Биология - Экзамен - ...

Прокариоты и эукариоты

1. Особенности строения прокариот. Распространение.

2. Жизненные функции бактерий.

3. Роль бактерий в природе

4. Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги.

 

Особенности строения прокариот. Распространение.

Организмы, видимые только в микроскоп, называют микроорганизмами. К ним относятся бактерии, одноклеточные водоросли, грибы, животные. Направление в науке под названием микробиология занимается изучением строения, размножения, классификации и систематики микроорганизмов. Ученые-микробиологи выделяют до десяти тысяч видов бактерий. Они не имеют ядра и называются прокариотами, или доядерными. Бактерии объединяются в царство Дробянки.

Клетки прокариот значительно меньше, чем у эукариот.  Размеры бактерий колеблются от 0,3–0,5 до 5—10 мкм. По форме клеток бактерии подразделяются на кокки (округлые), палочки (бациллы) и извитые (спириллы) и запятой (вибрионы)

Бактерии могут быть сцепленными. Кокки попарно сцепленные - диплококки, в виде цепочки- стрептококки, в виде грозди винограда – стафилококки.

Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом. К мембране прилегает клеточная стенка.

Клеточная стенка — важный структурный элемент бактериальной клетки, располагающийся между цитоплазматической мембраной и капсулой; у бескапсульных бактерий — это внешняя оболочка клетки. Она обязательна для всех прокариот. Выполняет ряд функций: защищает бактерии от осмотического шока и других повреждающих факторов, определяет их форму, участвует в метаболизме; у многих видов патогенных бактерий токсична, содержит поверхностные антигены, а также несет на поверхности специфические рецепторы для фагов. В клеточной стенке бактерий имеются поры, которые участвуют в транспорте экзотоксинов и других экзобелков бактерий. Толщина клеточной стенки 10—100 нм, и на ее долю приходится от 5 до 50 % сухих веществ клетки.

Капсулы представляют собой дополнительную поверхностную оболочку. Функция капсулы – защита от фагоцитоза и антител.

Цитоплазма состоит из воды (75 %), минеральных соединений, белков, РНК и ДНК, которые входят в состав органелл нуклеоида, рибосом, мезосом, включений. Нуклеоид – ядерное вещество, распыленное в цитоплазме клетки. Не имеет ядерной мембраны, ядрышек. В нем локализуется ДНК, представленная двухцепочечной спиралью. Обычно замкнута в кольцо и прикреплена к цитоплазматической мембране.. В нуклеоиде закодирована основная генетическая информация, т. е. геном клетки. Наряду с нуклеоидом в цитоплазме могут находиться автономные кольцевые молекулы ДНК с меньшей молекулярной массой – плазмиды. В них также закодирована наследственная информация, но она не является жизненно необходимой для бактериальной клетки.

В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. Их функции выполняют складки и впячивания мембраны- мезосомы. Они могут быть в виде концентрических мембран, пузырьков, трубочек, в форме петли. Мезосомы связаны с нуклеоидом. Они участвуют в делении клетки и спорообразовании. Мезосомы, как и цитоплазматическая мембрана, являются центрами дыхательной активности бактерий, поэтому их иногда называют аналогами митохондрий. Они увеличивают рабочую поверхность мембран, возможно, выполняют только структурную функцию, производя разделение бактериальной клетки на относительно обособленные отсеки, что создает более благоприятные условия для протекания ферментативных процессов. У патогенных бактерий обеспечивают транспорт белковых молекул экзотоксинов

В цитоплазме прокариотов беспорядочно располагаются мелкие рибосомы. Рибосомы отвечают за синтез белка. Состоят из белка и РНК, соединенных в комплекс водородными и гидрофобными связями В отличие от клеток эукариотов рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть.

Включения являются продуктами метаболизма микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. Они могут быть твердыми, жидкими и газообразными, с белковой мембраной или без нее и присутствовать непостоянно. Значительная часть их представляет собой запасные питательные вещества и продукты клеточного метаболизма. К запасным питательным веществам относятся: полисахариды, липиды, полифосфаты, отложения серы и др. Из включений полисахаридной природы.

