Βιολογία (Γ Λυκείου Θετικών Σπουδών) - Βιβλίο Μαθητή
Κεφάλαιο 2: Αντιγραφή, έκφραση και ρύθμιση της γενετικής πληροφορίας Κεφάλαιο 4: Τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος

Ιοί

Εικόνα

Ιός της γρίπης

κεφάλαιο

3
κεφάλαιο 3

3. Ιοί

Οι ιοί και τα βακτήρια είναι οι απλούστερες μορφές ζωής. Έχουν χρησιμοποιηθεί εκτεταμένα για τη διερεύνηση των θεμελιωδών μηχανισμών της ζωής και έχουν βοηθήσει πολύ στην κατανόηση της λειτουργίας των πολύπλοκων οργανισμών σε μοριακό επίπεδο. Επίσης η μελέτη τους παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, γιατί συνεισφέρει σημαντικά στην ανάπτυξη μεθόδων για τη θεραπεία των ασθενειών τις οποίες προκαλούν. Παράλληλα, έχουν χρησιμοποιηθεί ως «ζωντανά» εργαλεία για την ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών, που δίνουν στους ερευνητές τη δυνατότητα του χειρισμού και της μεταφοράς του γενετικού υλικού, και έχουν συνεισφέρει σημαντικά τόσο στη βασική έρευνα όσο και στις εφαρμογές της.

Οι ιοί ανακαλύφθηκαν το 1883 από τον Mayer, αλλά θεωρήθηκαν ότι είναι οι μυστηριώδεις παράγοντες που προκαλούν την ασθένεια «μωσαϊκή του καπνού». Η ασθένεια αυτή ονομάστηκε έτσι επειδή τα φύλλα του καπνού, που έχουν προσβληθεί από τον ιό, είναι γεμάτα κηλίδες. Αρχικά, οι ιοί χαρακτηρίστηκαν ως πολύ μικρά μολυσματικά βακτήρια, που δεν είναι ορατά στο μικροσκόπιο. Δέκα χρόνια αργότερα ο Ρώσος φυσιοδίφης Ivanowski

διαπίστωσε ότι οι παθογόνοι αυτοί παράγοντες περνούσαν από πολύ λεπτούς ηθμούς, που μπορούσαν να συγκρατούν όλα τα βακτήρια. Διαπιστώθηκε επίσης ότι είναι ικανοί να πολλαπλασιάζονται μόνο μέσα σε ζωντανά κύτταρα και όχι σε θρεπτικά υλικά, όπως συμβαίνει με τα βακτήρια. Τελικά, το 1935, ο ιός της μωσαϊκής του καπνού απομονώθηκε και μελετήθηκε από τον Stanley. Τότε διαπιστώθηκε ότι είναι ένα αναπαραγόμενο σωματίδιο, πολύ απλούστερο από τα βακτήρια, και ότι αποτελείται από RNA και πρωτεΐνες.

Σε αντίθεση με το κύτταρο, που είναι η θεμελιώδης μονάδα της ζωής, ο ιός δεν είναι τίποτε περισσότερο από νουκλεϊκό οξύ και πρωτεΐνες. Μόνο όταν βρεθεί μέσα σε ένα κύτταρο-ξενιστή, ο ιός «ξυπνά» και εκφράζει τη χαρακτηριστικότερη ιδιότητα των ζωντανών οργανισμών, δηλαδή την αναπαραγωγή. Οι ιοί έχουν τις εξής ιδιότητες:

  • Είναι ενδοκυτταρικά παράσιτα και χρειάζονται υποχρεωτικά ένα κύτταρο-ξενιστή, για να πραγματοποιήσουν όλες τις βιολογικές λειτουργίες τους που είναι απαραίτητες για την αναπαραγωγή τους.

