Целевая направленность экзамена и чем он отличается от TsT В течение нескольких месяцев будут рассмотрены все 100 вопросов к целевому экзамену, так что подготовку можно начинать уже сейчас. В отличие от TsT, который является письменным тестом, для сдачи целевого экзамена требуется устное выступление с дополнительными вопросами, которые проверяют коммуникацию. Его программа более узкая, из нее исключены некоторые темы, но для окончания школы все равно необходимо сдать TsT. Многие также будут изучать биологию в качестве второго предмета, так что готовьтесь к обоим предметам.
Вирусы находятся в неклеточном, пограничном состоянии Вирусы ‑ это неклеточные формы: вне клеток они не проявляют никаких жизненных свойств, но внутри они проявляются. Клетка - это структурная и функциональная единица жизни, которой нет у вирусов, поэтому они выделены в отдельную категорию. Их “жизненные” свойства проявляются только в клетках-хозяевах, на которых они паразитируют.
Мельчайший размер, выявляемый фильтруемыми инфекционными агентами Вирусы намного меньше бактерий и клеток человека. Ивановский показал, что инфекционные частицы, вызывающие заболевание табачной мозаикой, проходят через фильтры, которые задерживают бактерии. Фильтрат все равно заражает здоровые растения, доказывая существование возбудителей, которые меньше бактерий.
Геометрическое разнообразие - от кристаллов до нитей Вирусы имеют поразительные формы: кристаллические частицы, стержни, нити, правильные многогранники и сферы. Их самосборка обеспечивает точную геометрическую симметрию при упаковке. Примеры включают аденовирусы от многогранных до сферических типов, что подчеркивает большое морфологическое разнообразие.
Минимальный дизайн — Белковый капсид, заключающий в себе геном Вирус - это, по сути, капсид, белковая оболочка, состоящая из капсомеров, которая содержит генетический материал. Геном - это ДНК или РНК. Эта минимальная структура скрывает всю информацию, необходимую для размножения в клетке-хозяине.
Вирусные геномы не подчиняются обычным правилам ДНК/РНК Вирусная ДНК или РНК могут быть одноцепочечными или двухцепочечными. Геномы могут быть фрагментированы или представлены в виде множества копий, упакованных в одну частицу. В отличие от типичных эукариотических норм, у вирусов встречаются любые комбинации, способствующие разнообразию.
Оболочки, заимствованные из мембран хозяина Некоторые вирусы имеют внешнюю оболочку (суперкапсид), состоящую в основном из липидов и белков. Они приобретают ее, проникая почками через плазматическую мембрану хозяина, “надевая” на себя его частичку. Частицы без оболочки называются простыми (например, вирус табачной мозаики), в то время как частицы без оболочки считаются сложными (например, вирус герпеса).
Три признака жизнедеятельности — Размножение, наследственность и изменчивость Вирусы размножаются, копируя свои геномы внутри клеток-хозяев, производя потомство. Наследственность передает эти генетические инструкции новым частицам. Ошибки при копировании приводят к мутациям и появлению новых штаммов, причем РНК-вирусы особенно подвержены этому из-за более слабой репарации, а репликация вирусов протекает с рекордной скоростью.
Обязательный паразитизм и отсутствие клеточных функций Вирусы существуют только как паразиты внутри живых клеток. У них отсутствует клеточная структура, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост и развитие. Они не питаются и не осуществляют самостоятельный обмен веществ, полностью полагаясь на ресурсы хозяина.
Специфическая адсорбция посредством распознавания рецептор–лиганд Поверхностные белки вируса действуют как ключи, которые подходят к определенным клеточным рецепторам. Когда найдено соответствие, частица прочно связывается с поверхностью клетки, этот этап называется адсорбцией. Эта специфичность "ключа и замка" определяет, какие клетки могут быть инфицированы.
Два способа проникнуть в клетку Некоторые вирусы вводят только свою ДНК или РНК, оставляя оболочку снаружи. Другие проникают в клетку целиком, а затем снимают оболочку, освобождая геном. Оба способа доставки генетической программы в цитоплазму для начала репликации.
Захвачено оборудование хозяина для копирования генома и синтеза белка Внутри вирусный геном реплицируется с помощью ферментов и рибосом хозяина. Параллельно синтезируются капсидные белки для будущей сборки. Вирус подавляет экспрессию генов хозяина, нарушая клеточный метаболизм и приводя к гибели клеток.
