Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 52
Текст из файла (страница 52)
(Печатается с любезного разрешения д-ра UrsulaHeine, Национальный институтраковых исследований.)бласты, трансформированные этими мутантами при низкой температуре, при повышении температуры возвращаются к нормальному фенотипу. Сдвиг от трансформированного состояния к нормальному оказываетсяполностью обратимым. Анализ этих мутантов показал, что в процессе трансформацииучаствует только один вирусный белок продукт гена src. Ген src получил свое название потому, что способен направлять синтез какого-то белка, вызывающего саркому.Важно подчеркнуть, что в таких мутантныхклетках при высокой температуре вируснаяДНК остается интегрированной с клеточным геном.
Следовательно, интеграциясама по себе не приводит к трансформации.192Часть IV.ИнформацияУстойчивость животных клеток ко многимвирусам заметно увеличивается под действием интерферонов - группы небольшихбелков, которые синтезируются и секретируются клетками позвоночных, инфицированными вирусом. Двухцепочечные молекулы РНК оказывают некоторое стимулирующее действие на образование интерферона. Интерфероны связываются с плазматической мембраной других клеток организма и стимулируют их способность сопротивляться вирусной инфекции. Клетки приобретают устойчивость к широкому спектрувирусов.
Иммунность, которую обеспечивают антитела, наоборот, весьма специфична. Интерфероны обладают очень высокойактивностью: всего 10-1 М достаточнодля проявления выраженного противовирусного действия.Интерферон повышает противовируснуюустойчивость клеток путем увеличения синтеза трех ферментов: олигонуклеотид-синтетазы, эндонуклеазы и киназы.
До тех порпока сенсибилизированная клетка не заражается вирусом или не подвергается воздействию двухцепочечной РНК, эти три фермента бездействуют. Активация этих ферментов блокирует синтез белков двумяразличными путями (рис. 30.40). Протеинкиназа фосфорилирует один из факторовинициации синтеза белка и тем самым инактивирует его. Напомним, что тот же факторинициации служит мишенью регуляторногокаскада в ретикулоцитах (разд. 29.27). Другой важный результат воздействия двухспиральной РНК на сенсибилизированные интерфероном клетки - стимулирование деградации мРНК. Эндонуклеаза активируетсяолигоаденилатом, который называется 2,5А.Двухцепочечная РНК стимулирует синтетазу, образующую этот стимулятор эндону-Рис.
30.40. Двухцепочечная РНК стимулирует расщепление мРНК (А)и ингибирует инициацию синтеза белка в клетках, обработанных интерфероном (Б).[Farrell P.J., Sen G.C, DuboisM. F., Ratner L., Slattery E.,Lengyel P., Proc. Nat. Acad.Sci.USA, 75, 5896 (1978).]клеазы. Было бы крайне интересно выяснить, играют ли эти регуляторные путикакую-либо роль в незараженной клетке, помимо того что они защищают ее от вирусов.ЗаключениеВирусы представляют собой плотно упакованную инфекционную нуклеиновую кислоту, окруженную защитной оболочкой. Онисодержат ДНК или РНК, которые могутбыть одно- или двухцепочечными. Простейшие вирусы имеют всего 3 гена, а наиболеесложные - около 250 генов. Вирусные оболочки в большинстве случаев состоят избольшого числа белковых субъединиц одного или нескольких видов, так как вирусы содержат крайне ограниченное количество генетической информации. Два основныхспособа укладки - цилиндрическая оболочка, обладающая спиральной симметрией,и сферическая оболочка, обладающая икосаэдрической симметрией.
Частица вируса(вирион) табачной мозаики состоит из 2130идентичных субъединиц, уложенных спиралью вокруг одноцепочечной молекулыРНК; она образуется в результате самосборки, которая осуществляется путем присоединения белковых дисков к петле РНК.Вирус кустистой карликовости томатовобразует икосаэдрическую оболочку, таккак домены, из которых состоит его белокоболочки, связаны друг с другом подвижно.Сборка фага Т4 - гораздо более сложныйпроцесс, в котором участвует примерно 50белков. Три основных пути сборки ведутк независимому образованию головки, отростка и нитей отростка. Формирование фага Т4 идет в строго определенном порядке,в нем участвуют процессы самосборкии сборки с участием ферментов.