 

Жизненные функции бактерий

Бактерии передвигаются беспорядочно, однако они способны к направленным формам движения — таксисам, которые определяются внешними стимулами. Реагируя на различные факторы окружающей среды, бактерии за короткое время локализуются в оптимальной зоне обитания. Таксис может быть положительным и отрицательным. Принято различать: хемотаксис, аэротаксис, фототаксис, магнототаксис. Хемотаксис вызывается разницей в концентрации химических веществ в среде, аэротаксис — кислорода, фототаксис — интенсивностью освещения, магнитотаксис определяется способностью микроорганизмов ориентироваться в магнитном поле.

Бактерии в зависимости от типа питания разделяют на два вида - автотрофы и гетеротрофы.

Автотрофы способны к синтезу биохимических продуктов, необходимых им для питания путем создания химических реакций с участием поглощаемого углекислого газа.

Гетеротрофы для питания используют вещества синтезируемые другими организмами. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов.

Бактерии-сапрофиты	Бактерии-симбионты	Бактерии-паразиты
Извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающего органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты.	Живут совместно с другими организмами и часто приносят им ощутимую пользу. Бактерии, живущие в утолщениях корней бобовых растений.	Живут внутри другого организма или на нём, укрываются и питаются его тканями. Вызывают различные заболевания – бактериозы.

 

Автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:

 

Фотосинтезирующие бактерии	Хемосинтетики	Метилотрофы
Cинтезируют органические вещества за счёт солнечной энергии. Цианобактерии, пурпурные бактерии и зелёные бактерии.	Синтезируют органические вещества за счёт химической энергии окисления серы – серобактерии; аммония и нитрита – нитрифицирующие; железа – железобактерии; водорода – водородные бактерии.	Синтезируют органическое вещество за счёт химической энергии метаболизма углеродных соединений, содержащих метильную группу, простейшими из которых является метан.

Известны бактерии, которые в качестве источника энергии используют энергию химических связей, при окислении некоторых неорганических соединений — сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотной кислоты, закисных соединений железа и марганца. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом. Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии. Эти бактерии живут в почве и осуществляют окисление аммиака, образовавшегося при гниении органических остатков, до азотной кислоты. Последняя, реагирует с минеральными соединениями почвы, превращаются в соли азотной кислоты. Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Образованная гидроокись железа оседает и образует так называемую болотную железную руду. От фототрофных растений хемоавтотрофные бактерии отличаются полной независимостью от света как источника энергии.

Некоторые пигментосодержащие серобактерии (пурпурные, зелёные), содержащие специфические пигменты — бактериохлорофиллы, способны поглощать солнечную энергию, с помощью которой сероводород в их организмах расщепляется и отдаёт атомы водорода для восстановления соответствующих соединений. Этот процесс имеет много общего с фотосинтезом и отличается только тем, что у пурпурных и зелёных бактерий донором водорода является сероводород (изредка — карбоновые кислоты), а у зелёных растений — вода. У тех и других отщепление и перенесение водорода осуществляется благодаря энергии поглощённых солнечных лучей. Такой бактериальный фотосинтез происходит без выделения кислорода.

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

К половому процессу можно отнести конъюгацию у бактерий.

Бактериальная конъюгация – передача генетического материала между бактериями через прямой межклеточное контакт. Это один из механизмов горизонтального переноса генов, как и трансформация и трансдукция, хотя эти механизмы не требуют контакта между клетками.
Это просто передача генетической информации от клетки-донору в клетки-получателя. Для того, чтобы провести процесс конъюгации, одна из бактерий, донор должна иметь определенный мобильный генетический элемент, чаще всего коньюгаторну плазмиду. Большинство коньюгаторних плазмид имеют системы, которые гарантируют, что клетка-получатель уже не содержит подобного элемента

 

Внутри бактериальной клетки образуются споры. В процессе спорообразования бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических процессов. В ней уменьшается количество свободной воды, снижается ферментативная активность. Это обеспечивает устойчивость спор к неблагоприятным условиям внешней среды (высокой температуре, высокой концентрации солей, высушиванию и др.). Спорообразование свойственно только небольшой группе бактерий.