Εικόνα 3.1 Οι ιοί αποτελούνται από ένα πρωτεϊνικό περίβλημα μέσα στο οποίο βρίσκεται το γενετικό υλικό (DNA ή RNA), και μερικές φορές περιβάλλονται από μεμβρανώδη φάκελο. Οι ιοί διαφέρουν σημαντικά στο μέγεθος και στο σχήμα. Οι πιο κοινοί τύποι ιών παρουσιάζονται στην εικόνα.

Εικόνα 3.1
  • Είναι μικρότεροι και από τα πιο μικρά βακτήρια και είναι ορατοί μόνο με τη βοήθεια ηλεκτρονικού μικροσκοπίου.
  • Έχουν ένα μόνο τύπο νουκλεϊκών οξέων, είτε DNA είτε RNA, αλλά ποτέ και τα δύο. Το νουκλεϊκό οξύ του ιού «υποχρεώνει» το κύτταρο-ξενιστή να το αναπαράγει με ακρίβεια, όπως ακριβώς κάνει και με το δικό του γονιδίωμα.
  • Δεν ανιχνεύονται αμέσως μετά την είσοδο τους στο κύτταρο-ξενιστή, επειδή μεσολαβεί κάποιο χρονικό διάστημα κατά το οποίο αντιγράφεται το γενετικό τους υλικό και παράγονται οι πρωτείνες τους. Η φάση αυτή τελειώνει όταν συγκροτηθούν οι νέοι ιοί.

Εικόνα

Δομή των ιών

Οι ιοί είναι μολυσματικά σωματίδια, που αποτελούνται από ένα πρωτεϊνικό περίβλημα μέσα στο οποίο υπάρχει νουκλεϊκό οξύ, που αποτελεί το γενετικό υλικό τους. Το γενετικό υλικό τους είναι DNA ή RNA, μονόκλωνο ή δίκλωνο ανάλογα με το είδος του ιού. Το πρωτεϊνικό περίβλημα είναι ένα καψίδιο ποικίλου σχήματος (ελικοειδές - ραβδοειδές, πολυεδρικό ή συνδυασμός και των δύο) και αποτελείται από πολλά μόρια της ίδιας πρωτεΐνης (υπο- μονάδες). Μερικοί ζωικοί ιοί έχουν έξω από το καψίδιο ένα μεμβρανώδη φάκελο, που αποτελείται από υλικό τόσο του κυττάρου ξενιστή όσο και του ιού (Εικόνα 3.1). Οι ιοί, ανάλογα με το είδος του ξενιστή, ταξινομούνται στους ιούς των βακτηρίων που ονομάζονται βακτηριοφάγοι ή φαγοι, στους ιούς των ζώων και στους ιούς των φυτών.

Κύκλος ζωής των βακτηριοφάγων

Όπως όλοι οι ιοί, οι φάγοι έχουν ένα εξωτερικό πρωτεϊνικό κάλυμμα, την κεφαλή, το οποίο περιβάλλει το γενετικό υλικό τους που είναι δίκλωνο DNA (σε ορισμένες περιπτώσεις μονόκλωνο DNA ή RNA). Οι φάγοι έχουν επίσης μια ουρά, με την οποία προσκολλώνται στο κύτταροξενιστή. Η ουρά έχει την ικανότητα να αναγνωρίζει το κατάλληλο βακτήριο από τους υποδοχείς που έχει στην επιφάνεια της μεμβράνης του. Αρχικά, μια πρωτείνη της ουράς

Εικόνα 3.2 Κύκλος ζωής βακτηριοφάγου. α. Λυτικός κύκλος, β. Λυσιγονικός κύκλος.

Εικόνα 3.2
κεφάλαιο 3

αντιδρά με τον υποδοχέα. Μέρος της ουράς διαπερνά το κυτταρικό τοίχωμα του βακτηρίου και το DNA του φάγου εισχωρεί μέσα στο βακτήριο. To DNA αρχίζει να χρησιμοποιεί τα υλικά του βακτηρίου, όπως τα ένζυμα, το ΑΤΡ και διάφορα κυτταρικά συστατικά, για την αναπαραγωγή του. Αρχικά, συντίθενται αντίγραφα του DNA του φάγου και πρωτεΐνες του περιβλήματος του, τα οποία στη συνέχεια συνενώνονται και σχηματίζουν πολλούς ιούς.

