Вирусы на границе живого и не живого
Грипп, эбола, простуда, ВИЧ / СПИД, корь - эти и многие другие болезни вызывают вирусы. Некоторые из них очень опасны, а другие почти безвредны. Так или иначе, вирусы являются самыми многочисленными биологическими объектами на Земле и неотъемлемой частью нашей жизни.
За всю историю исследования учеными вирусов, представление о том, что же они из себя представляют неоднократно менялось. Сначала их считали ядовитыми веществами, потом - одной из форм жизни, еще позже - особыми биохимическими соединениями. На сегодняшний день исследователи предполагают, что вирусы являются основными участниками эволюции и занимают свое особое место между живым и неживым мирами.
Вирусы иногда путают с другим семейством микробов: бактерий (одноклеточные организмы, обитающие почти повсюду на Земле, от морского дна до существования внутри животных). Но вирусы намного, намного меньше. Это крошечные инфекционные частицы, состоящие из РНК или ДНК, окруженной белком (как капсулой).
Вирусы могут воспроизводиться только путем инъекции своего генетического материала в клетки живых существ. Хотя ученые часто ссылаются на вирусы как "живые" или "мертвые", на самом деле ни один вирус по-настоящему не жив. Он не питается, как животные и не получает пищу так, как это делают растения. Чтобы выжить, вирус должен захватить клеточную систему живой клетки.
ДНК - Дезоксирибонуклеиновая кислота. Длинная двунитевая спиральная молекула внутри большинства живых клеток, которая несет генетические инструкции. Во всех живых существах, от растений и животных до микробов, эти инструкции указывают клеткам, какие молекулы нужно производить.
(Кстати, компьютерный вирусы не являются настоящими вирусами. Это тип программного обеспечения, то есть компьютерные инструкции. Однако, как настоящий вирус, компьютерный вирус может заразить и даже захватить управление над зараженным компьютером)
Наше тело может самостоятельно избавиться от многих вирусов. Однако, отдельные вирусы могут представлять большую проблему. Для лечения вирусных инфекций существуют антивирусные препараты, они работают по-разному. Некоторые, например, блокируют инъекцию вируса в клетку вируса, другие останавливают вирус, когда он пытается скопировать себя.
В целом, вирусы тяжело поддаются для лечению. Это из- за того, что они живут внутри ваших клеток, которые изолируют их от лекарств. (Также важно отметить, что антибиотики не оказывают воздействия на вирусы.)
Защита от вирусов
Лучшая защита от вирусов - это вакцинация. Вот почему вакцины так важны. Вакцины помогают организму защитить себя.
Вот как они работают: ослабленная первоначальная инфекция - бактерия или вирус - вводится в организм, ученые называют это антигеном . В организме иммунная система обычно распознает антиген как являющийся инородным захватчиком. Затем иммунная система вырабатывает антитела для атаки и уничтожения антигена.
Антигены - вещества, способное вызвать иммунную реакцию.
Антитела - белки, которые организм вырабатывает как часть своего иммунного ответа. Антитела нейтрализуют, маркируют или уничтожают вирусы, бактерии и другие посторонние вещества в крови.
Способность вырабатывать антитела сохраняет возможность организму противостоять инфекциям. После этого иммунная система сохраняет способность уничтожать инфекции и при повторных заражениях. Эта долговременная защита называется иммунитетом .
Вакцины обеспечивают иммунитет без риска фактического заражения, так как вакцина может включать ослабленные или "убитые" антигены. После введения в организм эти типы антигенов не могут вызвать инфекцию. Но они стимулируют организм к выработке антител.
Со временем вакцины сократили число инфекций (и смертей), связанных со многими вирусными инфекциями. Например, вакцины победили оспу. То же самое касается полиомиелита; эта болезнь продолжает распространяться только в Афганистане, Нигерии и Пакистане.
Но не все вирусы плохие. Некоторые способны заражать - и в конечном итоге убивать - вредные бактерии. Эти вирусы называются бактериофагами. Врачи иногда используют эти специализированные вирусы в качестве альтернативы антибиотикам для лечения бактериальных инфекций. (Что удивительно, бактериофаги могут переносить ДНК из одной бактерии в другую, даже если две бактерии, разные виды).
