Virusurile: Structură și Caracteristici

Virusurile (Virales)

• Virusurile reprezintă forme acelulare de viață și se manifestă ca paraziți intracelulari.
• În afara celulei gazdă virusul nu prezintă semne caracteristice viului, comportându-se ca o substanță chimică.
• Relația virus-celulă gazdă este un parazitism obligatoriu și absolut, virusul modificând informația genetică a celulei gazdă.
• Nu există un consens asupra poziției sistematice a virusurilor, mulți cercetători considerându-le entități infecțioase acelulare.
• Studiul virusurilor este important deoarece parazitează toate organismele vii.
• Există aproximativ 3200 de specii de virusuri descrise până în prezent.

Structura virusurilor

• Virusurile sunt cele mai mici particule vii, având dimensiuni cuprinse între 20 și 300 nm.
• Din punct de vedere chimic, se disting virusuri simple și virusuri compuse.
• Virusurile simple conțin o moleculă de acid nucleic, ADN sau ARN, fiind numite ADN-virusuri și respectiv ARN-virusuri.
• Acidul nucleic este învelit într-o membrană proteică protectoare numită capsidă.
• Capsomerele sunt unități morfologice ale capsidei.
• Capsomerele sunt molecule proteice organizate sub diverse forme (spirală, poliedru, sferă) care determină forma capsidei.
• Virusurile compuse, pe lângă capsidă și acid nucleic, conțin glicoproteine și o a doua membrană numită anvelopă.

Informații Suplimentare despre Virusuri

• Virusurile pot exista în trei stări: virion matur (infectios), virus vegetativ (fără capsidă în celula gazdă) și provirus (decapsidat integrat în cromozomul celulei-gazdă).

Înmulțirea virusului

• Multiplicarea are loc într-o celulă vie în cinci etape:
  • Fixarea particulei virale de membrana celulei-gazdă.
  • Pătrunderea virionilor în celulă (prin pinocitoză/fagocitoză la animale, prin leziuni la plante).
  • "Fabricarea" componentelor virale (proteine capsidei și acid nucleic), folosind resursele celulei gazdă.
  • Autoasamblarea noilor virioni.
  • Eliberarea virusurilor nou formate din celulă, după care urmează fie atacarea altei celule, fie intrarea în stare latentă.
• Metabolismul celulei infectate este dereglat ireversibil, ducând la un fenomen incompatibil cu viața.

Bacteriofagii

• Savantul francez F. de Herelle a descoperit în 1917 virusurile care atacă bacteriile, numindu-le bacteriofagi sau fagi.
• Bacteriofagul are o formă ce amintește o navă cosmică.
• Bacteriofagul este alcătuit dintr-un cap (membrană proteică și acid nucleic) și o coadă (tub cav protejat de o husă contractilă).
• La capătul tubului se află filamente pentru fixarea de bacterie.
• La contactul cu bacteria, husa cozii se contractă și ADN-ul bacterian este transferat.
• Aici folosește nucleotidele bacteriei pentru a se autoreproduce.
• Componentele fagale sunt asamblate.
• Bacteria moare ca urmare a activității bacteriofagului.
• Bacteriofagii sunt utilizați pentru profilaxia și tratamentul bolilor bacteriene.

Rolul virusurilor în natură și în viața omului

• Virusurile sunt paraziți care provoacă boli numite viroze.
• Exemple de viroze răspândite la animale: mixomatoza la iepuri, gripa aviară, febra aftoasă la vite, erizipelul la porci, pesta la păsări.
• La plante, virozele se manifestă prin pete gălbui pe frunze (mozaic), încrețirea frunzelor, sau reducerea dimensiunilor plantei.
• Cele mai răspândite boli virale la om sunt: gripa, afecțiunile respiratorii acute, variola, rubeola, rujeola, hepatita virală, herpesul, negii etc.
• Virusul imunodeficienței umane (HIV) provoacă SIDA, se transmite prin sânge și spermă și poate fi prevenit prin folosirea de seringi de unica folosinta.
• În decembrie 2019, un nou coronavirus (SARS-CoV-2) a fost identificat în China, provocând boala COVID-19.
• Virusurile vizitează fiecare individ de aproximativ 200 de ori pe parcursul vieții.

