Вирусы, раздел «Биолог»
Еще в Древнем Риме вирусом называли любое болезнетворное начало (от латинского слова virus — яд). В 1892 г. русский биолог Д. И. Ивановский показал, что возбудитель мозаичной болезни табака проходит через бактериальные фильтры. Позднее этот возбудитель был назван фильтрующимся вирусом. Сейчас название «фильтрующийся» в современной научной литературе не используется, хотя его можно встретить во многих старых учебниках. По современным представлениям, вирусы — это субмикроскопические объекты доклеточного уровня организации, способные проникать в живые клетки и воспроизводиться только внутри этих клеток. Но общепринятого определения вируса до сих пор нет.
Зрелая вирусная частица, или вирион, состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот и белковой оболочки, в состав которой у ряда вирусов входят углеводы и липиды. Геном большинства вирусов представлен двухцепочечной ДНК или одноцепочечной РНК, однако некоторые мелкие вирусы содержат одноцепочечную ДНК, а другие — двух-цепочечную РНК. Молекулы нуклеиновой кислоты в вирионе могут быть линейными или иметь форму кольца. Число нуклеотидов в геноме колеблется от нескольких тысяч (например, 3,5 тыс. нуклеотидов у мелких бактериофагов) до сотен тысяч (например, 240— 360 тыс. нуклеотидных пар у вируса ветряной оспы), а число генов в вирусном геноме — от 3 до 200.
Вирионы могут иметь разнообразные формы: икосаэдрические (аденовирусы, риновирусы, вызывающие респираторные заболевания человека, вирус гриппа, герпеса, мелкие бактериофаги, вирусы опухолевых заболеваний), нитевидные (мелкие бактериофаги), палочковидные (вирус табачной мозаики), похожие на кирпичи (вирус оспы) и более сложной структуры (бактериофаг Т4). Размеры вирио-нов находятся в пределах от 15 до 1250 нм.
Те или иные вирусы заражают только определенные организмы и подразделяются на вирусы животных, растений и бактерий (бактериофаги). К вирусным болезням человека относятся оспа, корь, краснуха, ветряная оспа (ветрянка), паротит (свинка), гепатит (желтуха), ряд респираторных заболеваний. Бородавки также имеют вирусное происхождение, только этот вирус не передается, как, например, вирус гриппа, а встроен в одну из хромосом человека. Еще точно не известно, как передается вирус бородавки, но ясно одно: заразиться им не так просто.
Несмотря на разнообразие размеров и форм вирионов, все вирусы имеют одно общее свойство: находясь вне клетки, они не могут размножаться и у них не происходит обмена веществ. Биосинтез компонентов вируса начинается только тогда, когда он проникает в клетку. Взаимодействие вируса с клеткой — одна из интереснейших проблем современной биологии. Вирус попадает в клетку, либо впрыскивая в нее свою нуклеиновую кислоту, как это делают бактериофаги, либо при фагоцитозе, как вирусы животных. Попав в клетку, вирус начинает использовать системы биосинтеза белков и нуклеиновых кислот клетки для синтеза собственных биополимеров, т. е. вирус становится внутриклеточным паразитом на генетическом уровне. При этом может происходить перестройка компонентов клетки, осуществляющих транскрипцию и трансляцию. В клетке вирус размножается, и затем новое поколение выходит из клетки с разрушением или без разрушения ее. Вирусная ДНК может также встраиваться в геном клетки-хозяина и размножаться дальше как составная часть хромосомы.
Как же возникли вирусы? На этот счет есть много мнений. Например, такие: вирусы представляют собой крайний результат регрессивной эволюции паразитов, или они являются частью генома клетки, ставшего инфекционным в ходе эволюции. Но окончательного ответа еще нет, и этот вопрос ждет решения. Открыто уже немало вирусов, и каждый год ученые описывают все новые и новые. Изучение вирусов необходимо для борьбы с болезнями. В генной инженерии вирусы используют для переноса генов.
