Вирусы и бактерии — найди разницу. Чем опасны, чем полезны и как с ними бороться.

Чтобы понять разницу, нужно подробнее рассмотреть суть и виды обоих понятий. Из чего состоят, как взаимодействуют с другими, чем опасны и чем полезны. Самое короткое объяснение: бактерии — это клетки, вирусы — полноценные организмы. Первые способны жить самостоятельно, а вот вторые — паразиты, погибающие без хозяина.

Что такое бактерия: состав, питание, размножение


Чаще всего бактерии являются одноклеточными. Их клетка содержит РНК или ДНК, плавающие в воде, которая заполняет внутреннее пространство на 70-80%. Это содержимое обычно удерживается оболочкой — клеточной стенкой. «Одиночки» способны собираться в группы, порой весьма многочисленные, приклеиваясь к стенкам друг друга.

Различают три способа питания бактерий. Так они называются сапротрофами, паразитами или симбионтами. Сапротрофы — падальщики, живущие за счет отмершей органики. Паразиты питаются за счет своего живого носителя, а вот симбионты сосуществуют вместе с ним.

Стандартный метод размножения — так называемое деление, способ, не требующий полового различия. При благоприятных условиях оно происходит весьма стремительно.

Вирусы: состав, питание, размножение

Все известные вирусы (не бактерии) являются паразитами, то есть питаются за счет живого существа, в котором поселились. Жить в отсутствие организма-носителя могут недолго, срок зависит от условий окружающей среды. При потере прежнего «уютного домика» паразит подыскивает себе другого хозяина, чтобы продолжать питаться и размножаться.

Одиночное существование не является возможным, так как у этих микроорганизмов отсутствует клеточная оболочка. Отсутствие собственных белков компенсируется свободным использованием клеток организма-хозяина. Это и еда, и транспортное средство, и материал, чтобы воспроизводить копии. Вне живой клетки размножения не происходит, а питание затруднительно.

Каждый из них содержит сложные молекулы ДНК и/или РНК. Эти молекулы имеют «память» и способны переносить информацию на будущие поколения. Каждое последующее поколение может воспроизводить молекулы с мутациями разной степени. Именно это позволяет адаптироваться к изменениям. Вирусы — великолепный пример эволюции внутри вида, базирующийся на выборе самого выгодного и перспективного варианта мутации.

Принцип борьбы с вирусными заболеваниями

Разрушение не имеющего оболочки организма-паразита внутри живого носителя представляется весьма сложной задачей. Потому лечение само по себе не является эффективным. Носитель может избавиться от паразита с помощью иммунной системы. Иммунитет работает по принципу памяти. Клетки записывают каждое нарушение и способ, благодаря чему было устранено несоответствие. «Воспоминания» позволяют выбрать способ подавления размножения организмов-чужаков или заблокировать возможность вносить изменения в свой белок.

На примере человека это выглядит как накопление иммунитета в детстве. Почти каждый ребенок в возрасте от 2 до 9 лет много болеет. Перенесенные болезни оставляют информацию о себе. Впоследствии организм, заметив патологию, просто «поднимает архивы» перенесенных заболеваний и использует наиболее эффективный метод борьбы с вирусами.

На этом принципе построена вакцинация. Намеренное заражение ослабленными в лабораторных условиях микроорганизмами дает возможность клеткам справиться с повторной атакой. Опытный иммунитет распознает знакомые данные и превентивно наносит удар.

Для борьбы с незнакомым вирусом приходится перебирать все известные способы отторжения чужих микроорганизмов. Чем сильнее иммунитет, тем эффективнее он сопротивляется. Внутренняя «система безопасности» пробует блокировать размножение чужеродных ДНК-РНК, не допуская их связи со своими белками. Этот принцип может сослужить и плохую службу. Когда дает сбой система распознавания своих и чужих клеток, организм может начать бороться с собственными. Такой процесс называется аутоиммунным заболеванием.

Принцип борьбы с бактериальными инфекциями

Изучили вирусы, а теперь обсудим бактерии. С одноклеточными бороться гораздо проще, для их уничтожения были созданы антибиотики. Принцип действия антибиотика заключается в разрушении оболочки, той самой клеточной стенки, что удерживает вредоносное содержимое. Минус этого способа в том, что «агрессор» не различает своих-чужих и рубит все головы подряд. При использовании антибиотиков погибают и вредоносные организмы, и родные, которые являются частью микрофлоры. Следствием подавления бактериальной активности является общее снижение иммунитета.

