Том 1 (1109823), страница 63
Текст из файла (страница 63)
В живых организмах встречаются и другие молекулярные патогены, не относящиеся к вироидам. Существование структур, подобных вироидам, но построенных из Д1-1К, предполагается и у животных; они называются «субвнрусными частицами» Удивительно, что некоторые фршменты белков способны контролировать свое воспроизведение в клетках животных без участия нуклеиновых кислот, такие частицы называют «прионами», ВИР'УСЫ И РАК Вирусы вызывают рак у многих групп животных; ретровирусы, относящиеся к группе оболочечных плюс-ннтевых РНК- содержащих вирусов, в последнее время стали предметом интенсивного изучения как его возможные этиологические агенты.
Эти вирусы имеют фермент — обратную транскриптазу, которая синтезирует комплементарную ДНК на РНК вируса. Затем двухцепочечный фрагмент ДНК встраивается в хромосому клетки-хозянна, вызывая злокачественные опухоли илн лейкемии у млекопитающих, птиц и рептилий. Изучая вирус саркомы Рауса (ретровируса, вызывающего опухоли цыплят), ученые обнаружили онкогены, или «вызывающие рак» гены, которые, вмешиваясь в регуляцию жизнедеятельности клетки, вызывают рак. Онкогены присутствуют и в здоровых клетках человека и животных, но, изменяясь под действием мугагенных веществ (напрнмер, содержащихся в сигаретном дыме или других канцерогенов), приводят к образованию злокачественных опухолей.
Поступают многочисленные данные, что для развития заболевания необходим не один, а несколько мутантных онкогенов, Помимо ретровирусов существует группа ДНК-содержащих герпесвирусов (вирусы Эпштейна — Барр), вызыванвцих два типа рака у человека. Этн же вирусы являются причиной ннфекцноннопэ мононуклеоза. Онн могут сохраняться в клетках, не размножаясь н не приводя к появлению сиюггомов заболевания. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИРУСОВ Нз-за относительной простоты структуры можно ошибочно предположить, что вирусы произошли от первых самовос- производящихся структур, от которых ведут свое начало первые клетки.
Ясно, что это не так, поскольку вирусы существуют только благодаря своей уникалыюй способности размножаться внутри клеткн-хозяина. Они конкурируют с нуклеиновымн кислотами зараженных клеток, направляя нх генетическую и метаболическую активность на образование новых вирусных частиц. Вирусы должны бьши возникнуть только после клеток, когда уже образовался и стабилизировался генетический код. В значительной степени вирусы подобны бактериальным хромосомам или плазмидам (двухцепочечные ДНК-содержащие вирусы), или молекулам мРНК (одно или двухцепочечные РНК-содержащие вирусы), упакованным в белковую оболочку.
Явление трансформации, которое обсуждалось ранее, позволяет сформулировать возможную гипотезу происхождения вирусов. Фрагменты ДНК или РНК случайно, тем или иным способом, проникают в клетки, где могут повлиять на генетические процессы. Размножаясь и переходя от одной клетки к другой, эти фрагменты продолжают свое существование. Одеваясь зицитной белковой оболочкой, они становятся вирусами.
Полагают, что самые крупные и сложноорганвэованные поксвнрусы произошли от бактерий. Возможно, что вирусы возникли независимыми путями около 3 млрд. лет назад. Более того, недавно проведенные исследования показывают, что существующие вирусы могут проявлять удивительно быструю реакцию на давление сильного отбора. Весьма вероятно, что новые типы вирусов образуются и в настоящее время нз генома бактерий и эукариот. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Геномная ДНК или РНК вирусов снаружи окружена белковой оболочкой, нли капсидом, а иногда липидсодержащей оболочкой с шипами, образованными гликопротеинами и липидами. Вирусы не могут размножаться вне живых клеток, и потому они являются внутриклеточными паразитами.
Вирусы вызывают большое число инфекций человека и животных, например свинку, корь, грипп, герцы, а также многие болезни растений. Наиболее распространенные из ннх — некрозы, характеризующиеся появлением мертвых тканей, и мозаичные болезни, при которых на растениях образуются пятна или светлоокрашенные полосы.
Бактериофаги, илн просто фаги, — это вирусы„поражакяцие бактерии. Фагн и вирусы постоянно используются в молекулярной биологии. Размеры вирусов колеблются от 17 до 300 нм и сравнимы с размерами макромолекул. Мгюгие вирусы имеют сферическую форму с икосаэдрическнм типом симметрии, другие — палочковидную форму со спиральным типом симметрии. Размножаясь в клетке-хозяине, вирусы используют ферментатнвные системы клетки и иногда лизнруют ее; в другом случае они встраиваются в клеточные хромосомы и существуют в интегрированном состоянии. Вирусная РНК может быть плюс-ннтевой (т.
е. выполнять функции мРНК) или минус-нитевой, на которой в зараженной клетке синтезируется комплементарная цепь- матрица для образования вирусспецифическнх мРНК. Вирусные ДНК конкурируют с ДНК клетки-хозяина. Ретровирусы обладают уникальным ферментом — обратной транскриптаюй, синтезирующей ДНК на матрице РНК; образующаяся двухцепочечная ДНК может вограиватьсл в ДНК клетки- хозяина.
