Віруси - наші таємничі сусіди

Відео: ВІРУС SATANA

Віруси залишаються для вчених terra incognita

При слові «вірус» більшість людей згадують нав`язливі рекламні слогани про застуду і грип. Або про герпес. Або про ВІЛ. Насправді віруси - це не тільки шкідливі частинки, що викликають різні захворювання. Роль цих несхожих ні на що інше творів природи набагато істотніше. Деякі фахівці навіть вважають, що віруси мають безпосередній стосунок до появи перших складних живих систем. Втім, поки вчені не знають про віруси набагато більше того, що їм вже про них відомо.

Самий основне питання, на який біологи не можуть знайти відповідь: чи можна вважати віруси живими? Чіткого визначення життя в біології не існує - є тільки набір ознак, яким повинні задовольняти живі організми (до них відносять, в тому числі, здатність до обміну речовин, росту, відповіді на різні подразники, розмноженню, а також уміння пристосовуватися до мінливих умов навколишнього середовища ). Віруси більш-менш їм задовольняють (хоча в строгому сенсі вони, наприклад, не ростуть, як годиться «правильним» живим системам), але, тим не менш, визнати їх повноцінно живими вчені однозначно не можуть.

прості паразити

Що ж являють собою ці дивні віруси, які до сих пір ставлять у глухий кут дослідників? Найпростіші віруси складаються з генома, укладеного в захисну білкову оболонку. Більш складні додатково обзаводяться ліпідами і цукрами, які забезпечують їм більший захист чи допомагають легше проникати всередину своєї майбутньої жертви. 

За розміром дрібні віруси лише злегка перевершують великі молекули - діаметр дрібних вірусних частинок становить близько 30 нанометрів (нанометр - це одна мільярдна частина метра). Найбільші віруси, як недавно з`ясувалося, можуть бути на порядок більше і досягати в діаметрі 500 нанометрів і більш. Для порівняння, розміри бактеріальних клітин починаються якраз з 500 нанометрів, а еукаріотичних (що мають ядро) - з 10 тисяч нанометрів.

Не дивно, що такі маленькі створіння (хоча вживати цей термін по відношенню до вірусів не зовсім коректно) не можуть вмістити в себе всі гени, необхідні для підтримки самостійного існування. Найпростіші віруси несуть в своїх геномах всього кілька генів, які можна перерахувати на пальцях однієї руки і яких, очевидно, ніяк не вистачить для того, щоб регулювати подвоєння геному, синтез вірусних білків і складання з них капсида (так називається зовнішня оболонка вірусної частинки) . Тому всі віруси є паразитами - вони можуть розмножуватися тільки в клітинах більш просунутих організмів.

Віруси паразитують в клітинах представників усіх відомих вченим груп живих істот - бактерій, тварин, рослин і навіть, як з`ясувалося два роки тому, на інших вірусах. Вірусна частка проникає в обрану для зараження клітку і починає «роздягатися» - звільняти свій геном від закривають його білків (хоча деякі віруси, наприклад, що паразитують на бактеріях бактеріофаги, відразу «впорскують» в клітку тільки нуклеїнові кислоти).

Відео: 10 найбільш таємничі підземелля!

Як тільки ДНК або РНК вірусу приходить в «робочий стан», вона змінює роботу генома клітини-господаря, змушуючи її синтезувати не ті білки, які потрібні самій клітці, а білки, необхідні для розмноження вірусу і створення нових вірусних частинок. Енергію для синтезу чужорідних клітці білків, вірус, зрозуміло, теж запозичує у клітини. Зрештою, жертва зараження виявляється «під зав`язку» набита новенькими вірусними частинками і просто розривається під їх натиском. Паразити виходять назовні і починають шукати собі нових жертв.

Вище описаний лише самий загальний сценарій дій вірусу. Насправді ж різні представники цієї групи можуть діяти не настільки агресивно, розмножуватися тільки при розмноженні самої клітини або виходити з неї поступово. Але незалежно від деталей загальна стратегія всіх вірусів єдина: проникнути в клітину, яка надасть вірусу ресурс для синтезу нових вірусних частинок, і розмножитися за її рахунок.

непрохані супутники

Деякі віруси надходять хитріше інших: після зараження їх нуклеїнові кислоти вбудовуються в геном клітини, стаючи його повноправною частиною. Записавши свою генетичну інформацію в ДНК клітини, вірус гарантовано залишає за собою можливість розмножитися, навіть якщо йому це не вдається відразу після проникнення в клітину. При розподілі клітина передає інформацію про паразит своїм нащадкам, так що вірус розмножується навіть у тому випадку, якщо сам не докладає до цього жодних зусиль. Більш того, такий вбудований вірус (їх називають провірусами) вміє чекати найбільш сприятливого моменту для розмноження і залишається неактивним до тих пір, поки такий момент не настав. Найвідоміші віруси, що використовують такий хитрий прийом, - це ретровіруси, до яких належить, наприклад, ВІЛ - вірус імунодефіциту людини.
Багатоклітинні організми можуть передавати вбудувати ретровірус своїм нащадкам тільки в тому випадку, якщо зараженими виявляться статеві клітини, наприклад, яйцеклітина. Таке «вузькоспеціальне» зараження відбувається дуже рідко, але за мільйони років еволюції тисячі заражених організмів не раз отримували свій унікальний «шанс».

