Владислав Солоухин - Размышления и споры о вирусах

Мы только самым общим взглядом окинули клетку, выяснив, как она устроена, где берет энергию, каким образом строит молекулы и, наконец, делится. В каждом из этих вопросов легко можно утонуть, ибо далеко не все еще известно, а из известного мы сообщили самые необходимые сведения. Мы не можем больше задерживаться на этом, ведь наша книга посвящена не цитологии или генетике: главная наша задача — впереди! Мы описали здоровую, нормальную клетку в покое, работе, во время размножения. Но это все естественные физиологические ее состояния. К сожалению, у нее множество врагов, и один из самых коварных — герой нашего повествования — представитель царства Vira — маленький, но жестокий и беспощадный вирус. Как же он вредит клетке?

Теперь мы можем рассказать и об этом, правда, предпослав еще одно отступление — объяснение термина репродукция , которым обозначают процесс увеличения численности вирионов.

В 1963 году в Таврическом дворце в Ленинграде проходила сессия Академии медицинских наук. В ее повестке стоял один-единственный вопрос: современное состояние вирусологии. В докладах были проанализированы наиболее важные разделы общей и частной вирусологии. Громко и значительно прозвучали новые тогда молекулярно-биологические термины, и среди них наиболее часто: "вирусная репродукция". Именно этот термин вызвал сильное раздражение одного из крупнейших эпидемиологов страны, маститого академика, внесшего неоценимый вклад в теорию и практику борьбы со многими инфекционными болезнями. "Почему репродукция? — грозно вопрошал он. — Почему нужно обозначать этим словом процесс, который все привыкли называть размножением? Не есть ли это дань новомодным устремлениям с целью сокрыть истинный смысл?"

Такую реакцию можно понять. Внешне — с точки зрения биолога и врача (в частности, и эпидемиолога), между размножением вирусов, бактерий, простейших, рыб и любых других организмов — нет никакой принципиальной разницы. Особь родит подобное себе дитя! Точность, с которой это подобие поддерживается в мире вирусов, нисколько не меньшая, чем во всех иных группах живых особей. Ведь заражение ребенка вирусом кори никогда не приводит к "ошибочным" результатам, ни один ребенок никогда при таком заражении не заболел не корью (а гриппом или свинкой, например!). Так не бывает! Особь порождает себе подобное дитя. Повторяем: внешне в мире вирусов происходит так же, как и в других царствах живой природы. Почему же этот процесс нужно обозначать другим термином?

Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо отметить общие механизмы, которые лежат в основе любого вида размножения — и вирусного, и невирусного. Это матричный синтез. Именно он определяет биосинтез белков и нуклеиновых кислот. Его отличительная черта в том, что сама матрица, содержащая интегративную информацию в виде химической структурной записи, не входит в состав конечного продукта, возникшего под ее руководящим воздействием. По образному выражению В. А. Энгельгардта, матрица подобна "знаменитому мавру", который "сделал свое дело и может уйти".

Матричный синтез — основа биологической интеграции. Из полнейшего термодинамического хаоса (включающего, в частности, смесь нуклеотидов и аминокислот) он обеспечивает получение заданного и строжайше соблюдаемого порядка — химической структуры молекулы соответствующего полимера.

Все это так. Но если говорить о размножении любых клеточных организмов, то нельзя не отметить следующей важной особенности: матричный синтез всегда сочетается там с материальной преемственностью материнских и дочерних элементов. Мы только что это подробно разобрали. Обратим здесь лишь внимание на самое важное: материнская клетка перед делением удваивает генетические запасы, а затем разделяет их поровну между дочерними клетками. Материальная преемственность, таким образом, налицо.

В той или другой форме эта преемственность наблюдается при всех видах размножения и одно- и многоклеточных организмов. Это же касается и полового размножения: в дочерний организм попадают материальные частицы родительских половых клеток. Таким образом, матричный синтез, хотя и лежит в основе воспроизводства всех биополимеров, в том числе и самой ДНК, но не является единственным условием размножения клеточных организмов, поскольку сочетается с материальной преемственностью материнского и дочернего тела. Это и есть размножение.

Ну а вирусы? Снова повторим: внешне — все то же самое, но если вглядеться внимательней (что и сделала молекулярная биология вирусов за последние три десятка лет!), оказывается: матричный синтез в этом случае есть, а материальная преемственность между "родителями" и "детьми" полностью отсутствует. И это вирусная репродукция . Самое главное в ней то, что вирусная нуклеиновая кислота не только несет в себе запас наследственной информации, но и является непосредственным инструментом ее выражения, выступая в роли инициатора процесса раскрытия генетического рода. Вот почему на сессии, с описания которой мы начали этот раздел, на реплику академика-эпидемиолога: "Почему репродукция, а не размножение", другой академик — молекулярный биолог ответил: "Именно репродукция, и никак иначе!"

Итак, вирус — не обычный микроб, который просто размножается. Вирус — это особый биологический индивид, этакий монстр, который вроде бы и размножается, но в то же время делает это все совсем не так, как все другие живые существа. В итоге новые поколения вирусов — по существу не дети поразивших клетки материнских, родительских особей, а безусловные их братья и сестры.

Столь своеобразная форма создания себе подобных, естественно, связана с молекулярной организацией вирусной частицы. По современным представлениям, вирусы не столь очевидно голы и безоружны, как это казалось после работ У. Стенли с кристаллами нуклеопротеида ВТМ (вируса табачной мозаики) середины 30-х годов. В составе разных вирусов найдено некоторое количество ферментов. И тем не менее вирус без клетки размножаться не может: и ферментов недостаточно, и, главное, нет рибосом, то есть "фабрик" для синтеза своего собственного белка. Отсутствие рибосом характерно, правда, еще и для риккетсий и хламидий — ближайших "соседей" вирусов по иерархической лестнице микромира. Именно поэтому все они (и вирусы, и риккетсии, и хламидии) не растут на искусственных питательных средах, как бактерии, плесени или грибки и используют для своего размножения живые полноценные клетки.

Вот почему так трудно выделить от больного человека, животного или растения живой вирус, вот почему содержать вирусологическую лабораторию намного дороже, чем бактериологическую. Ведь и куриные эмбрионы, и клеточные культуры, и лабораторные животные намного дороже искусственных питательных сред, в которых накапливаются бактерии. И не только накладнее, но и хлопотнее, хотя бы потому, что животных надо кормить регулярно, даже в выходные дни, а автоматов для этого пока не придумали. Да и помещений вирусологической лаборатории нужно значительно больше, и требования к их обустройству более жесткие.