Тимо Зибер - Дикие гены

Третий из этой группы ученых – голландский микробиолог Мартин Виллем Бейеринк – придерживался на этот счет совершенно иной точки зрения. Он считал, что дело не в бактериях. В 1898 году возбудитель был охарактеризован им как Contagium vivum fluidum , то есть живая инфекционная жидкость. Подобно жидкости, он способен был проходить через все возможные фильтры и размножался только в живых клетках, а не в стерильной питательной среде. Бейеринк назвал его старым латинским словом, которым обозначались возбудители болезней до открытия бактерий, – вирус.

Хотя в последующие годы было выявлено немало заболеваний, возбудителей которых обнаружить не удалось, учение о миазмах приказало долго жить. О том, что же именно стоит за этим явлением, было немало споров, поскольку многие отказывались верить в таинственную живую жидкость, выдуманную голландцем. Прошло почти 40 лет, прежде чем невидимое удалось сделать видимым. В 1939 году на снимках, выполненных с помощью только что изобретенного электронного микроскопа, удалось разглядеть крошечные продолговатые белковые структуры – вирус мозаичной болезни табака.

Компьютерные вирусы появились сначала не в реальной жизни, а в фантастическом романе американского писателя Дэвида Герролда «Когда Харли исполнился год», вышедшем в 1972 году. В нем автор описывает программу под названием «Вирус», которая вызывает «болезнь» компьютера. Прыжок со страниц книги в жизнь вирусы совершили лишь спустя десять лет. Девятиклассник из Пенсильвании Рич Скентра разработал первый компьютерный вирус, чтобы произвести впечатление на друзей. Он носил название Elk Cloner и был достаточно безобиден: после каждого пятидесятого обращения к дискете на мониторе появлялось шуточное стихотворение.

Возбудитель мозаичной болезни стал первым вирусом, который удалось увидеть в электронный микроскоп. За ним последовало бесчисленное множество других. Сегодня нам известно много различных вирусов, которые встречаются практически везде.

По-видимому, на нашей планете нет ни одного живого организма, который не являлся бы целью вирусов. От бактерий и табачного листа до слона – никто не способен уберечься от них. Вирусы считаются самыми успешными и распространенными биологическими объектами. С ними никто не может сравниться. Пожалуй, их можно назвать тайными повелителями нашей планеты.

Возможно, вас немного удивило словосочетание «биологические объекты». Не проще ли было назвать вирусы живыми организмами? В том-то и дело, что, с точки зрения биологов, для этого вирусам недостает одного очень важного аспекта: у них нет собственного обмена веществ и рибосом (которые необходимы, чтобы производить белки на основе РНК). Это значит, что они не получают питания из окружающей среды и не могут самостоятельно размножаться. Однако вирусы являются признанными мастерами манипуляций! Для размножения они используют клетки организма-хозяина. Проникнув внутрь, они осуществляют их перепрограммирование, чтобы клетки начали производить новые вирусы. Поэтому вирусы мозаичной болезни табака могли неделями и месяцами плавать в питательных бульонах Майера, Ивановского и Бейеринка, никак себя не проявляя. Бактерии в подобных условиях вели бы себя подобно акулам в бассейне с куриными окорочками.

Если вы зачерпнете стакан воды из моря, в нем окажется примерно три миллиарда вирусов (то есть около десяти миллионов на миллилитр), и каждый из них пытается найти себе подходящую жертву: бактерию, водоросль, рыбу, морской огурец и все прочее, что только водится в морях.

Итак, вирусы, в соответствии с определением не могут считаться живыми организмами. Они не живые… но и не мертвые. И это предоставляет нам ряд интересных возможностей для создания необычных речевых оборотов: «Дружище! Что это у тебя нос так распух и покраснел?» «На меня напали невидимые живые мертвецы».

Оригинально, но не исключено, что после такого ответа вас нарядят в смирительную рубашку и отправят в психушку, где вы сможете устроить дискуссию по поводу научного определения вирусов.

Если вы пришли к заключению, что жизнь в клетке бьет ключом, то мы должны сообщить: это только цветочки. Все, что было рассказано ранее, напоминает покой осеннего сада, нарушаемый только шелестом падающей листвы. А вот за свежепокрашенным забором клеточной мембраны вас ожидают настоящие джунгли, где водятся по-настоящему дикие гены. Там начинается мир вирусов.

Начнем с самого простого: все живые организмы (бактерии, археи, тетя Хедвиг и табак) имеют геномы, состоящие из двух нитей ДНК, закрученных в спираль Уотсона и Крика. А что же вирусы? Они хранят свою наследственную информацию во всем, что им только под руку подвернется. Конечно, среди них найдется несколько экземпляров, которые ведут себя подобно нам и тоже имеют две нити ДНК. Но есть и такие, которые говорят: «Да бросьте вы, одной нити будет вполне достаточно!» Это наводит на мысль о пресловутом одноногом конькобежце, но такая система действует! А кто-то вообще обходится без ДНК и предпочитает скоростной вариант с использованием матричной РНК в качестве носителя наследственной информации. В этом случае при заражении клетки сразу же считывается РНК вируса и начинают производиться его белки. Быстрее не придумаешь. Среди вирусов встречаются и вольнодумцы, которые делают все наоборот и используют в качестве носителя наследственной информации РНК, представляющую собой зеркальное отражение мРНК. На первый взгляд не самое умное решение, но эти вирусы одновременно приносят с собой специальные белки, с помощью которых «негатив» РНК моментально превращается в мРНК. И, разумеется, существуют вирусы, геном которых представляет собой обычную двойную спираль РНК.

И это еще не вся палитра. Встречаются вирусы, чье решение заключается в отсутствии решений. Они переносят свою наследственную информацию из РНК в ДНК и тут же обратно. С собой они носят то РНК, то ДНК. Создается полнейший хаос. Кто все это придумал? Пока гены в клетках смирно сидят за забором со своими двойными спиралями ДНК, снаружи буйствуют сумасшедшие вирусы и делают все, что им в голову взбредет!

Но, прежде чем морщить нос и укоризненно качать головой, стоит вспомнить, что несколько таких же взбунтовавшихся генов мы можем отыскать и в собственном геноме. В первую очередь следует упомянуть ретротранспозоны. С помощью реверсивной транскриптазы они переводят считанную со своих генов РНК в ДНК и встраивают эту новую копию в какое-то другое место генома. Совершая такие прыжки внутри клетки, они, видимо, краем глаза все-таки поглядывают с тоской за клеточную мембрану и мечтают о необъятном мире за забором.