Іноді провіруси чекають слушного моменту занадто довго, і в їх послідовності, що стала частиною послідовності ДНК клітини, накопичуються мутації. Деякі з них «вимикають» механізм активації провірусів, і вони так назавжди і залишаються марним вантажем, що збільшує кількість «сміттєвої» ДНК. Втім, іноді клітина пристосовує гени невдалого паразита собі на користь. Наприклад, у розвитку плаценти у ссавців бере участь ген, що кодує білок сінцітін. Цей білок колись давно був білком оболонки ретровируса HERV-W.

Але нерідко такі заблудлі фрагменти вірусної ДНК порушують нормальну роботу клітинного генома, приводячи до розвитку різних патологій. Причина патологій - нерозбірливість вірусів: вони можуть вбудуватися практично в будь-яку ділянку хазяйської ДНК, наприклад, в середину працюючого гена. Вчені підозрюють, що ретровіруси- "невдахи" мають відношення до так званим багатофакторним захворюванням, тобто захворюванням, на розвиток яких впливають кілька причин (до багатофакторним хвороб відносяться, наприклад, розсіяний склероз, шизофренія, деякі аутоімунні захворювання, а також рак).

Іноді відбувається зворотний процес, і не вірус залишає в геномі клітини-господаря своє «спадщина», а клітина віддає вірусу частину своєї ДНК (точніше, вірус сам випадково прихоплює її). Деякі віруси вміють не тільки вбудовуватися в ДНК, але і вирізатися з неї, і роблять це не завжди акуратно. Така неакуратність і тягне за собою появу чужорідних вставок в вірусної ДНК.

Зовсім недавно вчені виявили, що в геномах хребетних тварин, в тому числі людини, присутні останки не тільки ретровірусів, але також вірусів, в життєвому циклі яких відсутня обов`язкова стадія «вписування» себе в ДНК клітини. Проте, за мільйони років еволюції послідовність навіть таких вірусів могла бути вбудована в геном клітини в результаті випадкових процесів (коли фрагменти ДНК і ферменти, здатні їх копіювати, знаходяться в безпосередній близькості, таке цілком можливо). У числі інших дослідники виявили в геномах хребетних фрагменти ДНК вірусів, що викликають такі смертельно небезпечні захворювання, як лихоманка Ебола і лихоманка Марбурга.

Відео: Хто такі ВІРУСИ? Будова і різноманітність. Біософія вірусів

Ще одним дивовижним відкриттям в вірусології останніх років стало виявлення вірусів-гігантів, настільки величезних, що спочатку вчені взяли їх за бактерії. Перший мімівіруса - так дослідники назвали придуманий спеціально для велетнів рід, був виділений з клітин амеби Acanthamoeba polyphaga в 1992 році, але впізнаний як вірус він був лише через 11 років. Пізніше вчені виявили ще більший вірус і віднесли його до роду мамавірус.

Мімівірусная частка. Так як відкритий вченими вірус за розмірами перевершує єдиного представника роду мімвірусов, для нього був створений рід мамавірус. Фото з сайту microbiologybytes.com

Мамавіруси стали першими вірусами, у яких знайшлися власні паразити. Крихітний вірус Sputnik, в геномі якого міститься всього 21 белоккодірующая послідовність, заражає ті ж клітини амеб, що і мамавірус, але перебудовує під свої потреби не геном амеби, а геном мамавірус. Таким чином Sputnik заважає нормальному розмноженню свого гігантського родича і є цілком повноправним і навіть «подвійним» паразитом.

Різноманітність і незвичайні властивості вірусів - а особливо їх здатність вбудовуватися в ДНК і вирізатися з неї - надихнули деяких вчених на створення гіпотези про вірусне походження життя (якщо ми як і раніше вважаємо віруси неживими). Як докази такої гіпотези її прихильники вказують на існування подібних генів у еволюційно дуже далеких один від одного груп організмів. Ті, хто не виключають участі вірусів у творенні життя, вважають, що на зорі еволюції могли існувати якісь невідомі «експериментальні» життєві форми, які обмінювалися вдалими генами за допомогою вірусів. В результаті з цих постійно змінюються гібридів утворилися клітини бактерій, еукаріот і архей, які лежать в основі еволюційного древа життя в його сучасному розумінні.

Відео: 7 таємниче місце, нагадують БЕРМУДСЬКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК!

Втім, ця гіпотеза поки не підкріплюється сильнішими доказами, і на даний момент не може протистояти більш загальноприйнятою версією про те, що віруси являють собою таку собі колонію втікачів каторжників - генів більш складних організмів, випадково об`єдналися разом. Але з урахуванням того, з якою швидкістю зараз розвиваються технології і методи аналізу генетичних даних, можна сподіватися, що в доступному для огляду майбутньому вчені зможуть прояснити питання про появу цих дивовижних істот (або речовин), які ось уже мільйони років живуть разом з іншими мешканцями Землі.
https://lenta.ru/articles/2010/10/28/viruses/

Т