Также ученые научились использовать вирусы для других целей. Эти специалисты используют замечательную способность вирусов инфицировать клетки. Во-первых, они изменяют вирусы для доставки генетического материала в определенные клетки. При использовании этого способа вирус называется вектором . Генетический материал, который он поставляет в клетки, может включать инструкции для получения белка, который организм не может производить самостоятельно.
Если Вам понравилась статья поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Много раз на протяжении длительной истории человечества люди задумывались над вопросом: что такое жизнь? И каждый раз, по мере того как увеличивался запас знаний о биологических явлениях, ответы становились все обстоятельнее и точнее.
Действительно, стремительное развитие биологических наук в XX веке, особенно во второй его половине, опирающееся на самые последние достижения физики и химии, буквально каждый день доставляет огромное количество новых фактов о самых сокровенных свойствах живого. В свете этих новых фактов наши вчерашние представления о сущности жизни кажутся и слишком наивными, и чересчур приблизительными. Точно так же будут выглядеть наши теперешние представления о свойствах живого завтра. Однако, отбрасывая из прошлого неверное и ошибочное, новые идеи вбирают в себя все то, что было в нем верного и точного.
Попробуем же сами шаг за шагом разобраться в свойствах живого.
Огромный опыт практической деятельности человека в области сельского хозяйства и медицины, в сочетании с необъятностью знаний в области биологических наук (биохимии, физиологии и т. п.), отвечает на этот вопрос определенно: жизнь — прежде всего материальный процесс, и основой жизни являются вполне материальные вещества (субстраты, как говорят ученые). Однако это хотя и верный, но слишком общий ответ, который устанавливает общность жизни со всем материальным миром, но не объясняет, чем живое отличается от неживого, каковы его отличительные признаки.
Попробуем поискать такие признаки. Прежде всего, чтобы жить, любое живое существо должно усваивать из внешней среды питательные вещества, которые идут на построение его тела и на поддержание в нем жизненных процессов. У разных видов живых организмов этот процесс протекает по-разному.
Животные, например, получают необходимые им питательные вещества уже в готовом виде: белки, жиры, углеводы, витамины и т. п. Растения для поддержания своего существования нуждаются только в солнечном свете, кислороде, углекислом газе, минеральных элементах (солях) и воде. Еще неприхотливее оказываются некоторые бактерии, способные получать энергию для своей жизнедеятельности за счет химических реакций и не нуждающиеся в солнечном свете и кислороде воздуха.
Здесь необходимо оговориться. Кусок ржавеющего железа тоже вступает в обмен с окружающей средой: он соединяется с атмосферным кислородом, превращается постепенно в ржавчину и перестает существовать как железо. Естественно, что говоря об обмене веществ у всего живого, мы имеем в виду активный процесс, когда в результате обмена живое существо усваивает соединения окружающей среды и превращает их в элементы собственного тела, а не разлагается, как ржавеющий кусок железа.
Второй отличительный признак живого — способность к размножению, к воспроизведению себе подобных. Это, казалось бы, очевидное положение в то же время нуждается в некоторых уточнениях.
Процесс размножения носит очень сложный характер и тесно связан с наследственностью и изменчивостью живых существ, то есть с генетическими свойствами живого. Понятие наследственности и означает точное воспроизведение в потомстве всех свойств и особенностей родителей. Именно благодаря этому свойству человек порождает только человека, бактериальная клетка — только бактериальные клетки, а растение — только растение.
Такая преемственность между родителями и потомством бесспорна, однако не менее бесспорно и другое: дети, сохраняя общее сходство с родителями, все-таки не являются их полной и абсолютной копией. Между двумя поколениями обязательно есть различия. Они-то, возникая в результате изменчивости живого под влиянием различных внешних и внутренних причин, и образуют основу для его постепенного совершенствования. Процесс естественного отбора наиболее совершенных форм живого называется эволюционным развитием.