Есть второй способ воздействия антибиотических препаратов — нарушение состава внутренней части клеточных организмов. Методика влияния тоже не отличает вражеские бактерии от дружественных, результат соответствующий — падение работоспособности иммунитета.

Вирусы и бактерии: можно ли одновременно болеть двумя инфекциями?

Ответ однозначен: да. Некоторые инфекционные заболевания в принципе не проходят. Например, герпес способен спокойно сосуществовать в организме хозяина наряду со множеством бактерий, никак не мешая их размножению.

Иногда бактерии и вирусы борются друг против друга. Конкуренция происходит на уровне молекул, когда бактерия просто не дает вирусу перезаписывать свою РНК или ДНК в белок клетки. Чаще всего это часть собственной микрофлоры, которая запрограммирована на защиту. В самых интересных случаях это болезнетворные бактерии, которые при взаимодействии с вирусом взаимоослабляют друг друга

В борьбе с инфекциями организм ослабляется, поэтому после выздоровления следует оберегать его. Рацион, богатый витаминами, аминокислотами и белками поможет быстрее восстановить иммунитет и подготовить к следующей атаке.

Идентифицирован важный компонент клеточной оболочки возбудителя болезни Лайма — PCR News

Подготовила

Александра Колодяжная

Белок NapA боррелий обеспечивает целостность их клеточной стенки. Выделение во внешнюю среду фрагментов пептидогликана, ассоциированных с NapA, может быть причиной воспаления и болей при артрите, которым сопровождается болезнь Лайма.

Подготовила

Александра Колодяжная

Болезнь Лайма, или боррелиоз, на ранних стадиях проявляется головной болью, лихорадкой, болью в мышцах, характерной сыпью, а при отсутствии лечения может вызвать серьезные осложнения, затрагивающие разные ткани и органы. Возбудитель этой инфекции, грамотрицательная бактерия Borrelia burgdorferi, переносится клещами. Ученые из США идентифицировали пептидогликан-ассоциированный белок (PAP) патогена и описали его функции.

Оболочка грамотрицательных бактерий состоит из внешней мембраны, внутренней мембраны и периплазматического пространства между ними. В периплазме находится биополимер пептидогликан, защищающий клетку от разрывов. Его положение определяют PAP, а их отсутствие приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности бактерий.

Авторы новой работы выделили пептидогликан B. burgdorferi и связанный с ним клеточный материал. Они обработали смесь трипсином, чтобы расщепить PAP на фрагменты и удалить высвободившийся пептидогликан. С помощью жидкостной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии ученые проанализировали получившиеся пептиды и определили, что они соответствуют белку NapA (BB0690). Известно, что он участвует в ответе на окислительный стресс и взаимодействует с иммунной системой организма-хозяина.

С помощью иммунофлуоресцентного анализа исследователи выяснили, что в клетке этот белок локализуется в цитоплазме и периплазме и действительно ассоциирован с пептидогликаном. Кроме того, мутантные бактерии, у которых отсутствует NapA, демонстрировали дефекты клеточной стенки, медленнее размножались и были более уязвимы для экзогенного стресса.

Удлинение бактерии в процессе жизненного цикла требует синтеза пептидогликана. Встраивание новых пептидогликановых мультимеров в растущую клеточную стенку требует внесения разрывов в существующую структуру. При этом во внешнюю среду выделяются мономеры пептидогликана. Ученые установили, что у B. burgdorferi фрагменты пептидогликана, ассоциированные с NapA, секретируются в составе мембранных пузырьков. Это важное открытие, так как ранее было установлено, что мономеры пептидогликана могут вызывать у больных артритом Лайма воспаление и боли. Кроме того, в экспериментах с мононуклеарными клетками периферической крови было показано, что пептидогликан, ассоциированный с NapA, увеличивает уровень интерлейкина-17 и вызывать более выраженную миграцию нейтрофилов, чем пептидогликан

B. burgdorferi, лишенных NapA.

«Мы думаем, что коварство NapA двояко: на ранней стадии заражения, когда бактерии умирают и высвобождают NapA и пептидогликан, белок действует как приманка для привлечения иммунных клеток, что позволяет жизнеспособным бактериям ускользать и вызывать болезнь. На более поздних стадиях болезни он может привлекать иммунные клетки к пептидогликану, молекуле, вызывающей воспаление и артрит», — комментирует руководитель работы Брэндон Ютрас, доцент Политехнического университета Виргинии.