Όταν τα χημικά μόρια του κυττάρου που χρησιμοποιεί ο ιός για την αναπαραγωγή του τελειώσουν, τότε ένα από τα γονίδια του φάγου παράγει το ένζυμο λυσοζύμη, η οποία διασπά το κυτταρικό τοίχωμα αφήνοντας ελεύθερους διακόσιους περίπου νέους φάγους. Το άνοιγμα των βακτηρίων από τους φάγους ονομάζεται λύση, και ο κύκλος ζωής του φάγου λυτικός κύκλος (Εικόνα 3.2α). Στη συνέχεια, οι νέοι φάγοι συνεχίζουν τον αναπαραγωγικό τους κύκλο προσβάλλοντας και άλλα βακτήρια.

Μερικές φορές ο φάγος μολύνει τον ξενιστή χωρίς να τον καταστρέφει. To DNA του φάγου ενσωματώνεται στο βακτηριακό DNA και όταν το βακτήριο αναπαράγεται, αντιγράφεται μαζί του. Αυτός ο κύκλος ζωής του φάγου ονομάζεται λυσιγονικός κύκλος (Εικόνα 3.2β). Κάτω από ορισμένες συνθήκες, για παράδειγμα με την επίδραση υπεριώδους ακτινοβολίας, ο λυσιγονικός κύκλος μπορεί να μετατραπεί σε λυτικό.

Ιοί των ζώων

Οι ιοί των ζώων διακρίνονται σε δύο κατηγορίες, ανάλογα με το είδος του γενετικού υλικού τους, τους DNA ιούς και τους RNA ιούς. Οι ιοί των ζώων συχνά περιβάλλονται από ένα μεμβρανώδη φάκελο, που βρίσκεται έξω από το καψίδιο και τους επιτρέπει να μπουν στο ζωικό κύτταρο. Ο φάκελος αυτός έχει σύσταση και δομή μεμβράνης ζωικού κυττάρου όπως η κυπαρική μεμβράνη του ξενιστή, και έχει στην εξωτερική του επιφάνεια γλυκοπρωτέΐνες ιικής προέλευσης.

Οι πιο πολύπλοκοι από τους RNA ιούς είναι οι ρετροϊοί που θεωρούνται υπεύθυνοι για την πρόκληση καρκίνου στα ζώα και στον άνθρωπο. Οι ιοί αυτοί έχουν ένα ένζυμο, την αντίστροφη μεταγραφάση, που μπορεί να συνθέσει DNA χρησιμοποιώντας ως καλούπι το RNA του ιού. Όταν ο ρετροϊός μολύνει το κύτταρο γίνεται συγχώνευση του μεμβρανώδους φακέλου του με τη μεμβράνη του κυττάρου (ενδοκύπωση). Έτσι το καψίδιο μαζί με το γονιδίωμα του ιού εισέρχεται στο κύτταρο. Το καψίδιο αποικοδομείται με τη δράση κυτταρικών ενζύμων και το RNA του ιού χρησιμεύει ως καλούπι για τη σύνθεση μιας συμπληρωματικής αλυσίδας DNA από την αντίστροφη μεταγραφάση. Δημιουργείται έτσι ένα υβρίδιο DNA-RNA. To RNA διασπάται με ειδικό ένζυμο και με καλούπι το DNA παράγεται η δεύτερη αλυσίδα του DNA.

Το δίκλωνο αυτό DNA ενσωματώνεται σε κάποιο σημείο του γονιδιώματος του κυττάρου-ξενιστή και μεταγράφεται σε mRNA, το οποίο λειτουργεί αφ' ενός μεν ως ιικό mRNA και συνθέτει τις ιικές πρωτεΐνες και αφ' ετέρου αποτελεί το γενετικό υλικό ενός νέου ιού (Εικόνα 3.3).