Нередко к перечисленным признакам живого добавляют способность к росту, движению или чувствительность, то есть способность отвечать на раздражения. Однако это все — признаки, приложимые только к определенным группам живых существ и не охватывающие всего явления жизни в целом. Например, если считать непременным признаком живого чувствительность или способность к росту, то мы тем самым исключим из класса живого всю группу вирусов, а добавив движение — еще и многие формы неподвижных микроорганизмов.
Таким образом, способность к активному обмену веществ со средой, к размножению, наследственность и изменчивость — вот обязательные признаки живого.
Но что обладает ими?
Просто сказать — материальная система? Нет, неудачно. Это мало что объясняет.
Решающий удар подобным представлениям нанес в конце прошлого века крупный русский ученый Д. И. Ивановский. Он открыл возбудителя мозаичной болезни табака, позже названного вирусом табачной мозаики. Это было открытие не просто заболевания важной технической культуры, а нового класса живых невидимых в микроскоп существ. Их свойства оказались, столь необычными, что ученые-биологи разделились на два лагеря, страстно споривших о природе вирусов. Представители одной тонки зрения безапелляционно утверждали, что вирусы нельзя рассматривать как живые существа, а сторонники другой так же твердо считали их безусловно принадлежащими к миру живого.
Свои вирусы оказались и у насекомых. Практически вирусы поражают все классы живых существ на Земле, за очень немногими исключениями.
В научной литературе ежегодно появляется несколько сообщений об открытии новых видов вирусов.
Чем же они так примечательны?
Но мельчайшие размеры еще не самая интересная особенность вирусов, тем более, что существует группа крупных вирусов, видимых в обычный микроскоп. Таковы широко известный возбудитель страшного, но забытого в нашей стране заболевания — оспы, и наш большой друг — вирус осповакцины.
Не правда ли, странное поведение? Только что вирус был как бы мертвым, затем на некоторое время стал живым, а потом снова погрузился в неживое состояние. Выше мы с вами тщательно подбирали те свойства, которыми можно охарактеризовать живое состояние материи. Помните? Это обмен веществ, способность к размножению, наследственность и изменчивость. Но ведь в состоянии покоя вирусы не питаются и не размножаются. Следовательно, по первым двум свойствам в таком состоянии они скорее принадлежат к мертвой природе. А как быть с третьим свойством живого — наследственностью и изменчивостью, то есть с генетическими свойствами?
Наследственные свойства вирусов в состоянии покоя сохраняются: при размножении в живой клетке они дают потомство, как две капли воды похожее на родительский вирус. Зато если: на покоящийся вирус воздействовать некоторыми веществами, которые способны изменять наследственные свойства, то мы получим измененное потомство. Если обработать покоящийся вирус слабым раствором азотистой кислоты либо воздействовать на него ультрафиолетовым светом или лучами Рентгена, то потомство таких частиц будет измененным. Следовательно, покоящиеся вирусы тоже обладают способностью к изменчивости, хотя происшедшие в них изменения проявляются позже, «при размножении в живой клетке.
Как же можно объединить в одно эти противоречивые данные? Назвать вирусы частично мертвыми, частично живыми? Нелепо. Ведь частично мертвыми мы их сможем назвать только из-за отсутствия обмена веществ и размножения в определенной стадии жизненного цикла. А сохранение свойства наследственности и изменчивости заставит нас безоговорочно причислить их к царству живого!
А что, если поискать среди царства живого сходные явления? Вы, наверное, слышали о таком широко распространенном свойстве среди микроорганизмов, как спорообразование? Споры представляют собой бактериальные клетки в состоянии покоя, когда жизненно важная часть их содержимого окружается несколькими плотными оболочками, теряет способность к размножению и не нуждается в притоке питательных веществ. В состоянии споры бактерии способны сохраняться десятилетиями в самых неблагоприятных условиях существования, там, где живые клетки непременно погибли бы. При попадании же в благоприятные условия споры прорастают и снова превращаются в нормальные бактериальные клетки.
Не правда ли, цикл развития бактерий похож на изменения, претерпеваемые вирусом? Но ведь никому и в голову не приходит рассматривать споры, как образование неживой природы! Это защитное приспособление бактерии для перенесения неблагоприятных условий существования.
