Андрей Шляхов - Генетика на пальцах

Во-вторых, аденовирусы с помощью других белков блокируют программу самопроизвольной гибели клетки-хозяина.

В-третьих, они блокируют ферменты, расщепляющие клеточные белки.

Вся эта деятельность определяется вирусной ДНК. В результате принятых мер клетка-хозяин в течение длительного времени «штампует» вирусы. Аденовирусы делают ставку не на быстроту использования ресурсов клетки-хозяина, а на ее долгую жизнь.

Напрашивается вопрос, как размножившиеся вирусы могут выходить из клетки, не нанося ей вреда, не разрушая клеточной мембраны? Такой «щадящий» выход вирусов из клетки совершается посредством отпочкования. Вирус подходит к клеточной мембране и давит на нее изнутри, формируя выпячивание. В конечном итоге от мембраны отделяется пузырек, внутри которого находится вирус. Оболочка пузырька может стать вирусным суперкапсидом, а может и не стать.

Аббревиатура ПЦР в наше коронавирусное время знакома всем, и все знают, что это исследование проводят для того, чтобы определить наличие у человека коронавирусной инфекции. Но мало кто, за исключением врачей и биологов, может расшифровать аббревиатуру ПЦР и объяснить, в чем заключается суть этого исследования.

ПЦР – это полимеразная цепная реакция. Суть ее заключается не в определении ДНК или РНК инфекционного агента в биологическом материале, а в значительном увеличении концентрации определенных фрагментов нуклеиновых кислот в биологическом материале. Суть в том, что с помощью этой реакции ничтожно малые количества нужных фрагментов ДНК или РНК увеличиваются до количеств, позволяющих определять их принадлежность и вообще изучать их.

Реакция называется «полимеразной», поскольку проходит с участием «копирующих» ферментов ДНК-полимеразы или РНК-полимеразы, которые создают новые нуклеотидные цепочки, используя существующие цепочки в качестве матриц. А вот слово «цепная» к нуклеотидным цепочкам отношения не имеет. Цепной реакцией называется химическая реакция, в ходе которой исходные вещества вступают в цепь превращений с участием промежуточных активных частиц. Полимеразная цепная реакция – это сложная, многоступенчатая реакция копирования фрагментов нуклеиновых кислот, в которой участвует фермент из группы полимераз, задачей которого является синтез полимеров [82]   Полимерами называются вещества, состоящие из повторяющихся звеньев, соединенных в огромные длинные молекулы. Молекулы ДНК и РНК – типичные полимеры. нуклеиновых кислот.

Обратите внимание на то, что ПЦР отличается от знакомой вам амплификации тем, что с ее помощью создаются относительно короткие фрагменты ДНК: принцип тот же, но результат разный. Условно ПЦР можно назвать мини-амплификацией. Проводят эту реакцию в амплификаторах по знакомой вам схеме. Для получения количеств, достаточных для исследования, выполняется от 20 до 35 циклов.

На сегодняшний день ПЦР является одним из самых точных и чувствительных методов диагностики инфекционных заболеваний. Точных, потому что для идентификации возбудителя используется его индивидуальная, единственная и неповторимая нуклеиновая кислота, которую невозможно спутать с какой-либо другой. Высокая чувствительность обусловлена тем, что для «тиражирования» достаточно нескольких молекул нуклеиновой кислоты во взятом биологическом материале. Буквально парочки молекул будет достаточно.

До внедрения ПЦР в диагностическую практику в лабораториях использовались методы бактериологического посева и культивирования вирусов. Суть первого метода состоит в высевании бактерий, содержащихся во взятом биологическом материале, на питательные среды с последующей их идентификацией после образования колоний. Процесс образования колоний занимал от трех до десяти дней, и все это время врачам приходилось бороться с инфекцией «наугад». С вирусами дело обстояло еще сложнее, поскольку вирус, как вы понимаете, на питательной среде размножаться не может, для этого ему нужна живая клетка. Вирусы можно культивировать в организме восприимчивых к ним лабораторных животных, в куриных эмбрионах или же на культуре клеток, полученных из различных органов и тканей человека или животных и размноженных в лабораторных условиях. Все это тоже занимало много времени, счет которому шел на дни. Заразили взятым у пациента материалом и ждем, пока у лабораторного животного или в клеточной культуре проявится заболевание, вызванное вирусом. ПЦР же можно сделать за два часа! А в медицине время не деньги, в медицине время – это здоровье, а часто и жизнь.

Помимо диагностики инфекционных заболеваний, ПЦР используется и для других целей, начиная с генетической дактилоскопии и заканчивая получением нужных мутаций в генной инженерии. Всюду, где нужно быстро изготовить большое количество копий фрагментов нуклеиновых кислот, на помощь приходит ПЦР.

Одной из самых распространенных страшилок нашего времени является внедрение вирусных генов в геном человека.

Заразился вирусной инфекцией или же прошел вакцинацию – и получил совершенно нежелательный «подарочек», который будет передан потомству. Рано или поздно вирусы уничтожат человечество! Вы только подумайте, какой ужас [83]   Все, сказанное в этом абзаце, является изложением «страшилки», а не собственным мнением автора. Не спешите ужасаться, а спокойно читайте дальше. !

Знаете, какие страшилки самые живучие?

Те, которые одной ногой опираются на научный факт, но при этом делают из него совершенно ненаучные выводы. Но несведущие люди не способны оценить страшилку в целом, не способны подвергнуть ее критическому анализу. Они узнают из сетевых источников о том, что вирусы действительно способны встраивать свои гены в человеческий геном, и на основании этого верят всему остальному.

Давайте разберемся, что к чему, зачем и почему.

Да, вирусы могут встраиваться в геном клетки-хозяина в прямом смысле этого слова – могут добавлять фрагменты своих нуклеиновых кислот в хозяйскую ДНК.

Но такой способностью обладают только РНК-вирусы, обладающие способностью обратной транскрипции ДНК (мы совсем недавно об этом процессе говорили). В процессе синтеза вирусной ДНК на матрице геномной вирусной РНК, происходящем в клеточном ядре, отдельные фрагменты вирусного генома могут быть «подхвачены» находящимися рядом молекулами клеточной ДНК. Предположим, в клеточной ДНК образовался разрыв, а ферменты, ликвидирующие повреждение, случайно вставили в молекулу фрагмент синтезируемой вирусной ДНК.

Обратите внимание на то, что ДНК-содержащие вирусы не могут встраивать свои гены в клеточный геном, поскольку их пребывание в клетке не сопровождается синтезом собственной ДНК. ДНК-содержащие вирусы могут только встроить в свою молекулу фрагмент ДНК клетки-хозяина при ликвидации повреждения молекулы. Проще говоря, они могут только украсть, но не подбросить.