Размножение вирусов


    Давайте познакомимся с вирусами, ведь само существование этих «малюток» в мире живых существ лучше всего подтверждает значение ДНК и РНК.

    Размножение вирусов

    Но рассказ мы начнем не с исследований современных вирусологов, а с напасти, которая обрушилась на российские табачные поля в середине восьмидесятых годов XIX века. Итак, табачные плантации на юге России подверглись какой-то болезни. Начали отмирать верхушки растений, на листочках появлялись светловатые пятнышки, ежегодно число поражённых участков всё увеличивалось, а причина болезни оставалась неизвестна. Среди множества ученых, пытавшихся разобраться в появлении этого заболевания, был специалист из Петербурга Д. И. Ивановский. Ему удалось установить, что загадочная болезнь (ее назвали табачной мозаикой) заразна, причем здоровые растения заражаются от попавших в почву прошлогодних листьев больных растений. Первоначально ученые предположили, что возбудитель болезни это какая-то еще неизвестная науке бактерия. Но когда зараженный сок пропустили через фильтр с очень тонкими порами, который мог задержать любую бактерию, он не потерял своих болезнетворных свойств. Значит, бактерии здесь не причем. У исследователей сразу возникло предположение, что источником болезни служит какое-то ядовитое вещество. Но ведь неизвестный возбудитель размножался в листьях, значит это живое существо. Так были открыты самые мелкие из всех живых организмов вирусы.

    Однако раскрыть природу вирусов ученым удалось гораздо позднее. В 1932 году поисками загадочных живых существ занялся американский ученый У. Стенли. Учёный начал с того, что собрал около тонны листьев табака, которые были поражены этим вирусом, и отжал из них небольшую бутыль сока. С помощью множества различных манипуляций ему удалось выделить из этого сока столовую ложку красивых игольчатых кристаллов, по своему химическому составу сильно отличающихся от белков растительных клеток. Стенли отсыпал несколько кристалликов и, растворив их в воде, смачивал этой водой ткань, натирая ею листья здоровых растений. Натертые листья начали болеть, а через четырнадцать дней подобная мозаика из белых пятен появилась на всех растениях. Сомнений больше быть не могло полученные кристаллы и есть тот самый вирус, загадочный возбудитель табачной мозаики. Однако, получив его в виде кристаллов, Стенли отказался от мысли, что вирус это живое существо; он подумал, что вирусы это чистые белки.

    К этому времени было открыто уже множество вирусов: некоторые из них поражали животных (животные вирусы), другие растения (растительные вирусы). Несколько позже ученым стали известны и вирусы, убивающие бактерий (бактериальные вирусы, или бактериофаги). Но лишь через пять лет после опытов Стенли стало понятно, что ученый ошибался: вирус это не просто белок; в его состав помимо белков входит еще и молекула нуклеиновой кислоты РНК или ДНК. Как только у учёных появились электронные микроскопы, они установили, что кристаллы вирусов состоят из близко прижатых друг к дружке нескольких сотен миллиардов частиц. В 1-ом кристалле вируса полиомиелита содержится такое количество частиц, что они заразят всех жителей Земли несколько раз подряд! Когда же в электронном микроскопе удалось рассмотреть отдельные вирусные части, то оказалось, что они бывают различной формы: похожие на шар, палочковидные и в форме булавы, но наружная оболочка вируса всегда состоит из белка, а внутреннее содержимое представлено нуклеиновой кислотой. Свернувшись в колечко, нуклеиновая кислота как бы притаилась внутри вируса, надежно защищенная белковой «шубой». Белки оболочки и в самом деле оберегали нуклеиновую кислоту до поры до времени, но как только наступала пора размножаться, вирус распахивал свою «шубу» и выпускал наружу нуклеиновую кислоту. Та начинала хозяйничать в чужой клетке, да так умело, что у некоторых вирусов через какие-то десять-двадцать минут в клетке образовывалось несколько сотен точно таких же нуклеиновых кислот в новеньких белковых «шубах».