Споры — не обязательная стадия жизненного цикла бактерий. Спорообразование начинается лишь при недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена. Бактерии в виде спор могут длительное время находиться в состоянии покоя. Споры бактерий выдерживают продолжительное кипячение и очень длительное промораживание. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. Спора бактерий — это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

 

 

Роль бактерий в природе

Бактерии — важнейшее звено общего круговорота веществ в природе. Растения создают сложные органические вещества из углекислого газа, воды и минеральных солей почвы. Эти вещества возвращаются в почву с отмершими грибами, растениями и трупами животных. Бактерии разлагают сложные вещества на простые, которые снова используют растения. Таким образом, бактерии активно участвуют в круговороте веществ в природе. Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению урожая.

 

 

Неклеточные формы жизни. Вирусы и бактериофаги

 

Французский микробиолог Шарль Шамберлан изобрёл фильтр (сейчас известный как  фильтр Шамберлана—Пастера), поры которого меньше бактерий. С помощью этого фильтра можно полностью удалить бактерии из раствора. В 1892 году русский биолог Дмитрий Ивановский использовал его для изучения вируса табачной мозаики

 

Его эксперименты показали, что экстракт перетёртых листьев заражённых растений табака сохраняет инфекционные свойства и после фильтрации. Ивановский предположил, что инфекция может вызываться ядом, выделяемым бактериями, однако он не развил эту идею. По мере накопления данных об инфекционных заболеваниях различных организмов стало очевидно, что далеко не все из них вызываются патогенами, известными на тот момент — бактериями, или микроскопическими грибками.  Французский микробиолог Луи Пастер не смог найти агента, который вызывает бешенство и предполагал, что этот патоген слишком мал, чтобы увидеть его в микроскоп. Ивановский наблюдал в заражённых клетках растений кристаллоподобные тела, которые в современном понимании являлись скоплениями вирусов, впоследствии они были названы «кристаллами Ивановского». В 1898 году голландский микробиолог Мартин Бейеринк повторил эксперименты Ивановского и пришёл к выводу, что прошедший сквозь фильтр инфекционный материал есть не что иное, как новая форма инфекционных агентов. Он подметил, что агент размножался только в делящихся клетках. В дальнейшем был обнаружен возбудитель ящура, а в начале ХХ века были открыты бактериофаги. Их можно было использовать для борьбы с тифом и холерой, но был открыт пенициллин.

Вторая половина XX века стала периодом расцвета вирусологии. В то время было открыто свыше 2000 видов вирусов животных, растений и бактерий. В 1983 году группа учёные во Франции впервые выделили ретровирус (ВИЧ).

Размеры вирусов определяются нанометрами (20-200 нм), поэтому их изучение началось после открытия электронного микроскопа. В настоящее время описаны вирусы практически всех групп живых организмов.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (гер­пес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Некоторые вирусы (бактериофаги) имеют аппарат транспортировки своего генома в бактерии, после проникновения в клетку капсид остается за пределами клетки. Тело бактериофага имеет сложное строение, оно содержит головку, хвостик (трубку, через которую геном проталкивается в клетку) и хвостовые отростки

 

Зрелая вирусная частица, известная как вирион, состоит из нуклеиновой кислоты, покрытой защитной белковой оболочкой — капсидом.  Вирусы могут также иметь липидную оболочку поверх капсида образованную из мембран  клетки-хозяина (суперкапсид). Сложноорганизованные вирусы, кроме того, кодируют специальные белки, помогающие в сборке капсида. Комплексы белков и нуклеиновых кислот известны как нуклеопротеины, а комплекс белков вирусного капсида с вирусной нуклеиновой кислотой называется нуклеокапсидом.

 

Подавляющее большинство вирусов являются РНК-содержащими. Вирусы растений чаще всего содержат одноцепочечную РНК, а бактериофаги обладают двухцепочечными ДНК

Ви­ру­сы не спо­соб­ны к са­мо­сто­я­тель­ной жиз­не­де­я­тель­но­сти. Они могут про­яв­лять свой­ства жи­во­го, толь­ко попав в клет­ку-хо­зя­и­на. Они ис­поль­зу­ют по­тен­ци­ал и энер­гию этой клет­ки для со­зда­ния своих новых ви­рус­ных ча­стиц, сле­до­ва­тель­но, ви­ру­сы яв­ля­ют­ся внут­ри­кле­точ­ны­ми паразитами.