Во многих случаях ретровирусы могут вызывать рак; изучая ретровирусы, мы узнали об онкогенах и механизмах их дейспзия. Полагают, что вирусы произошли из генома бактерий и эукариот в результате высвобождения из генома свободных фрагментов, которые приобрелн способность синтезировать защитную белковую оболочку и реплицироваться внутри клеток. Вполне возможно, что в прошлом возникновение вирусов происходило неоднократно; новые видвг, вероятно, и в настоящее время появляются нз генома бактерий и эукариот.
Вироиды вызывают целый ряд заболеваний растений, онн состоят из небаяьшнх молекул РНК и отличаются от вирусов тем, что лишены белковой оболочки. Полагают, что вироиды вмешиваются в процессы регуляции генов в инфицированных клетках. гзмйшьол С. Н., у. А. г.исшг Р!апг Рабго1ойу апд Р!апг РагЬойевз, На1зыд Ргеш, уоЬп Ьуйеу апд хопа, 1пс., гее» Чоггг, 1977. Хорошо написанное введение в фитопатолоппо, проблему, имеющую огромное экономическое значение. гшелйе1-Сопгш Н., Р. С.
Квпйвг!г Ч1гогойу, Ргепгае-Най, 1пс,, Еп81езгоод С71бз, 1Ч. 1., 1982. Замечательный обзор всех аспектов вирусологии. О1ЬЬг А. Х., В. В. Наггоопг Рщпг Чйо1ойу: ТЬе Рппсгр1ез, НаЫеб Ртеш, уоЬп 1Чйеу апб Вопз„!пс., 1чси Чогй, 1979. Полезный исчерпыынишгй обзор природы взанмодейсп ий растение — вирус; хорошо иллюстрирован. Мапйеив и.
Е К: Р1апг Чггойзйу, 2пб ед, Асадепвс Ргезз, ЬГеп Чогй, 1981. Наиболее понятный общий учебник для широкого круга читателей. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Впгсй Тйопни 77., Ваагн И'. Ютий МИии1 Т. Мгьгзхвлгию1ойу ог Мктоогйапипи, 41Ь еб., Ргепбсе-Над, 1пс., Еп81еиоод Сйбз, 14. у., 1984. Прекрасный учебник по морфологии, биохимии и экологической роли бактерий. вирусов и эукариот. Х)илег Т. О.: «7Ье Чиок1 — А 8вбтгга1 Рагйойеп", Агпепсап йс1- епзгм, 71 (1983)." 481 — 489. Блестящий обзор свойств этих удивительных частиц РНК. Мауп М. А„, К. А. Ншшр: Чесгогз гп Чпвз Вкйойу, Асзде~тиа Ргем, гппбоп, 1%4. Отчет о симпозиуме, где обсуждались аспекты различных взаимодействий вирус — вектор; приводятся примеры из шгрусологии растений н животных.
Топота О. В, В. и. Рипйг, Сглпгше 1.. Сше: МмхоИо1ойу: Ап 1пподпсз1оп, Вепзашш/Спгппвпйз, Мепйз Раей, Са1гг., 1%2. Хорошо составленный, легко читаемый учебник, касающийся всех аспектов биологии бактерий, вирусов и микроскопических эукариот. Рис. 13-1. Мицелий базидиомииета на гк валенком стволе дерева. Деятельность карибов и бактерий обеспечивает круговорот в лкосионеме веществ, входящие в состав организмов Грибы отличаются от водорослей, мхов и сосудистых растений не меньше, чем от животных. Мы описываем их здесь скорее по традиции. Впрочем, одно свойство у грибов общее с растениями, но не встречается в остальных группах эукариот; это нитевидная или удлиненная форма многоклеточного роста (лишь немногие грибы — дрохоки — одноклеточны).
Грибы не образуют подвижных клеток ни на одной из стадий своего жизненного цикла; прямой эволюционной связи с растениялги у иих нет. Две эти группы возникли независимо от двух различных форм одноклеточных эукариот, поэтому можно говорить об особом царстве ~рибов. Грибы вместе с гетеротрофными бактериями и нексггорыми другими группами гетеротрофов выполняют в биосфере роль редуцентов (рис, 13-1). Их деятельность так же необходима для существования нынешнего мира, как и активность видов-продуцентов. В процессе разложения в атмосферу выделяется углекислый газ, а азотные и другие соединения возвращаются в почву, где они снова могут быть использованы растениями и животными.
Таким образом поддерживается круговорот веществ в природе. Установлено, что верхние 20 см плодородной почвы в среднем содержат 5 т грибов и бактерий на гектар. Как редуценты грибы часто наносят прямой ущерб человеку. Они не отличают гнилых, упавших на землю деревьев от деревянных заборов, активно поражая и то и другое. Обладая мощным арсеналом ферментов, разрушающих органические вещества, грибы часто могут причинять беспокойство, а иногда и приводить к крупным разрушениям (рис. 13-2). Особенно это заметно в тропиках, где тепло и высокая влажность способствуют их бурному росту. Устаяовлено, что во время второй мировой войны менее 50% воениьгх грузов, направленных в такие районы, прибывало туда пригодными к употреблению.
Грибы гюртят ткань, краску, картон, кожу, воск, реактивное топливо, изоляцию кабелей и проводов, фотопленку и даже линзы оптических приборов— почти все известные вещества. Даже в умеренных областях оии являются бичом производства и сбыта пищевых продуктов, так как растут на хлебе, фруктах, овощах, мясе и т. д., снижая их питательную ценность и вкусовые качества. Они также образуют яды, некоторые из которых (афлатоксины) — сильные канцерогены, действукяцие даже при концентрациях порядка деогтимиллионных долей процента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