Στην κατηγορία των ρετροϊών ανήκει και ο HIV, ο ιός του AIDS. Ο ιός αυτός καταστρέφει τα Τ-λεμφοκύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Επειδή έτσι εξασθενίζει το ανοσοποιητικό σύστημα, αυξάνεται η ευαισθησία του οργανισμού σε διάφορες μολύνσεις, και σε πολλές περιπτώσεις οδηγεί σε καρκινογένεση (Εικόνα 3.4).

Μερικοί ιοί, που το γενετικό υλικό τους είναι δίκλωνο DNA, όπως ο ιός του έρπητος, αναπαράγονται μέσα στον πυρήνα του κυττάρου-ξενιστή και το DNA τους μπορεί να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του κυττάρου, όπως συμβαίνει με το DNA των βακτηριοφάγων στο λυσιγονικό κύκλο, και να παραμείνει σε λανθάνουσα κατάσταση. Κατά


Εικόνα 3.3 Κύκλος ζωής ρετροϊού.

Εικόνα 3.3

 

Εικόνα 3.4

Εικόνα 3.4 Ο ιός του AIDS (HIV: Human Immunodeficiency Virus).

καιρούς, η φυσική ή ψυχική καταπόνηση του οργανισμού μπορεί να προκαλέσει ενεργοποίηση του αναπαραγωγικού κύκλου του ιού με αποτέλεσμα την εμφάνιση μολύνσεων με δυσάρεστα συμπτώματα για τον οργανισμό.

Η σχέση ανάμεσα στη μόλυνση από έναν ιό και στα συμπτώματα που προκαλούνται από αυτήν στον οργανισμό είναι συχνά ασαφής. Οι ιοί μπορεί να καταστρέφουν τα κύτταρα-ξενιστες,

επειδή προκαλούν απελευθέρωση υδρολυτικών ενζύμων από τα λυσοσώματα του κυττάρου. Επίσης, τα μολυσμένα από τον ιό κύτταρα μπορεί να παράγουν τοξίνες. Το μέγεθος της βλάβης που προκαλεί ένας ιός εξαρτάται εν μέρει από την ικανότητα του ιστού που μολύνεται από αυτόν να αναγεννηθεί με κυτταρική διαίρεση. Για παράδειγμα, στο κοινό κρυολόγημα οι ιοί μολύνουν τα

Περισσότερα είδη ιών: DNA ιοί

Οι DNA ιοί είναι δύο ειδών: α. αυτοί που έχουν ως γενετικό υλικό ένα μόριο δίκλωνου DNA, όπως οι αδενοϊοί, οι ερπητοϊοί, οι ιοί της ευλογιάς, ο ιός της δαμαλίτιδας, και β. αυτοί που έχουν ως γενετικό υλικό ένα μόριο μονόκλωνου DNA. Το μονόκλωνο DNA λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση της συμπληρωματικής αλυσίδας του. Έτσι, το μονόκλωνο DNA μετατρέπεται σε δίκλωνο. Το δίκλωνο DNA αντιγράφεται και μεταγράφεται σε mRNA, το οποίο παράγει τις πρωτεΐνες του ιού.

