Владислав Солоухин - Размышления и споры о вирусах

Вирус вводит свои вирусспецифические инициирующие факторы, которые проводят "дискриминационную политику", создавая условия для избирательной трансляции вирусных иРНК. Трансляция клеточных иРНК полностью или частично прекращается, и тогда клетка более или менее быстро может погибнуть, либо совсем не подавляется, и тогда клетка продолжает жить и функционировать, несмотря на вирусную инфекцию. Но в любом варианте трансляция вирусных белков имеет режим наибольшего благоприятствования, и биосинтез структур чуждого для клетки организма, "тела" ее врага, клеточные рибосомы исправно осуществляют. Вот какова стратегия вирусного паразитизма!

Мы не будем говорить о деталях процесса трансляции вирусных белков. В одних случаях синтезируется один гигантский белок — предшественник, который потом нарезается на отдельные белки зрелого вириона (ведь у любых вирусов индивидуальных белков бывает много: от трех до нескольких десятков); в других — изначально раздельно синтезируются индивидуальные белковые молекулы. Почти во всех случаях белки подвергаются так называемой посттрансляционной модификации: изменяются за счет включения в их состав углеводов, сульфатных групп, молекул жирных кислот и т. д. Это тоже элементы стратегии вирусного генома, но лишь элементы. Главная задача вируса состоит в том, чтобы захватить клеточные рибосомы и заставить работать на себя. С этой задачей вирусный геном успешно справляется, сохраняя свой собственный вид и ставя под угрозу или попросту уничтожая клетки хозяина.

Итак, в итоге транскрипции и трансляции созданы вирусные белки. Теперь остается рассмотреть, как происходит синтез молекул нуклеиновой кислоты, гомологичных геному, чтобы в общих чертах понять финал драмы вирус — клетка. Синтез таких молекул носит название репликации .

Строго говоря, этот термин не является синонимом слов размножение и репродукция. Хотя нередко можно прочитать или услышать: "вирусы реплицируются" (при этом имеется в виду, что они размножаются). Но точнее, по существу, репликацией следует называть именно синтез новых, гомологичных исходной молекул нуклеиновой кислоты .

Из описания жизни клетки-государства мы должны помнить, что в клетке происходит репликация ДНК, в результате чего образуются дочерние двунитевые ДНК — знаменитые двойные спирали Уотсона и Крика. Как происходит этот процесс в клетке — известно достаточно хорошо, но так ли реплицируется вирусный геном?

Если у вируса двуцепочечная ДНК, а таких большинство (это и папова-, и адено-, и герпесвирусы и семейство вирусов оспы), то механизм репликации просто идентичен такому в клетке. С той лишь, однако, существенной оговоркой, что реплицируют ДНК вируса клеточные ферменты. А в остальном все точно так же: полинуклеотидные цепи двойной спирали ДНК расплетаются, и образуются две новые двойные спирали, каждая из них состоит из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи.

Ученым понадобились многие десятилетия, чтобы раскрыть эту тайну жизни, тайну размножения, тайну передачи наследственных свойств. Через наивные, а подчас и мистические представления о природе похожести детей на родителей, через эмпирические наблюдения и строгие, но частные эксперименты, человеческий ум совсем недавно постиг тайну тайн живой природы, секрет двойной спирали ДНК и ее репликации, лежащей в основе всех видов размножения.

Вирус превзошел эту премудрость многие миллионы лет назад, научившись жить в живых клетках. Мастерски подставляя свой ДНК-овый геном под действие комплекса клеточных ДНК-синтезирующих ферментов, он теми же способами, теми же механизмами достигает собственных целей, реплицирует свой геном, продолжает жизнь своего биологического вида. Обманутая им клетка, может, мы уже упоминали об этом, и сразу погибнуть, и долго болеть, погибая постепенно, и вовсе не погибать, "делая вид", что ее не касается то, что в ней самой происходит. Именно так возникают латентные и хронические инфекции, в которых вирус или вирусный геном персистируют . Это тоже, конечно, репродукция с репликацией генома, но качественно иная, как бы растянутая во времени, как при замедленной киносъемке...

Впрочем, все это относится ко всем вирусам вообще, а мы говорим пока о репликации генома ДНК-содержащих вирусов. Их геномы реплицируются так, как ДНК обычных клеток. Есть, конечно, особенности, но они носят частный характер. Так, у некоторых ДНК-содержащих вирусов геном представляет собой кольцевую двунитевую структуру (например, у вирусов группы папова). В этом случае ферменты разрезают одну из нитей ДНК, это приводит к раскручиванию молекулы, снятию так называемых супервитков, и возникает обычная (точнее — типичная) линейная структура ДНК, а далее — все как у Уотсона и Крика, так называемым полуконсервативным способом, суть которого описана выше.

Есть вирусы, правда, их меньшинство, с однонитевым ДНК-овым геном (семейство парвовирусов). Но и эти, казалось бы, "инвалиды", поступают типично, хотя и с ухищрениями. До репликации на матрице единственной цепи ДНК генома этих вирусов с помощью опять-таки клеточных (!) ферментов строится комплементарная ей нить ДНК, и возникает типичная, хотя и временная, двойная спираль. Это сооружение недолговечно, оно служит только для репликации, из него выходят вирусы, содержащие только одну нить ДНК (как и их "родители"). Структуры эти носят название репликативных форм. Весьма примечательно, что хоть на время, но возникают стандартные двуспиральные комплексы, в которых идет репликация. Природа во всем своем разнообразии опирается на оптимальные решения и конструкции. Двойная спираль является одним из таких оптимумов.

Все, что говорилось до сих пор, касалось ДНК-содержащих вирусов. Ну а как реплицируются геномы их РНК-содержащих собратьев? В этом случае — все так и все иначе. В клетке нет и не может быть ферментов, способных реплицировать РНК. Поэтому все ферменты, участвующие в этом процессе, — вирусспецифические. В основном это те же транскриптазы, только модифицированные...

Мы уже не раз говорили, как разнообразно подцарство рибовирусов: сколь различен геном у разных их представителей, как по-разному идет у них транскрипция и трансляция. Нет идентичности, конечно же, и в процессе умножения их генетического материала, то есть репликации. Но мы надеемся, что теперь-то читатель нам поверит: при всем разнообразии деталей — итог один — масса геномной РНК в инфицированной клетке увеличивается, число копий геномной РНК резко возрастает, а сама репликация проходит все в тех же излюбленных природой формах, в репликативных комплексах (только на этот раз РНК→РНК).