоследствии вирусы не росли на искусственной среде и не были видны под световым микроскопом. В независимых исследованиях британского исследователя Фредерика У. Туорта в 1915 г. и в 1919 г.17 франко-канадским ученым Феликсом Х. д’Эрелем были обнаружены поражения в культурах бактерий, которые были приписаны агенту, называемому бактериофагом («пожирателем бактерий»), который, как теперь известно, является вирусом, который специфически заражает бактерии.

Уникальная природа этих агентов означала необходимость разработки новых методов и альтернативных моделей для их изучения и классификации. Однако изучение вирусов, приуроченных исключительно или в основном к людям, поставило огромную проблему поиска восприимчивого животного-хозяина. В 1933 британские исследователи Уилсон Смит, Кристофер Х. Эндрюс и Патрик П. Лейдлоу смогли передать грипп хорькам, а впоследствии вирус гриппа был адаптирован для мышей. В 1941 году американский ученый Джордж К. Херст обнаружил, что вирус гриппа, выращенный в тканях куриного эмбриона, можно обнаружить по его способности агглютинировать (сближать) эритроциты.

Значительный прогресс сделали американские ученые Джон Эндерс, Томас Веллер и Фредерик Роббинс, которые в 1949 разработал технику культивирования клеток на стеклянных поверхностях; затем клетки могут быть инфицированы вирусами, вызывающими полиомиелит (полиовирус) и другие заболевания. (До этого времени полиовирус можно было выращивать только в головном мозге шимпанзе или спинном мозге обезьян.) Культивирование клеток на стеклянных поверхностях открыло путь для выявления заболеваний, вызываемых вирусами, по их воздействию на клетки (цитопатогенный эффект) и наличием антител к ним в крови. Затем культура клеток привела к разработке и производству вакцин (препаратов, используемых для выработки иммунитета против болезни), таких как полиовирусная вакцина.

Britannica Quiz

Вирусы, бактерии и болезни

Вскоре ученые смогли определить количество бактериальных вирусов в сосуде для культивирования, измерив их способность разрушать (лизировать) соседние бактерии в области бактерий (лужайки), покрытой инертным студенистым веществом, называемым агаром. поляна или «бляшка». Американский ученый Ренато Дульбекко в 1952 году применил этот метод для измерения количества вирусов животных, способных образовывать бляшки в слоях соседних клеток животных, покрытых агаром. В 19В 40-х годах развитие электронного микроскопа позволило впервые увидеть отдельные вирусные частицы, что привело к классификации вирусов и пониманию их структуры.

Достижения, достигнутые в химии, физике и молекулярной биологии с 1960-х годов, произвели революцию в изучении вирусов. Например, электрофорез на гелевых подложках дал более глубокое понимание белкового и нуклеинового состава вирусов. Более сложные иммунологические процедуры, включая использование моноклональных антител, направленных на специфические антигенные участки белков, позволили лучше понять структуру и функцию вирусных белков. Прогресс, достигнутый в физике кристаллов, которые можно было изучать с помощью рентгеновской дифракции, обеспечил высокое разрешение, необходимое для обнаружения базовой структуры мельчайших вирусов. Применение новых знаний о клеточной биологии и биохимии помогло определить, как вирусы используют свои клетки-хозяева для синтеза вирусных нуклеиновых кислот и белков.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Узнайте, как доброкачественный бактериальный вирус может быть использован для повышения производительности литий-кислородных аккумуляторных батарей

Посмотреть все видео к этой статье

Революция, произошедшая в области молекулярной биологии, позволила закодировать генетическую информацию в нуклеиновых кислотах вирусов, который позволяет вирусам размножаться, синтезировать уникальные белки и изменять клеточные функции. Фактически, химическая и физическая простота вирусов сделала их острым экспериментальным инструментом для исследования молекулярных событий, связанных с определенными жизненными процессами. Их потенциальное экологическое значение было осознано в начале 21 века после обнаружения гигантских вирусов в водной среде в разных частях мира.