 

Размножение вирусов

Обыч­но вирус свя­зы­ва­ет­ся с по­верх­но­стью клет­ки-хо­зя­и­на и про­ни­ка­ет внутрь. Каж­дый вирус ищет сво­е­го хо­зя­и­на, то есть клет­ки стро­го опре­де­лен­но­го вида. На­при­мер, вирус – воз­бу­ди­тель ге­па­ти­та (жел­ту­ха) про­ни­ка­ет и раз­мно­жа­ет­ся толь­ко в клет­ках пе­че­ни, а вирус эпи­де­ми­че­ско­го па­ро­ти­та (свин­ка) – толь­ко в клет­ках око­ло­уш­ных слюн­ных желез че­ло­ве­ка. Про­ник­нув внутрь клет­ки-хо­зя­и­на, ви­рус­ная ДНК или РНК на­чи­на­ет вза­и­мо­дей­ство­вать с ее ге­не­ти­че­ским ап­па­ра­том таким об­ра­зом, что клет­ка на­чи­на­ет син­те­зи­ро­вать белки, свой­ствен­ные ви­ру­су В даль­ней­шем по­ра­жен­ная ви­ру­са­ми клет­ка может бук­валь­но «лоп­нуть», и из нее вый­дет боль­шое число ви­рус­ных ча­стиц. Ино­гда ви­ру­сы вы­де­ля­ют­ся из клет­ки по­сте­пен­но, по од­но­му, и за­ра­жен­ная клет­ка живет долго – такой тип вза­и­мо­дей­ствия ви­ру­са с клет­кой на­зы­ва­ет­ся про­дук­тив­ным.

 

При за­ра­же­нии ре­тро­ви­ру­сом (на­при­мер, вирус им­му­но­де­фи­ци­та че­ло­ве­ка (ВИЧ)), у ко­то­ро­го в ка­че­стве ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла ис­поль­зу­ет­ся мо­ле­ку­ла РНК, на­блю­да­ет­ся дру­гая кар­ти­на. При по­па­да­нии ре­тро­ви­ру­са в клет­ку-хо­зя­и­на про­ис­хо­дит об­рат­ная тран­скрип­ция. То есть на ос­но­ве ви­рус­ной РНК син­те­зи­ру­ет­ся ви­рус­ная ДНК, ко­то­рая встра­и­ва­ет­ся в ДНК че­ло­ве­ка. Такой тип вза­и­мо­дей­ствия ви­ру­са с клет­кой на­зы­ва­ет­ся ин­те­гра­тив­ным, а встро­ен­ная в со­став хро­мо­со­мы клет­ки ДНК ви­ру­са на­зы­ва­ет­ся про­ви­ру­сом. Далее про­ви­рус реп­ли­ци­ру­ет­ся (удва­и­ва­ет­ся) в со­ста­ве хро­мо­со­мы и пе­ре­хо­дит в геном до­чер­них кле­ток. Од­на­ко под вли­я­ни­ем неко­то­рых фи­зи­че­ских и хи­ми­че­ских фак­то­ров про­ви­рус может вы­щеп­лять­ся из хро­мо­со­мы клет­ки и пе­ре­хо­дить к про­дук­тив­но­му типу вза­и­мо­дей­ствия, то есть син­те­зи­ро­вать новые ви­рус­ные ча­сти­цы. При за­ра­же­нии ВИЧ че­ло­век чув­ству­ет себя здо­ро­вым, пока ви­рус­ный ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал встро­ен в хро­мо­со­му че­ло­ве­ка. Од­на­ко при вы­щеп­ле­нии этого ви­рус­но­го ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла из клет­ки она на­чи­на­ет об­ра­зо­вы­вать новые ви­рус­ные ча­сти­цы, вслед­ствие чего раз­ви­ва­ет­ся смер­тель­ное за­бо­ле­ва­ние – син­дром при­об­ре­тен­но­го им­му­но­де­фи­ци­та (СПИД). Ви­ру­сы яв­ля­ют­ся воз­бу­ди­те­ля­ми боль­шо­го ко­ли­че­ства за­бо­ле­ва­ний че­ло­ве­ка: корь, грипп, оспа, крас­ну­ха, эн­це­фа­лит, свин­ка, ге­па­ти­ты, СПИД. Из­ве­стен также целый ряд за­бо­ле­ва­ний рас­те­ний, вы­зы­ва­е­мых ви­ру­са­ми, на­при­мер мо­за­ич­ная бо­лезнь та­ба­ка, то­ма­тов, огур­цов или скру­чи­ва­ние ли­стьев кар­то­фе­ля. Всего опи­са­но около 500 видов ви­ру­сов, по­ра­жа­ю­щих клет­ки по­зво­ноч­ных жи­вот­ных, и около 300 ви­ру­сов рас­те­ний. Неко­то­рые ви­ру­сы участ­ву­ют в зло­ка­че­ствен­ном пе­ре­рож­де­нии кле­ток и тем самым про­во­ци­ру­ют он­ко­ло­ги­че­ские за­бо­ле­ва­ния.