RNA ιοί

Οι RNA ιοί διακρίνονται σε: α. RNA ιούς που έχουν ως γενετικό υλικό δίκλωνο RNA. Οι δύο αλυσίδες του RNA χαρακτηρίζονται ως (+) και (-). Η (-) αλυσίδα RNA λειτουργεί ως καλούπι για η σύνθεση των (+) αλυσίδων, που είναι το mRNA. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι ρεοϊοί που προκαλούν συνήθως διάρροια,
β. RNA ιούς, που έχουν ως γενετικό υλικό μονόκλωνο RNA (+), το οποίο είναι ταυτόχρονα το mRNA του ιού, τo RNA του ιού όταν εισέλθει στο κύτταρο, αντιγράφεται σε μια (-) αλυσίδα, που λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση περισσότερων (+) αλυσίδων. Στους ιούς αυτούς ανήκει ο ιός της πολιομυελίτιδας,
γ. RNA ιούς, που έχουν ως γενετικό υλικό μονόκλωνο RNA (-), το οποίο λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση του mRNA. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι ιοί που προκαλούν ιλαρά και μαγουλάδες, ο ιός της γρίπης και ο ιός Embola.
δ. RNA ιούς, που είναι γνωστοί ως ρετροϊοί επειδή το μονόκλωνο RNA (+) είναι καλούπι για το σχηματισμό ενός μορίου DNA.

κεφάλαιο 3

Αναπαραγωγή των RNA ιών με μονόκλωνο RNA

Οι ιοί, με τη βοήθεια των γλυκοπρωτεϊνών, που υπάρχουν στο φάκελο τους και αναγνωρίζονται από ειδικούς υποδοχείς των κυττάρων-ξενιστών, προσδένονται σ' αυτά και γίνεται συγχώνευση του μεμβρανώδους φακέλου τους με τη μεμβράνη του κυττάρου (ενδοκύττωση). Έτσι, το καψίδιο με το γονιδίωμα του ιού εισέρχεται στο κύτταρο. Το καψίδιο αποικοδομείται από τη δράση κυτταρικών ενζύμων και το RNA του ιού (-) λειτουργεί ως καλούπι για τη σύνθεση της συμπληρωματικής αλυσίδας RNA (+). Το συμπληρωματικό αυτό RNA λειτουργεί ως mRNA για την παραγωγή των πρωτεϊνών του καψιδίου του ιού και των γλυκοπρωτεϊνών της εξωτερικής μεμβράνης. Λειτουργεί επίσης και ως καλούπι για τη σύνθεση του RNA του ιού. Οι πρωτεΐνες του καψιδίου περιβάλλουν το RNA, ενώ οι γλυκοπρωτεΐνες μεταφέρονται μέσω του ενδοπλασματικού δικτύου στη μεμβράνη του κυττάρου. Οι ιοί εξέρχονται με εκβλάστηση από τα κύτταρα, αφού περιβληθούν με τμήμα της μεμβράνης του κυττάρου, που έχει τις ιικές πρωτεΐνες. Διαπιστώνεται ότι τα ζωικά κύτταρα δεν καταστρέφονται όπως τα βακτήρια κατά το λυτικό κύκλο των φάγων.

Αναπαραγωγικός κύκλος RNA ιού με φάκελο.

Εικόνα

κύτταρα της αναπνευστικής οδού χωρίς να δημιουργούν μόνιμη βλάβη, επειδή τα κύτταρα αυτά έχουν τη δυνατότητα αναπαραγωγής. Αντίθετα, ο ιός της πολιομυελίτιδας προσβάλλει τα νευρικά κύτταρα, τα οποία δεν έχουν την ικανότητα διαίρεσης. Επομένως, η βλάβη που προκαλεί ο ιός αυτός είναι μόνιμη.

Οι ιοί είναι το αίτιο δημιουργίας διάφορων μορφών καρκίνου

Σε αρκετές περιπτώσεις τόσο οι DNA ιοί όσο και οι ρετροϊοί προκαλούν καρκίνο στα ζώα και στον άνθρωπο. Για παράδειγμα, ο ιός της ηπατίτιδας Β είναι υπεύθυνος για την πρόκληση καρκίνου στο ήπαρ σε άτομα με χρόνιες μολύνσεις. Ο ιός Epstein-Barr, που προκαλεί τη μολυσματική μονοπυρήνωση, θεωρείται ύποπτος για αρκετούς καρκίνους που εμφανίζονται σε διάφορα μέρη της Αφρικής, όπως το λέμφωμα του Burkitt.
Ένας από τους ρετροϊούς ο HTLV-1 (Human Τlymphocytes Virus-1), προκαλεί λευχαιμία στα ενήλικα άτομα. Όλοι οι ογκογόνοι ιοί μετασχηματίζουν τα κανονικά κύτταρα σε καρκινικά μέσω της ενσωμάτωσής τους στο γονιδίωμα των κυττάρων.