В этой статье обсуждается фундаментальная природа вирусов: что они из себя представляют, как вызывают инфекцию и как они могут в конечном итоге вызвать болезнь или привести к гибели своих клеток-хозяев. Для более детального лечения конкретных вирусных заболеваний см. инфекция.

Общие характеристики

Определение

Вирусы занимают особое таксономическое положение: они не являются растениями, животными или прокариотическими бактериями (одноклеточными организмами без определенного ядра), и их обычно помещают в собственное царство. На самом деле вирусы даже нельзя считать организмами в самом строгом смысле, потому что они не являются свободноживущими, т. е. не могут воспроизводиться и осуществлять метаболические процессы без клетки-хозяина.

Все настоящие вирусы содержат нуклеиновую кислоту — либо ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), либо РНК (рибонуклеиновая кислота) — и белок. Нуклеиновая кислота кодирует генетическую информацию, уникальную для каждого вируса. Инфекционная внеклеточная (внеклеточная) форма вируса называется вирион. Он содержит по крайней мере один уникальный белок, синтезированный специфическими генами в нуклеиновой кислоте этого вируса. Практически во всех вирусах по крайней мере один из этих белков образует оболочку (называемую капсидом) вокруг нуклеиновой кислоты. Некоторые вирусы также имеют другие белки внутри капсида; некоторые из этих белков действуют как ферменты, часто во время синтеза вирусных нуклеиновых кислот. Вироиды (что означает «вирусоподобные») — это болезнетворные организмы, которые содержат только нуклеиновую кислоту и не имеют структурных белков. Другие вирусоподобные частицы, называемые прионами, состоят в основном из белка, тесно связанного с небольшой молекулой нуклеиновой кислоты. Прионы очень устойчивы к инактивации и, по-видимому, вызывают дегенеративное заболевание головного мозга у млекопитающих, включая человека.

Вирусы являются наиболее существенными паразитами; они зависят от клетки-хозяина почти во всех своих функциях жизнеобеспечения. В отличие от настоящих организмов, вирусы не могут синтезировать белки, потому что им не хватает рибосом (клеточных органелл) для трансляции вирусной матричной РНК (мРНК; комплементарная копия нуклеиновой кислоты ядра, которая связывается с рибосомами и направляет синтез белка) в белки. Вирусы должны использовать рибосомы своих клеток-хозяев для перевода вирусной мРНК в вирусные белки.

Вирусы также являются энергетическими паразитами; в отличие от клеток, они не могут генерировать или хранить энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Вирус получает энергию, а также все другие метаболические функции от клетки-хозяина. Вторгающийся вирус использует нуклеотиды и аминокислоты клетки-хозяина для синтеза своих нуклеиновых кислот и белков соответственно. Некоторые вирусы используют липиды и сахарные цепи клетки-хозяина для формирования своих мембран и гликопротеинов (белков, связанных с короткими полимерами, состоящими из нескольких сахаров).

Настоящей инфекционной частью любого вируса является его нуклеиновая кислота, либо ДНК, либо РНК, но не то и другое одновременно. Во многих вирусах, но не во всех, одна нуклеиновая кислота, лишенная своего капсида, может инфицировать (трансфицировать) клетки, хотя и значительно менее эффективно, чем интактные вирионы.

Капсид вириона выполняет три функции: (1) защищает вирусную нуклеиновую кислоту от расщепления определенными ферментами (нуклеазами), (2) создает участки на своей поверхности, которые распознают и прикрепляют (адсорбируют) вирион к рецепторам на поверхности клетки-хозяина и, в некоторых вирусах, (3) для обеспечения белков, которые являются частью специализированного компонента, который позволяет вириону проникать через мембрану клеточной поверхности или, в особых случаях, вводить инфекционную нуклеиновую кислоту внутрь клетки-хозяина.

Диапазон хостов и распределение

Первоначально логика требовала, чтобы вирусы идентифицировались на основе хоста, который они заражают. Это оправдано во многих случаях, но не в других, и круг хозяев и распространение вирусов являются лишь одним из критериев их классификации.