Попробуем подвести итог сказанному. Итак, вирус — самая простая форма жизни на Земле. Биологические свойства вирусов настолько упрощены, что свою способность к размножению и обеспечивающий это размножение обмен веществ они могут реализовать, только проникнув в восприимчивые живые клетки. Вирусы живут и размножаются лишь в живых организмах, но могут неограниченно долго находиться в фазе покоя. Эта фаза — приспособление для перенесения неблагоприятных условий жизни вне организма хозяина.
Но паразитизм — не просто прихоть паразита: дай-ка я поживлюсь за счет этого организма. Это биологическое свойство, тесно связанное с особенностью организации и структуры паразита, которое вырабатывалось в течение многих десятков тысячелетий эволюционного развития.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
В течение последних 100 лет ученые не раз меняли свое представление о природе вирусов, микроскопических переносчиков болезней.
Вначале вирусы считали ядовитыми веществами, затем - одной из форм жизни, потом - биохимическими соединениями. Сегодня предполагают, что они существуют между живым и неживым мирами и являются основными участниками эволюции.
В конце XIX века было установлено, что некоторые болезни, в том числе бешенство и ящур, вызывают частицы, похожие на бактерии, но гораздо более мелкие. Поскольку они имели биологическую природу и передавались от одной жертвы к другой, вызывая одинаковые симптомы, вирусы стали рассматривать как мельчайшие живые организмы, несущие генетическую информацию.
Низведение вирусов до уровня безжизненных химических объектов произошло после 1935 г., когда Уэнделл Стэнли (Wendell Stanley) впервые закристаллизовал вирус табачной мозаики. Обнаружилось, что кристаллы состоят из сложных биохимических компонентов и не обладают необходимым для биологических систем свойством - метаболической активностью. В 1946 г. ученый получил за эту работу Нобелевскую премию по химии, а не по физиологии или медицине.
Дальнейшие исследования Стэнли четко показали, что любой вирус состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), упакованной в белковую оболочку. Помимо защитных белков у некоторых из них есть специфические вирусные белки, участвующие в инфицировании клетки. Если судить о вирусах только по этому описанию, то они действительно больше похожи на химические субстанции, чем на живой организм. Но когда вирус проникает в клетку (после чего ее называют клеткой-хозяином), картина меняется. Он сбрасывает белковую оболочку и подчиняет себе весь клеточный аппарат, заставляя его синтезировать вирусные ДНК или РНК и вирусные белки в соответствии с инструкциями, записанными в его геном е. Далее происходит самосборка вируса из этих компонентов и появляется новая вирусная частица, готовая инфицировать другие клетки.
 |
| Вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) |
Такая схема заставила многих ученых по-новому взглянуть на вирусы. Их стали рассматривать как объекты, находящиеся на границе между живым и неживым мирами. По словам вирусологов Марка ван Регенмортеля (M.H.V. van Regenmortel) из Страсбургского университета во Франции и Брайана Махи (B.W. Mahy) из центров по профилактике заболеваний и контролю за их распространением, такой способ существования можно назвать "жизнью взаймы". Интересен следующий факт: при том, что долгое время биологи рассматривали вирус как "белковую коробку", наполненную химическими деталями, они использовали его способность к репликации в хозяйской клетке для изучения механизма кодирования белков. Современная молекулярная биология во многом обязана своими успехами информации, полученной при изучении вирусов.
Ученые кристаллизовали большинство клеточных компонентов (рибосомы, митохондрии, мембранные структуры, ДНК, белки) и сегодня рассматривают их либо как "химические машины", либо как материал, который эти машины используют или производят. Подобный взгляд на сложные химические структуры, обеспечивающие жизнедеятельность клетки, и стал причиной не слишком большой озабоченности молекулярных биологов статусом вирусов. Исследователи интересовались ими только как агентами, способными использовать клетки в своих целях или служить источником инфекции. Более сложная проблема, касающаяся вклада вирусов в эволюцию, остается для большинства ученых несущественной.
Быть или не быть?