В за­ви­си­мо­сти от со­дер­жа­ще­го­ся ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла ви­ру­сы под­раз­де­ля­ют­ся на ДНК-со­дер­жа­щие и РНК-со­дер­жа­щие.

РНК-со­дер­жа­щие ви­ру­сы

Од­но­це­поч­ные РНК-со­дер­жа­щие ви­ру­сы под­раз­де­ля­ют­ся на:

1. Плюс-ни­те­вые (по­ло­жи­тель­ные). Плюс-нить РНК этих ви­ру­сов вы­полняет на­след­ствен­ную (ге­ном­ную) функ­цию и функ­цию ин­фор­ма­ци­он­ной РНК (иРНК).

2. Ми­нус-ни­те­вые (от­ри­ца­тель­ные). Ми­нус-нить РНК этих ви­ру­сов выпол­няет толь­ко на­след­ствен­ную функ­цию.

К РНК-со­дер­жа­щим ви­ру­сам от­но­сят­ся более  ви­ру­сов, вы­зы­ва­ю­щих ре­спи­ра­тор­ные за­бо­ле­ва­ния, а также вирус грип­па, кори, крас­ну­хи, свин­ки, ВИЧ. Также су­ще­ству­ет спе­ци­фи­че­ская груп­па ви­ру­сов – ар­бо­ви­ру­сы, ко­то­рые пе­ре­но­сят­ся чле­ни­сто­но­ги­ми.

ДНК-со­дер­жа­щие ви­ру­сы. Двух­це­поч­ные ДНК-со­дер­жа­щие ви­ру­сы вы­зы­ва­ют такие за­бо­ле­ва­ния, как па­пил­ло­ма че­ло­ве­ка или гер­пес, ге­па­тит В (ге­па­тит А и ге­па­тит С вы­зы­ва­ет­ся РНК-со­дер­жа­щи­ми ви­ру­са­ми). ДНК-со­дер­жа­щие ви­ру­сы по­ра­жа­ют также рас­те­ния. Они вы­зы­ва­ют, на­при­мер, зо­ло­тую мо­за­и­ку бобов.

 

 

По сво­е­му стро­е­нию вирус ге­па­ти­та С – это РНК-со­дер­жа­щий вирус, име­ю­щий сфе­ри­че­скую форму, слож­но устро­ен­ный

В ка­че­стве ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла такой вирус со­дер­жит ли­ней­ную од­но­нит­ча­тую мо­ле­ку­лу РНК.