Кроме того,важную роль в сборке фага Т4 играют вспомогательные (морфопоэтические) белки.Незараженные клетки не могут синтезировать РНК по РНК-матрице. Следовательно, общее свойство РНК-содержащих виру-30. Вирусы193сов (кроме РНК-содержащих опухолеродных вирусов) - это кодирование РНК-зависимой РНК-полимеразы. РНК, содержащаяся в вирионах некоторых вирусов(например, фага Qβ), служит при зараженииинформационной РНК.
У других вирусов(например, у реовирусов) геномная РНКдолжна сразу после заражения транскрибироваться. Транскрипция осуществляетсяферментом, который имеется в вирионе.РНК-содержащие вирусы используют различные способы синтеза белка. Белки вируса полиомиелита образуются путем расщепления гигантского предшественника. Реовирус содержит отдельную «хромосому» длякаждого синтезируемого им белка, а вирусвезикулярного стоматита транскрибируетнесколько моноцистронных РНК с однойгеномной РНК.Не все вирусы разрушают свои клетки-хозяева. Умеренный фаг λ может приниматьформу дремлющего профага, когда егоДНК интегрирована с бактериальной хромосомой путем реципрокной рекомбинации.
Этот профаг сохраняет способностьк размножению и лизису, которую он проявляет, когда происходит его исключение изклеточной ДНК. Подобно этому, ДНК-содержащие опухолеродные вирусы SV-40и полиомы либо размножаются и лизируютсвои клетки-хозяева, либо их ДНК интегрирует с ДНК клетки-хозяина. Ретровирусымогут размножаться только путем интеграции с клеточной ДНК. Эти вирусы содержатобратную транскриптазу, катализирующуюсинтез двухспиральной ДНК с использованием в качестве матрицы геномной РНК.Продуктивная инфекция ретровирусамив отличие от онкогенных ДНК-содержащихвирусов не является литической. Клетки,в геноме которых содержится ДНК вирусаSV-40, полиомы или ретровируса, имеютаномальные поверхности и характеризуются нарушениями роста.
При введении чувствительным животным они образуют опухоли. Эти вирусы - удобная модель дляизучения молекулярных основ рака, так какони имеют всего около пяти генов. Удалосьпоказать, что трансформацию вызываеткиназа, которую кодирует ген src вирусасаркомы птиц.Устойчивость клеток животных ко многим - вирусам заметно увеличивается поддействием интерферона - белка, которыйсинтезируют и выделяют клетки, зараженные вирусом. Интерферон увеличиваетобразование трех ферментов, блокирующихсинтез белка путем ингибирования фактораинициации и стимулирования деградациимРНК.Биологические исследования представляют собой, в частности, упражнения поэстетике природы.
Занимаясь биологией, мы получаем удовольствие главнымобразом оттого, что снова и снова осознаем, насколько экономичны, изящныи целесообразны те механизмы, которые случайно возникли в ходе эволюциии были закреплены отбором. Вирусолог может чувствовать себя одним изсамых счастливых биологов, так как он может изучить избранный им объект доподробностей строения его отдельных молекул. Вирусолог наблюдает, как вирус - этот полнейший паразит - использует для своего существования наиболееобщие принципы биологии клетки...David Baltimore, Нобелевская лекция, 1976 г.РЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьButler P.J.G., King A., 1978.
Theassembly of a virus, Sci. Amer., 239(5),62-69. (Сборка вируса табачной мозаики.)Bishop J.M., 1980. The molecularbiology of RNA tumor viruses:194Часть IV.Информацияa physician's guide, New Engl. J. Med.,303, 675-682.Campbell A.M., 1976. How virusesinsert their DNA into the DNA of thehost cell, Sci. Amer, 235(6), 102-113.Temin H.M., 1972. RNA-directed DNAsynthesis, Sci. Amer., 226(1), 24-33.Nathans D., 1979. Restriction endonucleases, simian virus 40, and the newgenetics, Science, 206, 903-909.КнигиLuria S.E.,Darnell J.E.,Jr.Baltimore D.,Campbell A.,1978.General Virology (3rd ed.), Wiley.[Имеется перевод: Лурия С, Дарнелл Дж., Балтимор Д., Кэмпбелл Э.Общая вирусология.- М.: Мир, 1981.](Доступное и увлекательное введениев вирусологию.)Тooze J.