Что означает слово "живой"? Большинство ученых сходятся во мнении, что помимо способности к самовоспроизведению живые организмы должны обладать и другими свойствами. Например, жизнь любого существа всегда ограничивается во времени - оно рождается и умирает. Кроме того, живые организмы имеют определенную степень автономии в биохимическом смысл е, т.е. в какой-то мере полагаются на собственные метаболические процессы, обеспечивающие их веществами и энерги ей, которые и поддерживают их существование.
Вирусы - это паразиты, которые почти целиком зависят от клетки-хозяина. Они используют его энерги ю, необходимую для синтеза нуклеиновых кислот и белков, для дальнейших видоизменений этих белков и их адресной доставки. Без этого вирусы не могли бы размножаться и распространяться в среде. И тогда напрашивается вполне резонный вывод: несмотря на то, что все процессы в клетке после инфицирования регулируются вирусом, сам он - неживой объект, паразитирующий на живых системах с автономным метаболизмом.
Камень, равно как и капелька жидкости, в которой протекают метаболические процессы, но которая не содержит генетического материала и не способна к самовоспроизведению, несомненно, неживой объект. Бактерия же - живой организм, и хотя она состоит всего из одной клетки, она может вырабатывать энерги ю и синтезировать вещества, обеспечивающие ее существование и воспроизведение. Что в этом контекст е можно сказать о семени? Не всякое семя проявляет признаки жизни. Однако, находясь в покое, оно содержит тот потенциал , который получило от несомненно живой субстанции и который при определенных условиях может реализоваться. В то же время семя можно необратимо разрушить, и тогда потенциал останется нереализованным. В этом плане вирус больше напоминает семя, чем живую клетку: у него есть некие возможности, которые могут и не осуществиться, однако нет способности к автономному существованию.
Можно также рассматривать живое и как состояние, в которое при определенных условиях переходит система, состоящая из неживых компонентов, обладающих определенными свойствами. В качестве примера подобных сложных (эмерджентных) систем можно привести жизнь и сознание. Чтобы достичь соответствующего статуса, у них должен быть определенный уровень сложности. Так, нейрон (сам по себе или даже в составе нейрон ной сети) не обладает сознанием, для этого необходим мозг. Но и интактный мозг может быть живым в биологическом смысл е и в то же время не обеспечивать сознание. Точно так же ни клеточные, ни вирусные гены или белки сами по себе не служат живой субстанцией, а клетка, лишенная ядра, сходна с обезглавленным человеком, поскольку не имеет критического уровня сложности. Вирус тоже не способен достичь подобного уровня. Так что жизнь можно определить как некое сложное эмерджентное состояние, включающее такие же основополагающие "строительные блоки", которыми обладает и вирус. Если следовать такой логике, то вирусы, не являясь живыми объектами в строгом смысл е этого слова, все же не могут быть отнесены к инертным системам: они находятся на границе между живым и неживым.
| РЕПЛИКАЦИЯ ВИРУСА |
В октябре 2004 г. французские ученые сделали открытие, показывающее, как близко к этой границе подходят некоторые вирусы. Дидье Раул (Didier Raoult) из Средиземноморского университета в Марселе сообщил о том, что он секвенировал геном самого крупного вируса - мимивируса. Вирус размером с небольшую бактерию инфицирует амеб. Обнаружилось, что у него есть множество генов, о которых раньше думали, что они присутствуют только у клеточных организмов. Некоторые из них участвуют в синтезе белков, кодируемых вирусной ДНК, и, возможно, способствуют кооперации вируса с клеточной системой репликации. По словам автора, опубликовавшего свою работу в журнале Science, невообразимая сложность этой дополнительной части геном а мимивируса наводит на мысль о возможном отсутствии границы между вирусами и клеточными организмами-паразитами.
Вирусы и эволюция
У вирусов есть своя, очень длинная эволюционная история, восходящая к истокам возникновения одноклеточных организмов. Так, некоторые вирусные системы репарации, которые обеспечивают вырезание неправильных оснований из ДНК и ликвидацию повреждений, возникших под действием радикалов кислорода, и т.д., есть только у отдельных вирусов и существуют в неизменном виде миллиарды лет.