Prevenirea virozelor respiratorii

• Evitarea aglomerațiilor.
• Evitarea contactului cu persoanele bolnave.
• Spălarea frecventă a mâinilor.
• Aerisirea încăperilor.
• Evitarea vizitelor la persoane bolnave.
• Purtarea măștii medicale în spații închise/aglomerate.

Importanța vaccinării

• Vaccinarea este cea mai eficientă metodă de prevenire a bolilor provocate de virusuri.
• Vaccinarea presupune utilizarea de vaccinuri pentru protecția împotriva bolilor infecțioase.
• Vaccinurile conțin forme atenuate sau inactive ale agenților patogeni (virusuri, bacterii) care stimulează sistemul imunitar.
• Există 26 de vaccinuri care previn boli infecțioase.
• Imunizarea protejează atât persoanele vaccinate, cât și alte persoane, formând imunitate colectivă.
• O epidemie virală poate fi prevenită dacă 40% din populație este imunizată.

Regnul Monera: Bacteriile (Bacteria)

• Există aproximativ 10.000 de specii de bacterii, primele organisme care au populat Terra acum 3,8 miliarde de ani.
• Bacteriile sunt răspândite pe larg în natură.
• Un gram de sol conține 5-6 miliarde de bacterii, 1 cm³ de aer din oraș – 8 mii, 1 ml de lapte integral – până la 500 de mii.
• Răspândirea extraordinară a bacteriilor se datorează capacității lor de a se înmulți în timp foarte scurt, dimensiunilor mici, adaptabilității la diferite moduri de nutriție și rezistenței la condiții vitrege.

Structura corpului bacteriilor

• Dimensiunile corpului celular variază de la 0.2 până la 10 µm.
• Forma corpului poate fi foarte diversă: coci (formă de sferă), bacili (formă de bastonașe), vibrioni (formă de arc), spirile (formă de arc întins). Unele specii au flageli.
• În condiții nefavorabile, bacteriile trec în starea inactivă (spori de rezistență).

Nutriția bacteriilor

• Poate fi heterotrofă (saprofite sau parazite) sau autotrofă (chemotrofe și fototrofe).
• Saprofitele descompun glucidele și proteinele din resturile vegetale și animale.
• Bacteriile parazite provoacă boli prin distrugerea celulei-gazdă sau secreția de toxine.
• Bacterii patogene provoacă boli precum vibrionul holerei, bacilii difteriei, dizenteriei, tuberculozei.
• Pentru distrugerea bacteriilor patogene se folosesc soluții de formalină, cloramină, alcool sau temperaturi înalte (80-120 °C).
• Bolile provocate de bacterii (bacterioze) se tratează cu antibiotice.
• Măsurile de profilaxie presupun controlul sanitar al calității apei şi al produselor alimentare, dezinfecția, vaccinarea, fortificarea imunității.

Înmulțirea bacteriilor

• Bacteriile se înmulțesc prin diviziune binară simplă la fiecare 20-30 min.
• Înainte de diviziune, molecula inelară de ADN se dublează.
• Cele două molecule identice de ADN se fixează de membrana citoplasmatică ce se interpune între ele, divizând celula în două.
• Fiecare celulă-fiică se alege cu o moleculă de ADN identică.
• Pentru unele bacterii este specifică înmugurirea.
• Procesul sexuat se reduce la conjugare și decurge diferit de al altor organisme.

Rolul bacteriilor în natură și în viața omului

• Bacteriile sunt esențiale pentru circuitul elementelor în natură, descompunerea resturilor organice, autopurificarea bazinelor de apă, formarea solului.
• Bacteriile de nodozități fixează azotul atmosferic, îmbogățind solul cu compuși ai azotului.
• Bacteriile care formează compuși necesari omului (aminoacizi, vitamine, fermenți, antibiotice) sunt utilizate în biosinteza industrială.
• Bacteriile de fermentație permit obținerea oțetului, a acidului citric, a produselor lactate acide, a murăturilor etc.
• Bacteriile de putrefacție asigură formarea humusului, care este transformat în săruri minerale.
• Unele specii formează flora normală a intestinului gros, sintetizează vitamina K și vitamine din grupul B. Ferobacteriile au format zăcămintele de fier, iar sulfobacteriile - zăcămintele de sulf.

