3. 1. Nem sejtes rendszerek, vírusok – feladatok és számítások

Feladatok

1. Feladat: A vírusok működése

1. Határozd meg egy mondatban a vírus fogalmát!
2. Miért nem tekinthetők a vírusok élőlényeknek?
3. Mai ismereteink szerint hogyan jöttek létre a vírusok?
4. Mit értünk virulencián?
5. Felépítésüket tekintve miben különböznek a vírusoktól a prionok?

Prionok, Igaz-Hamis
6. A prionok egészséges szervezetben is meglévő, meghatározott működést ellátó fehérjemolekulákból alakulhatnak ki
7. Átalakulásuk során megváltozik a fehérje aminosavsorrendje
8. Átalakulásuk során megváltozik a fehérjemolekula másodlagos szerkezete
9. Az átalakult fehérjét, már mint prionok, kórokozók
10. Prionok már kész prionmolekula formájában, a táplálkozás során is bekerülhetnek az ember szervezetébe.

FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 23. o.

2. Feladat: A vírusok felépítése és működése

A vírusokat sokáig csak valamilyen betegségeket okozó anyagoknak tekintették. Tüzetesebb vizsgálatukra azonban csak a felfedezésüket követően mintegy fél évszázaddal később, az (1) megalkotása után került sor, mivel (2) nagyságúak, ezért fénymikroszkópban nem tanulmányozhatók. Kiderült, hogy nem felelnek meg az élő anyaggal szemben támasztott követelményeknek, ugyanis nem mutatnak (3). Önálló (4) nincs, aktív mozgásra nem képesek, és önmagukban szaporodni nem tudnak, viszont az élettelen anyagokra jellemző módon (5). így felépítésük és működésük sajátosságai miatt nem illeszthetők be az élővilág (6) rendszerébe. Az élő és élettelen határterületén állnak. Hogy mégis az élő anyagok között tárgyaljuk őket, ennek sajátos viselkedésük az oka.
A vírusok nem érik el a (7) szerveződés szintjét, csupán (8), és az azt körülvevő (9) állnak. Ezért nem tekinthetők a prokarióták őseinek. Feltehetően több száz millió évvel ezelőtt (10) kiszakadt, és bizonyos mértékű önállóságra szert tett, szerves óriásmolekulákból álló rendszerek

Igaz-Hamis
11. A vírusok méretük miatt csak elektronmikroszkópban tanulmányozhatók
12. A vírusok a sejtes szerveződést megelőzően alakultak ki.

Rövid válasz
13. Írj példát csak növényben virulens vírusra!
14. Írj példát csak állatban virulens vírusra!

FORRÁS: Szerényi Gábor: Nagy biológia feladatgyűjtemény, 24. o.

3. Feladat: Melyik veszélyesebb: a prion vagy a vírus?

1. Definiálja a vírus és a prion fogalmát!
2. Hasonlítsa össze méretüket, felépítésüket, eredetüket, hatásukat konkrét példán keresztül!
3. Hogyan védekezhetünk ellenük?

FORRÁS: Sebőkné Orosz Katalin: Biológia érettségi, esszé típusú feladatok, 61-62.o.

Megoldások

1. Feladat

1. fertőzőképes genetikai információ, 2. mert nincs önálló anyagcseréjük, 3. olyan sejtekből kiszakadt makromolekuláris rendszerek, amelyek bizonyos mértékű önállóságra tettek szert, 4. fertőzőképességet, 5. a prionok fehérjék, a vírusok fehérjéből és nukleinsavból állnak, 6. I, 7. H, 9. I, 10. I

2. Feladat

1. elektronmikroszkóp, 2. nanométeres, 3. életjelenségeket, 4. anyagcseréjük, 5. kikristályosíthatók, 6. fejlődéstörténeti, 7. sejtes, 8. örökítőanyagból, 9. fehérjéből, 10. sejtekből, 11. I, 12. H, 13. dohánymozaik-vírus, 14. a száj- és körömfájás vírusa

3. Feladat

A prion fertőző (kórokozó) fehérje
A vírus fertőző genetikai információ
Mindkettő a nanométeres tartományba esik, egyik sem éri el a sejtes szerveződés szintjét
A vírusok fehérjeburokból (kapszid) és örökítőanyagból állnak, mely DNS vagy RNS, a kettő együtt sosem fordul elő bennük
A fehérjeburkukat még vírusköpeny (peplon) is boríthatja, mely a gazdasejtből származik, és a fertőzést könnyíti meg a vírus számára
A prion csak fehérjéből áll
A vírusok valószínűleg eukarióta sejt szétesésével, örökítőanyagának feldarabolódásával keletkeztek úgy, hogy megfelelő önállóságra tettek szert ezek a sejtrészletek
A prionfehérjék elsősorban az idegsejtek sejthártyájában megtalálható, a sejt által szintetizált természetes fehérjék, azonban mutáció, vagy más ok miatt rossz térszerkezetet vehetnek fel, és ekkor válnak fertőzővé
A vírusnak kétféle állapota, megjelenési formája van: a virion a nyugvó, inaktív forma a sejten kívül, ilyenkor kristályos szerkezetű, semmilyen életjelenséget nem mutat, illetve a sejtben már elkészült, vírussá szerveződött forma is virion. A vegetatív vírus felel a gazdasejtben az új virionok sokszorosításáért
A vírusok csak meghatározott gazdasejtben képesek élősködni. A gazdasejtet a saját burokanyagának és a gazdasejt membránjában lévő anyagnak a térszerkezet-egyezése alapján ismeri fel
A gazdasejtbe jutott vírus-DNS (vagy retrovírusoknál a vírus-RNS-ről készített vírus-DNS) beépül a sejt DNS-ébe, és úgy változtatja meg a sejtműködést, hogy a sejt vírus-DNS és a mintáról vírusfehérjék szintézisét végzi
A megsokszorozott és összeállt vírusok kirajzása a gazdasejt pusztulását eredményezi, pl. HIV-vírussal fertőzött monocita vagy T4 sejt (helper T-limfozita) vagy T2 fággal fertőzött E. coli
A prionok ellenállnak minden fehérjekicsapó és fehérjelebontó hatásnak
Hozzákapcsolódnak a jó térszerkezetű prionfehérjékhez, és katalizálják azok rossz térszerkezetének kialakulását, így azok is fertőző prionokká válnak, a sejt növeli a prionfehérjék szintézisét, de a katalízis miatt azok is rossz térszerkezetűek lesznek
A sejt végül apoptózist követ el
A túlzott apoptózis sorvadáshoz, az idegrendszer rendellenes működéséhez, végül halálhoz vezet. Prionbetegség a szarvasmarhák szivacsos agysorvadása, a juhok surlókórja, embernél a kuru, a Creutzfeldt-Jacob-kór és a fatális örökletes álmatlanság
A vírusokkal szemben az immunrendszer segítségével (pl. interferontermelés, ellenanyag-termelés, passzív immunizálás), a tisztálkodási szabályok betartásával, állandó, tartós párkapcsolat kialakításával, stb. védekezhetünk
A prionok ellen a szervezet nem indít immunválaszt, mivel ha külső eredetű is a prion (táplálékkal bevitt), ilyen fehérje a szervezetben is termelődik. Csak a mutagén hatások és az ellenőrizhetetlen élelmiszer elkerülésével előzhetjük meg a fertőzés kialakulását a fertőzést legyőzni már nem tudjuk.