(ed.), 1980, The MolecularBiology of Tumour Viruses (2nd ed.),Cold Spring Harbor Laboratory.Williams R.С., Fisher H.W., 1974. AnСборка вирусовLebeurier G.,Nicolaieff A.,Richards К.E., 1977. Inside-out model forself-assembly of tobacco mosaic virus,Proc. Nat. Acad. Sci., 74, 149-153.Butler P.J.G., Finch J. Т., Zimmern D.,1977. Configuration of tobacco mosaicСтроение вирусовBloomer А.С.,Champness J.N., virus RNA during virus assembly,Bricogne G., Staden R., Klug A., 1978. Nature, 265, 217-219.Protein disk of tobacco mosaic virus at Wood W.В., 1978. Bacteriophage T42,8 Aresolutionshowingthe assembly and the morphogenesis ofinteractions within and between subcellular structures, Harvey Lectures,73, 203-223.subunits, Nature, 276, 362-368.King J.,1975.VirusStubbs G., Warren S., Holmes K., 1977.
Casjens S.,Structure of RNA and RNA binding site assembly, Ann. Rev. Biochem., 44,in tobacco mosaic virus from 4-A map 555-611.calculated from X-ray fibre diagrams,Nature, 267, 216-221.Рестрикция и модификацияHarrison S.C., Olson A.J., Schutt C.E., Smith D.H., 1979. Nucleotide sequenceWinkler F.K.,Bricogne G.,1978. specificity of restriction endonucleases,Tomato bushy stunt virus at 2,9 A Science, 205, 455-462.resolution, Nature, 276, 368-373.Arber W.,1979.PromotionandHarrison S.C., 1978. Structure of simple limitation of genetic exchange, Science,viruses: specificity and flexibility in 205, 361-365.protein assemblies, Trends Biochem.Sci., 3-6.ИнтерферонCrick F.H.C, Watson J.D., 1957.
Virus Friedman R.М., 1977. Antiviral activitystructure: general principles. In: of interferon, Bacteriol. Rev., 41.Wolstenholme G. E. W. (ed.), Ciba Fou- 543-567.ndation Symposium on the Nature of Farrell P.J., Sen G.C., Dubois M.F.,Viruses, pp. 5-13.Ratner L., Slattery E., Lengyel P., 1978.Caspar D.L.D., Klug A., 1962. Physical Interferon action: two distinct pathwaysprinciples in the construction of regular for inhibition of protein synthesis byviruses, Cold Spring Harbor Symp. double-stranded RNA, Proc. Nat. Acad.Quant Biol., 27, 1-24.
(В этой класси- Sci., 75, 5893-5897.ческой статье рассматривается тео- Burke D.C., 1977. The status ofрия строения сферических вирусов.) interferon, Sci. Amer., 236(4), 42-50.Electron Micrographic Atlas of Airuses,Thomas. (Сожержит превосходныеэлектронныемикрофотографиии очень увлекательные объясненияк ним.)Внеклеточная эволюция РНК фага QβMills D.R., Peterson R.L.,Spiegelman S., 1967.AnextracellularDarwinianexperimentwitha selfduplicating nucleic acid molecule,Proc. Nat. Acad.
Sci., 58, 217-224.ЛизогенняLwoff A., 1966. The prophage and I. In:Cairns J., Stent G. S. and Watson J. D.(eds.), Phage and the Origins ofMolecular Biology, pp. 88-99, ColdSpring Harbor Laboratory. (Захватывающий рассказ об открытии основлизогении.)Опухолеродные вирусыBaltimore D.,1976.Viruses,polymerases, and cancer, Science, 192,632-636.Timin H., 1976. The DNA provirushypothesis: the establishment andimplications of RNA-directed DNAsynthesis, Science, 192, 1075-1080.Dulbecco R., 1976. From the molecularbiology of oncogenic DNA viruses tocancer, Science, 192, 437-440.Bishop J.M., 1978.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