Regnul Protistele (Protista)

• Întrunește organisme unicelulare, coloniale și pluricelulare, al căror corp nu este diferențiat în țesuturi și organe.
• Printre protiste se disting forme cu predominarea caracterelor de plante (algele), de animale (protozoarele) sau de ciuperci (oomicetele).

Algele

• Protiste înrudite cu plantele, majoritatea acvatice, dar se întâlnesc și pe uscat.
• Celula algelor este protejată de un perete din celuloză și pectină.
• În citoplasmă se află nuclee, mitocondrii, reticul endoplasmatic, vacuole, aparatul Golgi, cloroplaste (cromatofori) cu forme diverse.
• Corpul algelor (talul) poate fi unicelular, colonial sau pluricelular.
• Corpul algelor pluricelulare nu este diferențiat în țesuturi și organe.
• Speciile imobile se fixează de substrat cu ajutorul rizoizilor.
• Algele verzi și roșii au apărut acum circa 1,6 miliarde de ani.

Nutriția și reproducerea algelor

• Algele sunt organisme fototrofe, dar se întâlnesc și specii mixotrofe.
• Se înmulțesc asexuat (prin diviziune mitotică binară, desfacerea coloniilor, fragmentarea talului) și sexuat.
• Înmulțirea sexuată presupune formarea de gameți; la majoritatea algelor, gameții masculini sunt mobili.

Rolul algelor în natură și în viața omului

• Algele sunt principalii producători de substanțe organice și de oxigen în bazinele acvatice.
• Multe alge au importanță economică. Depunerile de alge moarte sunt folosite pentru extragerea de benzină, uleiuri tehnice, lacuri. Din alge brune și roșii se obține agar-agar.
• Algele sunt utilizate în alimentație și ca îngrășăminte.

Filumul Algele-verzi (Chlorophyta)

• Sunt răspândite mai ales în apele dulci, în mări și pe solurile umede.
• Substanța de rezervă este amidonul.
• În Republica Moldova se întâlnesc circa 750 de specii de alge verzi unicelulare, coloniale și pluricelulare.

Reprezentanți ai algelor verzi

• Clamidomonada este o algă unicelulară întâlnită în apele dulci, protejată de un perete celulozic și care prezintă doi flageli.
• Volvoxul este o algă colonială de apă dulce sub formă de sferă gelatinoasă, formată din 500-1500 de indivizi cu organizare de clamidomonadă.
• Ulva sau salata-de-mare are un tal lamelar format din două straturi de celule, fiind întâlnită în mările subtropicale și temperate.
• Spirogira sau mătasea-broaștei este o algă de apă dulce cu tal filamentos, neramificat, formând aglomerări verzui și alunecoase.

Filumul Algele-roșii (Rhodophyta)

• Populează mările tropicale și subtropicale, mai rar bazinele cu apă dulce și solul.
• Majoritatea sunt forme pluricelulare cu pigmenți roșii numite ficoeritrina.
• Algele roșii pot popula bazine mai adânci decât cele verzi sau brune.
• Produsul de sinteză este amidonul de floridee. Reprezentanți: palmaria, polisifonia și filofora.

Filumul Algele-brune (Phaeophyta)

• Sunt răspândite în apele mărilor, având culoarea talului de la măsliniu-gălbui până la brun-întunecat, datorită fucoxantinei.
• Unele specii ating o lungime de 30-50 m. Substanțele de rezervă sunt laminarina, manitolul.
• Reprezentanți: laminaria, fucus, ptilota.