Ιοί φυτών και ιοειδή

Οι περισσότεροι ιοί των φυτών είναι RNA ιοί και αποτελούν σημαντικό πρόβλημα στην ανάπτυξη και στην απόδοση των φυτών. Οι ιοί μεταδίδονται στα φυτά από έντομα μέσω πληγών στην επιδερμίδα ή από μολυσμένους σπόρους και μοσχεύματα.

Καταστροφικές ασθένειες προκαλούνται στα φυτά από πολύ μικρά κυκλικά μόρια γυμνού μονόκλωνου RNA, μήκους μερικών μόνο εκατοντάδων βάσεων που ονομάζονται ιοειδή. Πιστεύεται ότι τα ιοειδή απορρυθμίζουν τη λειτουργία των κυττάρων. Τα ιοειδή δεν έχουν γονίδια, άρα δεν παράγουν πρωτεΐνες και εξαρτώνται ολοκληρωτικά για τη διαιώνιση τους από τα ένζυμα του κυττάρου-ξενιστή. φαίνεται ότι «αντιγράφονται» από την κυτταρική RNA πολυμεράση.

Μια ασθένεια που προκαλείται από ιοειδή κατέστρεψε περισσότερους από δέκα εκατομμύρια κοκκοφοίνικες στις Φιλιππίνες καθώς και την παραγωγή χρυσανθέμων στην Αμερική. Τα ιοειδή απειλούν επίσης καλλιέργειες ντομάτας και πατάτας.

Prions

Εικόνα

Βρίσκονται στον αντίποδα των ιοειδών, γιατί είναι «μολυσματικά» σωματίδια που πιστεύεται ότι αποτελούνται μόνο από πρωτεΐνες. Είναι υπεύθυνα για ένα σύνολο ασθενειών, σε διάφορους οργανιμούς, που ονομάζονται σπογγώδεις εγκεφαλοπάθειες, όπως η ασθένεια των τρελών αγελάδων στα βοοειδή και το σύνδρομο Creutzfeldt-Jacobs στον άνθρωπο. Πιστεύεται ότι το prion όταν μπαίνει στα κύτταρα του εγκεφάλου, τροποποιεί τις πρωτεΐνες του ξενιστή. Αυτό προκαλεί την ασθένεια. Πιστεύεται ότι τα «prions» είναι μεταλλαγμένες μορφές μιας φυσιολογικής πρωτεΐνης του οργανισμού που βρίσκεται στον εγκέφαλο και άλλα όργανα, και της οποίας ο ρόλος δεν είναι γνωστός. Η μετάλλαξη που συμβαίνει τυχαία στο γονίδιο που την κωδικοποιεί, τροποποιεί την παραγόμενη πρωτεΐνη με τέτοιο τρόπο, ώστε να μην καταστρέφεται σε υψηλές θερμοκρασίες και να μην πέπτεται από πρωτεολυτικά ένζυμα. Η τροποποιημένη πρωτεΐνη καταλύει τη μετατροπή των φυσιολογικών πρωτεϊνών, αλλάζοντας τη δομή τους, σε μη φυσιολογικές. Η αυξημένη συγκέντρωση μη φυσιολογικών πρωτεϊνών προκαλεί βλάβη στα κύτταρα του εγκεφάλου. Όταν ένα ασθενές ζώο χρησιμοποιηθεί ως τροφή από άλλο ζώο, οι μη φυσιολογικές πρωτεΐνες του επάγουν την τροποποίηση των φυσιολογικών πρωτεϊνών του οργανισμού από τον οποίο καταναλώθηκε. Έτσι ο οργανισμός προσβάλλεται από την ασθένεια.