Тем не менее большинство специалистов в области эволюционной биологии считают вирусы неживыми объектами и не принимают их во внимание при исследовании эволюционных процессов. Они полагают также, что вирусные гены ранее принадлежали хозяйским клеткам и как-то "улизнули" от них, а затем приобрели белковую оболочку. Таким образом, вирус - это "сбежавшие" хозяйские гены, превратившиеся в паразитов. При таком взгляде на проблему не удивительно, что возможный вклад вирусов в происхождение видов и поддержание их разнообразия остался вне поля зрения ученых. (И в самом деле, из 1205 страниц "Энциклопедии эволюции", очередной том которой вышел в 2002 г., вирусам посвящены всего четыре страницы.)
Исследователи не отрицают, что вирусы играли какую-то роль в эволюции. Но, считая их неживой материей, они ставят их в один ряд с такими факторами, как климатические условия. Такой фактор воздействовал на организмы, которые обладали изменяющимися, генетически детерминируемыми признаками, извне. Организмы, более стойкие к этому влиянию, успешно выживали, размножались и передавали свои гены следующим поколениям.
Однако в действительности вирусы воздействовали на генетический материал живых организмов не опосредованно, а самым что ни на есть прямым образом - они обменивались с ним своими ДНК и РНК, т.е. были игроками на биологическом поле. Большим сюрпризом для врачей и биологов-эволюционистов стало то, что большая часть вирусов оказалась вполне безобидными созданиями, не связанными ни с какими болезнями. Они спокойно дремлют внутри клеток-хозяев или используют их аппарат для своего неспешного воспроизведения без всякого ущерба для клетки. У таких вирусов есть масса ухищрений, позволяющих им избежать недремлющего ока иммунной системы клетки - для каждого этапа иммунного ответа у них заготовлен ген, который этот этап контролирует или видоизменяет в свою пользу.
Более того, в процессе совместного проживания клетки и вируса вирусный геном (ДНК или РНК) "колонизирует" геном хозяйской клетки, снабжая его все новыми и новыми генами, которые в итоге становятся неотъемлемой частью геном а данного вида организмов. Вирусы оказывают более быстрое и прямое действие на живые организмы, чем внешние факторы, которые осуществляют отбор генетических вариантов. Многочисленность популяций вирусов вкупе с их высокой скоростью репликации и высокой частотой мутаций превращает их в основной источник генетических инноваций, постоянно создающий новые гены. Какой-нибудь уникальный ген вирусного происхождения, путешествуя, переходит от одного организма к другому и вносит вклад в эволюционный процесс.
| ВЕЧНО ЖИВЫЕ Вирусы, занимающие промежуточное положение между живым и неживым, проявляют неожиданные свойства. Вот одно из них. Обычно вирусы реплицируются только в живых клетках, но способны расти и в погибших клетках, а иногда даже возвращают последних к жизни. Как ни удивительно, но некоторые вирусы, будучи разрушенными, могут возродиться к "жизни взаймы".