Protozoarele

• Protiste înrudite cu animalele, răspândite în apele dulci, marine și în sol.
• Sunt organisme unicelulare, majoritatea microscopice.
• Corpul este o picătură de citoplasmă gelatinoasă, închisă într-o membrană, conținând structuri responsabile pentru prelucrarea substanțelor nutritive și controlul intern.
• Corpul este delimitat de o membrană lipoproteică.
• Citoplasma adăpostește organitele celulare tipice: mitocondrii, reticul endoplasmatic, ribozomi, aparatul Golgi, fibrile contractile, vacuole pulsatile și digestive, unul sau mai multe nuclee.
• Majoritatea protozoarelor sunt mobile, deplasându-se cu pseudopode, flageli sau cili.

Nutriția, excreția și înmulțirea protozoarelor

• Sunt organisme heterotrofe, hrănindu-se cu alge unicelulare, bacterii, resturi vegetale și animale. Hrana pătrunde prin orificiul bucal.
• Produsele de excreție lichide sunt eliminate prin membrană, cu ajutorul vacuolei pulsatile.
• Corpul-celulă al protozoarelor poate exercita funcții de receptor și efector, reacțiile la excitanți fiind motorii.
• Înmulțirea este asexuată, prin diviziunea mitotică binară.

Rolul și diversitatea protozoarelor

• Rolul este servind ca hrană pentru animalele acvatice.
• Depunerile din cochilii formează zăcăminte de calcar.
• Unele specii provoacă boli la animale și la om (dizenteria amibică, meningita amibică, toxoplasmoza etc.).
• Încrengături reprezentative: Rizopodele, Flagelatele și Ciliatele.

Rizopodele (Rizopoda)

• Majoritatea sunt organisme microscopice care se deplasează cu pseudopode. Se hrănesc cu organisme unicelulare sau cu resturi organice.
• Reprezentanți sunt ordinul Amibele, cu corpul gelatinos acoperit de membrană subțire, unele specii parazitând în corpul animalelor și al omului. Ex: amiba-dizenterică.
• Ordinul Foraminiferele sunt organisme marine cu cochilie alcătuită dintr-o substanță organică. Cochiliile formează depuneri de calcar. Ex: globigerina.

Flagelatele (Zoomastigina)

• Corpul poate fi oval, cilindric sau sferic. Se hrănesc heterotrof și multe specii parazitează animale și omul.
• Tripanosomele parazitează în sângele vertebratelor, provocând boli grave ca boala somnului (Tripanosoma rhodesiense).
• Trichonimfa trăiește în intestinul termitelor.

Ciliatele (Ciliophora)

• Se cunosc circa opt mii de specii, unele parazite. Sunt prezenți cilii și două nuclee: mare vegetativ (macronucleu) și mic generativ (micronucleu).
• Au o formă ovală a corpului, și multe dispun de organe de apărare – trihociste.
• Înmulțirea se face prin diviziune mitotică binară, întreruptă din când în când de conjugare. Ex: parameciul.

Regnul Ciupercile (Mycota) sau Fungii

• Ciupercile au apărut acum 400 de milioane de ani.
• Ocupă un loc aparte în sistemul lumii vii, întrunind trăsături de animale şi de plante.
• Animale > Modul heterotrof de nutriție, prezența chitinei în structura peretelui celular, formarea ureei ca deșeu metabolic și a glicogenului ca substanţă de rezervă.
• Plante > Imobilitatea, creșterea pe toată durata vieții, absorbția hranei, capacitatea de sinteză a vitaminelor, prezenţa peretelui celular sunt trăsături comune cu ale plantelor.

Structura corpului ciupercilor

• Corpul vegetativ al ciupercilor, miceliul, constă din hife – fire subțiri puternic ramificate.
• Hifele asigură fixarea de substrat, absorbția şi transportarea apei și a substanţelor dizolvate în ea.
• Miceliul poate fi neseptat sau segmentat prin pereți despărţitori (septuri) în celule cu unul sau mai multe nuclee.
• Miceliul septat este numit primar, iar cel în care nucleele haploide sunt grupate câte două – secundar sau dicarionic.
• La unele specii, pe miceliu se dezvoltă corpuri de fructificație, ce adăpostesc organele în care se formează sporii sexuali.