 

Περίληψη

Οι ιοί αποτελούνται από DNA ή RNA, που περιβάλλεται από ένα πρωτεϊνικό καψίδιο. Είναι ενδοκυτταρικά παράσιτα, αναπαράγονται μέσα σε κύτταρα-ξενιστές και χρησιμοποιούν τα ένζυμα των ξενιστών, για να αναπαραχθούν. Οι βακτηριοφάγοι είναι ιοί που μολύνουν μόνο βακτήρια και αναπαράγονται μέσω του λυτικού ή του λυσιγονικού κύκλου. Οι ιοί των ζώων διακρίνονται σε DNA και RNA ιούς, ανάλογα με το είδος του γενετικού υλικού τους, που περιβάλλεται από ένα πρωτεϊνικό καψίδιο και εξωτερικά από ένα μεμβρανώδη φάκελο. Στους ιούς που προσβάλλουν τα ζώα και τον άνθρωπο ανήκουν ο ιός της πολιομυελίτιδας, ο ιός της γρίπης, ο ιός της ηπατίτιδας, ο ιός του AIDS, καθώς και ιοί που προκαλούν καρκίνο.
Οι περισσότεροι ιοί των φυτών είναι RNA ιοί και προσβάλλουν τα φυτά μέσω κυρίως των εντόμων. Τα ιοειδή είναι μικρά γυμνά μόρια RNA με μεγάλη μολυσματική ικανότητα.

κεφάλαιο 3

Ερωτήσεις

1. Σε μερικούς ιούς το DNA είναι μονόκλωνο δηλαδή αποτελείται από μία μόνο πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Ποια από τις παρακάτω προτάσεις, που αφορούν το DNA των ιών αυτών, είναι σωστή;

  • Η αναλογία βάσεων μεταξύ γουανίνης και κυτοσίνης πρέπει να είναι 1:1.
  • Οπωσδήποτε υπάρχει ίση αναλογία μεταξύ των τεσσάρων βάσεων,
  • Δεν υπάρχει συγκεκριμένη αναλογία μεταξύ των τεσσάρων βάσεων.
Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας.

2. Να αναφέρετε τα γενικά χαρακτηριστικά των ιών.

3. Ποιος είναι ο κύκλος ζωής των βακτηριοφάγων;

4. Ένας ασθενής πάσχει από μια άγνωστη ασθένεια. Προκειμένου να εντοπιστεί το αίτιο, γίνεται απομόνωση προσβεβλημένων κυττάρων του ασθενούς τα οποία καλλιεργούνται.

Από αυτά απομονώνεται DNA. Διαπιστώνεται ότι υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη: το ένα είναι του ασθενούς και το άλλο ενός ιού. Ανάλυση της σύστασης των δύο DNA έδωσε τα παρακάτω αποτελέσματα:
Σωλήνας 1 (DNA 1): 22,1% Α, 27,9% C, 27,9% G, 22,1% Τ
Σωλήνας 2 (DNA 2): 31,3% Α, 31,3% C, 18,7% G, 18,7% Τ
Ποιος από τους δύο σωλήνες περιέχει το DNA του ιού και ποιος αυτό του ασθενή; Αιτιολογήστε την απάντησή σας.

5. Έχει βρεθεί ότι ορισμένοι ιοί ζώων έχουν κάποια δικά τους ένζυμα. Αυτό συμβαίνει επειδή:

  • οι ιοί καταστρέφονται γρήγορα από βλάβες στα κύτταρα-ξενιστές
  • τα κύτταρα-ξενιστές δεν έχουν ένζυμα που να καταλύουν τις πορείες RNA → RNA , RNA → DNA
  • τα ένζυμα μεταφράζουν ιικό mRNA σε πρωτεΐνες
  • οι ιοί χρησιμοποιούν αυτά τα ένζυμα για να εισέρχονται στις μεμβράνες των ζωικών κυττάρων.