Клетка, у которой уничтожена ядерная ДНК, - настоящий "покойник": она лишена генетического материала с инструкциями о деятельности. Но вирус может использовать для своей репликации оставшиеся целыми компоненты клетки и цитоплазму. Он подчиняет себе клеточный аппарат и заставляет его использовать вирусные гены как источник инструкций для синтеза вирусных белков и репликации вирусного геном а. Уникальная способность вирусов развиваться в погибших клетках наиболее ярко проявляется, когда хозяевами служат одноклеточные организмы, прежде всего населяющие океаны. (Подавляющее число вирусов обитает на суше. По оценкам специалистов, в Мировом океане насчитывается не более 1030 вирусных частиц.) Бактерии, фотосинтезирующие цианобактерии и водоросли, потенциал ьные хозяева морских вирусов, нередко погибают под действием ультрафиолетового излучения, которое разрушает их ДНК. При этом некоторые вирусы ("постояльцы" организмов) включают механизм синтеза ферментов, которые восстанавливают поврежденные молекулы хозяйской клетки и возвращают ее к жизни. Например, цианобактерии содержат фермент, который участвует в фотосинтезе, и под действием избыточного количества света иногда разрушается, что приводит к гибели клетки. И тогда вирусы под названием цианофаги "включают" синтез аналога бактериального фотосинтезирующего фермента, более устойчивого к УФ-излучению. Если такой вирус инфицирует только что погибшую клетку, фотосинтезирующий фермент может вернуть последнюю к жизни. Таким образом, вирус играет роль "генного реаниматора". Избыточные дозы УФ-излучения могут привести к гибели и цианофагов, однако иногда им удается вернуться к жизни при помощи множественной репарации. Обычно в каждой хозяйской клетке присутствует несколько вирусов, и в случае их повреждения они могут собрать вирусный геном по частям. Различные части геном а способны служить поставщиками отдельных генов, которые совместно с другими генами восстановят функции геном а в полном объеме без создания целого вируса. Вирусы - единственные из всех живых организмов, способные, как птица Феникс, возрождаться из пепла. По данным Международного консорциума по секвенированию геном а человека, от 113 до 223 генов, имеющихся у бактерий и человека, отсутствуют у таких хорошо изученных организмов, как дрожжи Sacharomyces cerevisiae, плодовая мушка Drosophila melanogaster и круглый червь Caenorhabditis elegans, которые находятся между двумя крайними линиями живых организмов. Одни ученые полагают, что дрожжи, плодовая мушка и круглый червь, появившиеся после бактерий, но до позвоночных, просто утратили соответствующие гены в какой-то момент своего эволюционного развития. Другие же считают, что гены были переданы человеку проникшими в его организм бактериями. Вместе с коллегами из Института вакцин и генной терапии при Орегонском университете здравоохранения мы предполагаем, что существовал третий путь: исходно гены имели вирусное происхождение, но затем колонизировали представителей двух разных линий организмов, например бактерий и позвоночных. Ген, которым одарила человечество бактерия, мог быть передан двум упомянутым линиям вирусом. Более того, мы уверены, что само клеточное ядро имеет вирусное происхождение. Появление ядра (структуры, имеющейся только у эукариот, в том числе у человека, и отсутствующей у прокариот, например у бактерий) нельзя объяснить постепенной адаптацией прокариотических организмов к изменяющимся условиям. Оно могло сформироваться на основе предсуществующей высокомолекулярной вирусной ДНК, построившей себе постоянное "жилище" внутри прокариотической клетки. Подтверждением этому служит факт, что ген ДНК-полимеразы (фермента, участвующего в репликации ДНК) фага Т4 (фагами называют вирусы, которые инфицируют бактерии) по своей нуклеотидной последовательности близок к генам ДНК-полимераз как эукариот, так и инфицирующих их вирусов. Кроме того, Патрик Фортере (Patrick Forterre) из Южного парижского университета, который исследовал ферменты, участвующие в репликации ДНК, пришел к выводу, что гены, детерминирующие их синтез у эукариот, имеют вирусное происхождение.
Вирусы влияют абсолютно на все формы жизни на Земле, а часто и определяют их судьбу. При этом они тоже эволюционируют. Прямым доказательством служит появление новых вирусов, таких как вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД. Вирусы постоянно видоизменяют границу между биологическим и биохимическим мирами. Чем дальше мы будем продвигаться в исследовании геном ов различных организмов, тем больше будем обнаруживать свидетельств присутствия в них генов из динамичного, очень древнего пула. Лауреат Нобелевской премии Сальвадор Лурия (Salvador Luria) в 1969 г. так говорил о влиянии вирусов на эволюцию: "Возможно, вирусы с их способностью включаться в клеточный геном и покидать его были активными участниками процесса оптимизации генетического материала всех живых существ в ходе эволюции. Просто мы этого не заметили". Независимо от того, к какому миру - живому или неживому - мы будем относить вирусы, пришло время рассматривать их не изолированно, а с учетом постоянной связи с живыми организмами. ОБ АВТОРЕ: Читайте также:
 Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.
Copyright © Иммунитет и инфекции
|