Nutriția ciupercilor

• Miceliul multor ciuperci microscopice este prevăzut cu structuri speciale pentru dobândirea hranei: haustorii, capcane și plase lipicioase.
• Ciupercile sunt organisme heterotrofe cu digestie extracelulară - secretă fermenți hidrolitici care descompun substanțele organice.
• În funcție de substratul nutritiv, ciupercile se împart în saprofite, parazite și simbionți/micoriza.

Reproducerea ciupercilor și diversitatea lor

• Înmulțirea ciupercilor se realizează pe cale asexuată (vegetativ, prin fragmente de miceliu și cu ajutorul sporilor) şi sexuată.
• Diversitatea ciupercilor: zigomicete, ascomicete și basidiomicete.

Rolul ciupercilor în natură și în viața omului

• Ciupercile participă la circuitul substanțelor în natură, la formarea humusului în sol.
• Drojdiile sunt utilizate pentru obținerea alcoolului, vinului, berii, cvasului și la prepararea pâinii.
• În alimentație sunt folosite pe larg ciupercile cu pălărie.
• Multe ciuperci sunt periculoase pentru sănătatea plantelor, animalelor şi omului.

Protozoarele - protiste înrudite cu animalele

• Protozoarele servesc drept hrană pentru animalele acvatice și contribuie la alcătuirea depunerilor de calcar.

Regnul Plantele (Plantae)

• Intruneste circa 350 de mii de specii de organisme pluricelulare, apărute acum 500 de milioane de ani.
• Caracteristicile plantelor: celule cu perete celulozic; mod autotrof; lipsa mobilității; reacția la factorii de mediu prin tropisme şi nastii.
• Filumuri reprezentative: muşchii, ferigile, gimnospermele și angiospermele.

Filumul Muşchii (Bryophita)

• Cuprinde peste 13 mii de specii, preferând locurile umede, dar pot trăi și pe stânci aride.
• Corpul este alcătuit din gametofitul dominant și sporofitul mărunt.
• Gametofitul este diferențiat în tulpini, frunze și rizoizi, iar sporofitul - capsulă susținută de un peduncul.
• Înmulţirea se realizează asexuat (vegetativ) sau sexuată.

Rolul mușchilor în natură și în viața omului

• Participă la circuitul substanțelor şi la fluxul energiei.
• Populează substraturi nefavorabile altor plante.
• Reprezintă componenți ai vegetaţiei unei mlaştini.
• Sunt folosiți pentru industria chimică şi material de construcție.

Clase de mușchi

• Clasa muşchilor-frunzoşi:
• tipic inul-cucului (Politrichum commune) cu tulpină cilindrică și frunze înguste.
• tipic muşchiul-de-turbă nu are rizoidi.

Filumul Ferigile (Pteridophyta)

• Ferigile sunt cele mai vechi plante vasculare cuprind în jur de 12 mii de specii.
• Trăsăturile:
  • organe: rădăcini, tulpină și frunze.
  • Rizom gros, subteran, acoperit cu solzi, fixat prin rădăcini adventive.
  • Tesutul conducător alcătuit din traheide și tuburi ciuruite fără celule anexe.
• Vara, pe partea inferioară a frunzelor se formează sporangi, numite sori, în care se dezvoltă sporii, pe sol protalul.
• Importantă pentru alcătuire și folosite ca plante decorative etc.

Filumul Coniferele (Coniferophyta)

• Trăsătură formarea seminței golașe, o vârstă de circa 350 de milioane de ani.
• Corp structura: preponderent arbori, arbuști, rareori lia-e, forme lighioase tip con cu baza-jos.
• Tulpina- ramifică inel, frunzele solziforme sau aciculare.
• Sistemul radicular este pivotant, cu rădăcini laterale bine dezvoltate
• Se înmulțesc pe sexual
• Semințele se dezvoltă pe solzii conurilor feminine
• Polenizarea se face cu ajutorul vântuli