Сборка в вирионы и ключевое терминологическое различие Геномы и белки капсида объединяются в полноценные вирионы — полностью сформированные инфекционные частицы. Вирион состоит из капсида, генома и оболочки, если таковая имеется. Вирион отличается от вибриона, изогнутой бактерии.
Высвобождение путем лизиса или почкования Вирионы либо накапливаются до тех пор, пока клетка не подвергнется лизису, высвобождая сразу много вирионов, либо выходят поодиночке путем почкования. Почкование позволяет частицам приобретать оболочку, полученную от хозяина, когда они покидают клетку. Обе стратегии вызывают новые инфекции в соседних клетках.
Задержка благодаря интеграции Провирусов Некоторые вирусы встраивают свой геном в хромосомы хозяина и остаются неактивными. По мере деления клетки вирусная ДНК копируется вместе с ДНК хозяина, незаметно сохраняясь. Более поздняя активация запускает выработку вирионов и начало заболевания.
Характерные вирусные заболевания Известные примеры включают ветряную оспу, полиомиелит, бешенство, гепатит, грипп, коронавирусные инфекции и ВИЧ/СПИД. Вирус табачной мозаики является примером заражения растений. Эти примеры охватывают болезни человека и растений.
Вироиды — Кольцевые оцРНК без капсидов Вироиды ‑ это небольшие кольцевые одноцепочечные РНК, которые не кодируют белки. Не имея капсида, они все равно вызывают болезни, особенно у растений. Их кольца принимают различные формы благодаря водородным и ковалентным взаимодействиям.
Бактериофаги специализируются на заражении бактерий Фаги распознают бактериальные рецепторы с высокой специфичностью и паразитируют только на бактериях. Их специализация делает их профессионалами в атаке на бактериальные клетки. Они не распознают клетки человека и не повреждают их.
Архитектура фага и доставка генома с помощью шприца Головка содержит геном; хвост (стержень) заканчивается базальной пластинкой с прикрепляющимися волокнами. Гидролитические ферменты, находящиеся в пластинке, расщепляют бактериальную поверхность. Сокращение хвоста вводит геном в клетку подобно шприцу, инициируя инфекцию.
Вирулентные и умеренно опасные фаги развиваются разными путями Вирулентные фаги немедленно собирают потомство и лизируют клетку-хозяина. Умеренные фаги интегрируются как профаги, реплицируясь с бактериальной хромосомой, не убивая хозяина сразу. Позже они могут активироваться, но их отличительной чертой является то, что они не вызывают немедленного лизиса.
Фаготерапия как ответ на устойчивость к антибиотикам Растущая устойчивость к антибиотикам стимулирует интерес к использованию специфических бактериофагов для лечения бактериальных инфекций. Фаги избирательно воздействуют на бактерии-мишени и щадят клетки человека, в отличие от антибиотиков с частыми гепатотоксическими побочными эффектами. Некоторые препараты на основе фагов уже зарегистрированы и продаются в аптеках, в том числе в Беларуси.
Гигиена и вакцинация для предотвращения вирусных вспышек Профилактика заключается в масках, мытье рук, дезинфекции и обработке поверхностей антисептиками. Вакцинация формирует искусственный активный иммунитет: организм заранее вырабатывает антитела. Вакцины не всегда защищают на 100%, но обычно они облегчают течение болезни, даже протекают бессимптомно, а вариабельность вируса со временем может снизить эффективность вакцины.
Передача ВИЧ, борьба с ней и реальные возможности противовирусных препаратов ВИЧ распространяется через кровь и половые жидкости, а не через слюну; профилактика заключается в стерильных процедурах и защищенном сексе. Одобренной вакцины пока не существует, но кандидат под названием Линокоповир продемонстрировал 100%‑ную эффективность в доконтактной профилактике, блокируя репликацию вируса. ВИЧ разрушает иммунные клетки, и на стадии СПИДа даже незначительные инфекции могут привести к летальному исходу; признанные методы лечения включают ингибиторы, такие как блокаторы обратной транскриптазы, в то время как большинство обычных “противовирусных препаратов” не имеют убедительных доказательств, за исключением средств против ВИЧ и гепатита.