    Как же удается вирусу мельчайшей частице, которую и живым организмом-то можно назвать с большой натяжкой, так быстро поражать клетки своих хозяев? Оказалось, что вирус работает как своеобразный «генетический шприц». Подойдя к оболочке нужной ему клетки, вирус «впрыскивает» свою ДНК внутрь клетки хозяина. Затем вирусная ДНК проникает в ядро чужой клетки, встраивается в «местную» ДНК и начинает работать. Можно задать вопрос: «Что значит работать?». Ответ прост: делать все то же самое, что и полагается «нормальной» молекуле ДНК. Во-первых, копировать саму себя (в ядре очень быстро возникает множество копий вирусной ДНК), а во-вторых, создавать молекулы другой нуклеиновой кислоты РНК. А РНК в клетках это своеобразные «инструкции» по сборке белковых молекул, которые ядро отправляет к рибосомам - мельчайшим частицам, на которых и образуются белки. В каждой молекуле РНК (они гораздо меньше, чем молекулы ДНК) зашифрована информация об одной молекуле белка. Понятно, что ДНК вируса отправляет не простые инструкции, а «вирусные». Но любая клетка обязана им подчиняться, ведь они исходят из ее собственного ядра. Вот и приходится зараженной клетке в больших количествах синтезировать белки вируса. А ему только этого и надо. Копии вирусной ДНК выходят из ядра, здесь их уже поджидают новенькие белковые «шубы», и вот там, куда совсем недавно проникла одна-единственная молекула ДНК, уже готовятся к очередным атакам сотни новых вирусных частиц.

    Но мы ведь говорили о том, что в некоторых вирусах под оболочкой из белков кроется другая молекула РНК. Что же происходит в этом случае: ведь РНК не может проникнуть внутрь чужой ДНК, так как эти молекулы слишком разные? Оказалось, что многие вирусы, содержащие внутри себя молекулу РНК, «впрыскивают» вместе с ней в клетку особый белок-фермент, который ученые называют ревертазой. Этот белок обладает замечательным свойством, он способен рядом с молекулой вирусной РНК построить из «подручных материалов» (то есть, из «кирпичиков» - нуклеотидов, которые есть в любой клетке) новую молекулу ДНК. Попробуйте догадаться, какая информация содержится в этой молекуле. Конечно же о вирусных белках. А дальше все происходит по уже описанной схеме, новая молекула ДНК встраивается в ДНК клетки хозяина и начинает переписывать свою информацию во множество молекул РНК. Вскоре в клетке возникает множество новых вирусных частиц.

    Такие вирусы, которые могут «переписывать» генетическую информацию с молекул РНК на ДНК получили название ретровирусов. Вирусы обладают еще несколькими «замечательными» свойствами. Во-первых, попав в чужую клетку, вирусная нуклеиновая кислота вовсе не обязательно «проявляет себя» сразу она может довольно долго находиться в генах хозяина в «выключенном» состоянии, не причиняя значительных неудобств. А затем в один прекрасный момент «включиться» и привести к неожиданной вспышке болезни. Во-вторых, иногда вирусная нуклеиновая кислота, покидая своего хозяина, захватывает с собой кусочек его ДНК. Особенно часто этим отличаются вирусы бактерий бактериофаги. Затем такой бактериофаг заражает новую бактериальную клетку и «дарит» ей часть ДНК другой бактерии. Конечно, если «фаг» сразу начинает размножаться, этот дар бесполезен бактерия все равно очень быстро погибнет. Но вот если вирус останется внутри бактериальной клетки в «спящем» состоянии, «чужие» гены могут пригодиться очень часто они несут полезную для бактерии информацию, например, об устойчивости к антибиотикам.

    Похожие новости
  • ДНК человека
  • Генотерапия. Борьба с раком.
  • Виды герпеса
  • Гепатит – симптомы, профилактика
  • Биохимия крови. Часть 5.
  • Биохимия крови. Часть 4.

  • Добавить комментарий
    Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
    Вопрос: Любишь кататься, люби и ... возить (вставьте недостающее слово)

    Запрещено использовать не нормативную лексику, оскорбление других пользователей данного сайта, активные ссылки на сторонние сайты, реклама в комментариях.