По мнению Ютраса, результаты работы могут быть в дальнейшем использованы для создания вакцин против болезни Лайма или ее диагностики.

Источник

Davis MM, Brock AM, DeHart TG, et al. // The peptidoglycan-associated protein NapA plays an important role in the envelope integrity and in the pathogenesis of the lyme disease spirochete. // PLOS Pathogens. 2021;17(5):e1009546; DOI: 10.1371/journal.ppat.1009546

Цитата по пресс-релизу

Бактериология Молбиология Клеточная биология

4.4D: Микоплазмы и другие бактерии с дефицитом клеточной стенки

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    8846
    • Безграничный
    • Безграничный

    У некоторых бактерий отсутствует клеточная стенка, но они сохраняют способность выживать, живя внутри другой клетки-хозяина.

    Цели обучения
    • Различать бактерии с клеточной стенкой и без нее

    Ключевые моменты

    • Примерами бактерий, у которых отсутствует клеточная стенка, являются микоплазмы и бактерии L-формы.
    • Микоплазма является важной причиной заболеваний у животных, и на нее не влияет лечение антибиотиками, воздействующее на синтез клеточной стенки.
    • Микоплазмы поглощают холестерин из окружающей среды и образуют стеролы для построения своей цитоплазматической мембраны.

    Ключевые термины

    • осмотическая среда : среда с контролируемым суммарным движением молекул из области с высокой концентрацией растворителя в область с низкой концентрацией растворителя через проницаемую мембрану.

    Для большинства бактериальных клеток клеточная стенка имеет решающее значение для выживания клетки, однако есть некоторые бактерии, у которых нет клеточной стенки. Виды Mycoplasma являются широко распространенными примерами, и некоторые из них могут быть внутриклеточными патогенами, которые растут внутри своих хозяев. Такой образ жизни бактерий называют паразитическим или сапрофитным. Клеточные стенки здесь не нужны, потому что клетки живут только в контролируемой осмотической среде других клеток. Вполне вероятно, что в какой-то момент в прошлом у них была способность формировать клеточную стенку, но когда их образ жизни превратился в образ жизни внутри других клеток, они утратили способность формировать стенки.

    Рис.: Бактерии L-формы : Бактерии L-формы не имеют структуры клеточной стенки.

    В соответствии с очень ограниченным образом жизни внутри других клеток эти микробы также имеют очень маленькие геномы. Им не нужны гены всевозможных ферментов биосинтеза, так как они могут украсть конечные компоненты этих путей у хозяина. Точно так же им не нужны гены, кодирующие множество различных путей для различных источников углерода, азота и энергии, поскольку их внутриклеточная среда полностью предсказуема. Из-за отсутствия клеточных стенок

    Mycoplasma имеют сферическую форму и быстро погибают, если их поместить в среду с очень высокой или очень низкой концентрацией солей. Однако Mycoplasma действительно имеет необычайно прочные мембраны, которые более устойчивы к разрыву, чем другие бактерии, поскольку эта клеточная мембрана должна бороться с факторами клетки-хозяина. Присутствие стеролов в мембране способствует их долговечности, помогая увеличить силы, удерживающие мембрану вместе. Другие виды бактерий иногда мутируют или реагируют на экстремальные условия питания, образуя клетки без стенок, называемые L-формами. Это явление наблюдается как у грамположительных, так и у грамотрицательных видов. L-формы имеют разнообразную форму и чувствительны к осмотическому шоку.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        Безграничный
        Лицензия
        СС BY-SA
        Версия лицензии
        4,0
        Показать оглавление
        нет
      2. Теги
        1. Микоплазмы

      Клетки растений и клетки животных – различия и сравнение

      Растительные и животные клетки имеют несколько различий и сходств. Например, клетки животных не имеют клеточной стенки или хлоропластов, а клетки растений имеют. Клетки животных в основном имеют круглую и неправильную форму, в то время как клетки растений имеют фиксированную прямоугольную форму.

