Нападение на клетку

Пришло время отступить немного назад и попытаться разобраться в основополагающем вопросе: что такое вирусы вообще? По представлениям современной науки вирусы —это мельчайшие и вездесущие неклеточные образования природы, лежащие на границе живого и неживого. По поводу происхождения вирусов в научных кругах на сегодняшний день нет единого мнения. Одни исследователи считают, что вирусы — это потомки бактерий, структура которых упростилась в результате приспособления к паразитическому существованию. Другая часть ученого сообщества полагает, что предками вирусов были клеточные органоиды — митохондрии и хлоропласты. Третьи же склоняются к тому, что вирусы — это часть генома (суммы всех генов нормального организма).

Несомненно одно: каким бы ни был эволюционный путь вирусов, его результат превзошел все ожидания. В природе появились удивительно совершенные и чрезвычайно рационально устроенные сверхпаразиты, которые ведут свою деятельность даже не на клеточном, а на генетическом уровне!

 

Следует отметить, что вирусы многолики. Так, форма покоящейся внеклеточной частицы получила название вириона. В состав вириона обязательно входят нуклеиновая кислота и защищающая ее белковая оболочка. Вся информация об устройстве вириона записана в нуклеиновой кислоте, причем каждому виду вируса присущ строго определенный ее тип. Кроме обычных двухцепочечных ДНК, присущих высшим формам наземной жизни, вирусы могут содержать как одноцепочечную ДНК, так и двухцепочечную РНК. Иногда РНК вирусов присутствует в вирусной частице в виде набора фрагментов. Каждый «кусочек» такой РНК несет свою часть генетической программы вируса. Примером вирусов такого типа могут служить вирус гриппа и вирус, вызывающий СПИД.

Следует заметить, что, несмотря на большое разнообразие вирионов, у них есть важные общие свойства. А именно: в них не происходит обмена веществ, и они не размножаются. В состоянии вириона вирусная частица подобна заряженному пистолету: это — неживой, но смертельно опасный объект.

В случае успешного контакта с подходящей живой клеткой, вирус выступает в своей другой форме — активно действующего комплекса «вирус-клетка». Освободившаяся от защитной оболочки нуклеиновая кислота вируса превращается в «центр управления» внутриклеточными процессами захваченной клетки, перестраивая их в соответствии со своими интересами. «Оккупированная» клетка начинает активно производить вирусные белки и чужеродную нуклеиновую кислоту. В результате такого вторжения клетка оказывается переполненной готовыми вирусными частицами. Оболочка захваченной клетки не выдерживает, разрывается и наружу выходит армия вирионов.

Иногда, попадая в клетку, вирусная нуклеиновая кислота как бы исчезает, встраиваясь в геном хозяина. Такое «перемирие» может длиться десятилетиями. Однако в любой момент оно может быть нарушено. В таком случае встроившийся и доселе затаившийся фрагмент вирусной нуклеиновой кислоты выщепляется, активизируется, и события начинают развиваться по только что описанному сценарию.

Но, справедливости ради, надо сказать, что вирусы — это не просто разрушающий фактор в природе. Вирусы являются заметным фактором эволюции органического мира. Образующиеся в процессе внутриклеточного размножения вирионы иногда «прихватывают» кусочки генетического материала клетки-хозяина. Считается, что в норме организмы разных видов не скрещиваются между собой (между ними не происходит обмена генетической информацией). А вирусы способны делать это. Захватив кусок чужого генома, они несут его новому хозяину, организм которого в результате такого «подарка» может приобрести и новые ценные свойства. Иногда встраивающиеся в геном клетки вирусы пробуждают доселе «молчавшие» гены клетки-хозяина, тем самым изменяя ее первоначальные свойства.

Вирусы не только изменяют других, но и в состоянии меняться сами. И делают они это не только в результате мутаций, но и за счет прямого обмена фрагментами нуклеиновых кислот между вирусами разных видов. Именно так возникают новые разновидности вируса гриппа. К великому нашему сожалению в результате подобного обмена чаще всего возникают вирусы, несущие более тяжелые формы заболеваний, чем исходные.

Как же происходит вторжение в организм? Механизм прост. Попав в

организм хозяина, вирус связывается с клеткой при помощи особых ферментов и заключается во внутриклеточный пузырек — эндосому. Потом оболочка вируса сливается с клеточной мембраной, и генетический материал вирусной частицы выходит в цитоплазму клетки, а затем и в клеточное ядро. Что происходит в подвергшейся нападению клетке дальше, мы уже описывали выше. Итог один — клетка оккупирована.