Врачи на­зы­ва­ют ге­па­тит С «лас­ко­вым убий­цей», так как у этой бо­лез­ни прак­ти­че­ски пол­но­стью от­сут­ству­ют симп­то­мы. По при­чине бес­симп­том­но­го те­че­ния бо­лез­ни, ди­а­гно­сти­ро­вать ее очень слож­но: как пра­ви­ло, мно­гие па­ци­ен­ты узна­ют о том, что за­ра­же­ны этим ви­ру­сом, со­вер­шен­но слу­чай­но, к при­ме­ру, на пла­но­вых об­сле­до­ва­ни­ях. Лас­ко­вый убий­ца умело мас­ки­ру­ет­ся под дру­гие неду­ги, ко­то­рые со­про­вож­да­ют­ся сла­бо­стью, быст­рой утом­ля­е­мо­стью или асте­ни­ей. Ко­вар­ный ге­па­тит C может на про­тя­же­нии несколь­ких лет раз­ру­шать пе­чень че­ло­ве­ка, не давая ему при этом воз­мож­но­сти на­чать эф­фек­тив­ное свое­вре­мен­ное ле­че­ние. При пе­ре­хо­де в хро­ни­че­скую ста­дию ин­фек­ции ге­па­тит ста­но­вит­ся при­чи­ной цир­ро­за или он­ко­ло­ги­че­ских па­то­ло­гий пе­че­ни. Во­пре­ки бы­ту­ю­щим пред­рас­суд­кам, под­це­пить вирус ге­па­ти­та C невоз­мож­но через со­ци­аль­ные кон­так­ты (по­це­луи, объ­я­тия), через про­дук­ты или воду, через груд­ное мо­ло­ко. Вы ничем не риск­не­те, если раз­де­ли­те с но­си­те­лем ви­ру­са тра­пе­зу или на­пит­ки. За­ра­зить­ся ге­па­ти­том C можно при кон­так­те с кро­вью ин­фи­ци­ро­ван­но­го че­ло­ве­ка либо по­ло­вым путем.

Осо­бую груп­пу ви­ру­сов со­став­ля­ют бак­те­рио­фа­ги (или про­сто фаги), ко­то­рые за­ра­жа­ют бак­те­ри­аль­ные клет­ки. Фаг укреп­ля­ет­ся на по­верх­но­сти бак­те­рии при по­мо­щи спе­ци­аль­ных ножек и вво­дит в ее ци­то­плаз­му полый стер­жень, через ко­то­рый про­тал­ки­ва­ет внутрь клет­ки свою ДНК или РНК. Таким об­ра­зом, ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал фага по­па­да­ет внутрь бак­те­ри­аль­ной клет­ки, а кап­сид оста­ет­ся сна­ру­жи. В ци­то­плаз­ме на­чи­на­ет­ся ре­пли­ка­ция ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла фага, син­тез его бел­ков, по­стро­е­ние кап­си­да и сбор­ка новых фагов. Уже через 10 мин после за­ра­же­ния в бак­те­рии фор­ми­ру­ют­ся новые фаги, а через пол­ча­са бак­те­ри­аль­ная клет­ка раз­ру­ша­ет­ся, и из нее вы­хо­дят около 200 за­но­во сфор­ми­ро­ван­ных ви­ру­сов – фагов, спо­соб­ных за­ра­жать дру­гие бак­те­ри­аль­ные клет­ки. Неко­то­рые фаги ис­поль­зу­ют­ся че­ло­ве­ком для борь­бы с бо­лез­не­твор­ны­ми бак­те­ри­я­ми, вы­зы­ва­ю­щи­ми хо­ле­ру, ди­зен­те­рию, брюш­ной тиф.

Согласно одной из гипотез, вирусы когда-то были мелкими клетками, паразитирующими в более крупных клетках. С течением времени эти клетки предположительно утратили гены, которые были «лишними» при паразитическом образе жизни. Эта гипотеза основывается на наблюдении, что некоторые бактерии, представляют собой клеточные организмы, которые подобно вирусам могут размножаться только внутри другой клетки. Эту гипотезу также называют гипотезой дегенерации

Наиболее эффективными медицинскими мерами против вирусных инфекций являются вакцинации, создающие иммунитет к инфекции, и противовирусные препараты.

Вирусы имеют важное значение для исследований в биологии, так как они представляют собой простые системы. Изучение и использование вирусов дало ценную информацию о различных аспектах клеточной биологии. В генетике часто используют вирусы как  для ввода  генов в изучаемые клетки. Это позволяет заставить клетку производить чуждые вещества, а также изучить эффект от ввода нового гена. Биосинтез заражёнными клетками чужеродных белков лежит в основе некоторых современных промышленных способов получения белков. Способность вирусов вызывать опустошительные эпидемии среди людей порождает беспокойство, что вирусы могут использоваться как биологическое оружие.