      Клетки растений и животных являются эукариотическими клетками, поэтому они имеют несколько общих черт, таких как наличие клеточной мембраны и клеточных органелл, таких как ядро, митохондрии и эндоплазматический ретикулум.

      Сравнительная таблица

      Сравнительная таблица животных и растительных клеток
      Животная клетка Растительная клетка
      Клеточная стенка Отсутствует Настоящий (из целлюлозы)
      Форма Круглая (неправильной формы) Прямоугольный (фиксированной формы)
      Вакуоль Одна или несколько небольших вакуолей (намного меньше растительных клеток). Одна крупная центральная вакуоль, занимающая до 90% объема клетки.
      Центриоли Присутствует во всех клетках животных Присутствует только у низших форм растений (например, у хламидомонады)
      Хлоропласт Отсутствует Растительные клетки имеют хлоропласты, чтобы производить себе пищу.
      Цитоплазма Присутствует Подарок
      Рибосомы Присутствует Подарок
      Митохондрии Настоящее Подарок
      Пластиды Отсутствует Подарок
      Эндоплазматический ретикулум (гладкий и шероховатый) Подарок Подарок
      Пероксисомы Присутствует Подарок
      Аппарат Гольджи Присутствует Подарок
      Плазматическая мембрана Только клеточная мембрана Клеточная стенка и клеточная мембрана
      Микротрубочки/микрофиламенты Присутствует Подарок
      Жгутики Присутствуют в некоторых клетках (например, сперматозоидах млекопитающих) Присутствует в некоторых клетках (например, в сперме мохообразных и папоротников, саговниковых и гинкго)
      Лизосомы Лизосомы встречаются в цитоплазме. Лизосомы обычно не видны.
      Ядро Настоящее Подарок
      Реснички Подарок Большинство растительных клеток не содержат ресничек.

      Клеточная стенка

      Различие между клетками растений и клеток животных заключается в том, что большинство клеток животных имеют круглую форму, тогда как большинство клеток растений имеют прямоугольную форму. Клетки растений имеют жесткую клеточную стенку, окружающую клеточную мембрану. Клетки животных не имеют клеточной стенки. При взгляде под микроскопом клеточная стенка — это простой способ различить растительные клетки.

      Хлоропласты

      Растения являются автотрофами; они производят энергию из солнечного света в процессе фотосинтеза, для чего используют клеточные органеллы, называемые хлоропластами. Клетки животных не имеют хлоропластов. В клетках животных энергия вырабатывается из пищи (глюкозы) в процессе клеточного дыхания. Клеточное дыхание происходит в митохондриях на клетках животных, которые по строению несколько аналогичны хлоропластам, а также выполняют функцию выработки энергии. Однако растительные клетки также содержат митохондрии.

      Центриоль

      Все клетки животных имеют центриоли, тогда как только некоторые формы низших растений имеют центриоли в своих клетках (например, мужские гаметы чарофитов, мохообразных, бессемянных сосудистых растений, саговников и гинкго).

      Вакуоли

      Клетки животных имеют одну или несколько небольших вакуолей, тогда как клетки растений имеют одну большую центральную вакуоль, которая может занимать до 90% объема клетки. В растительных клетках функция вакуолей заключается в хранении воды и поддержании тургора клетки. Вакуоли в клетках животных хранят воду, ионы и отходы.

      Лизосомы

      Лизосома представляет собой мембраносвязанную сферическую везикулу, которая содержит гидролитические ферменты, способные расщеплять многие виды биомолекул. Он участвует в клеточных процессах, таких как секреция, восстановление плазматической мембраны, клеточная передача сигналов и энергетический обмен. Клетки животных имеют четко выраженные лизосомы. Наличие лизосом в клетках растений является предметом обсуждения. В нескольких исследованиях сообщалось о присутствии лизосом животных в вакуолях растений, что позволяет предположить, что вакуоли растений выполняют роль лизосомальной системы животных.

      Изображения растительных и животных клеток

      Структура растительной клетки

      Структура типичной растительной клетки

      Структура животной клетки

      Структура типичной животной клетки

      Видео сравнения клеток растений и животных

      Отличия животных и растительных клеток:

      Для более подробного ознакомления с различиями между органеллами клеток растений и животных смотрите это видео.