Евгений Качаровский - Иммунитет умнее мозга. Главная система нашего организма

По-научному отростки суперкапсида называются пепломерами . Это название не имеет ничего общего с пеплом. Оно образовано от греческого слова « пеплос », означающего «покров».

На пепломерах коронавирусов находятся молекулы белка, способные связываться с одним видом рецепторов клеточной мембраны, а именно – с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента-2. Эти рецепторы представляют собой белковые молекулы, пронизывающие мембрану и служащие транспортными каналами.

Рецепторы принимают вирусный белок за свой, и связываются с ним, обеспечивая тем самым фиксацию вируса на наружной поверхности клеточной мембраны. Затем вирус продавливает рецептор внутрь клетки, а следом за рецептором в клетку проникает вирусная нуклеиновая кислота.

Напрашивается вопрос – зачем оболочечному вирусу нужен столь сложный механизм проникновения внутрь клетки? Есть ли эволюционный смысл у такого проникновения? Или Ее Величество Эволюция в данном случае изменило своему принципу «не усложнять понапрасну»?

Смысл есть. Коронавирусы внедряются в клетки очень быстро. Раз – и вирус уже внутри. Прикрепляться к какому-то рецептору обязательно нужно, ведь без фиксации на мембране никакого внедрения не будет. А сразу же после фиксации, буквально – в тот же миг, в клетке оказывается вирусная РНК (коронавирусы относятся к РНК-содержащим вирусам), причем – уже свободная от оболочек, полностью готовая к действиям. Благодаря наличию подобного механизма проникновения, коронавирусы могут позволить себе такую «роскошь», как прочный капсид. Комбинация прочного капсида с суперкапсидом позволяет коронавирусам сохраняться вне хозяйских организмов в течение нескольких часов, что увеличивает число зараженных.

«Альтернативные» методы проникновения оболочечных вирусов, в которых не происходит слияния суперкапсида с клеточной мембраной или же с мембраной лизосом, существуют постольку, поскольку они являются более эффективными, нежели два основных варианта. Иначе бы естественный отбор не подхватил и не закрепил бы их.

Некоторые оболочечные вирусы способны проникать в клетку двумя способами. Так, например, представители семейства пикорнавирусов, к которому относится вирус полиомиелита, проникают внутрь клетки как путем насильственного эндоцитоза, так и посредством продавливания своей РНК через клеточную мембрану. Трудно сказать, какой из способов возник раньше. Возможно, что изначально пикорнавирусы не имели суперкапсида и могли попадать в клетки только посредством продавливания своей РНК через мембрану, а затем в результате какой-то мутации получили суперкапсид, а в придачу к нему и эндоцитозное проникновение в клетку. Но могло быть и наоборот – мутация дала возможность вводить РНК в клетку без каких-либо «заморочек».

К слову будь сказано, что из всех РНК-содержащих вирусов, коронавирусы имеют самое большое генетическое досье, представленное однонитевой положительной молекулой РНК. Досье включает в себя сведения о 10коронавирусных белках.

А вот у бактериофагов, которые пожирают, то есть – поражают бактерии, для введения нуклеиновой кислоты в клетку имеется нечто вроде «шприца». Вирион бактериофага состоит из головки и хвоста, длина которого обычно в 2–4 раза превышает диаметр головки. На конце хвоста находятся ножки, предназначенные для поиска жертвы и прикрепления к ней. Внешне бактериофаги выглядят как паучки с длинной вертикальной шеей и крупной головой.

Бактериофаг приближается к бактериальной клетке

Прикрепляется к ее поверхности

Впрыскивает ДНК в бактериальную клетку

Нащупав ножками бактерию, бактериофаг вонзает ножки в ее оболочку и прижимает к оболочке свой хвост. Затем наружная часть хвоста сокращается, проталкивая вперед поршень с иглой, протыкающей мембрану бактерии. Через поршень в бактерию вводится вирусная нуклеиновая кислота, хранившаяся в головке.

Игла у бактериофагов двойного действия – механического и химического. Надо сказать, что «голая» механика в биологии большая редкость. Практически все биологические процессы основаны на биохимических реакциях. Но бактериофаги представляют собой исключение из этого правила. Они начинают с механического прободения оболочки бактерии, используя для этого особый белок с очень плотной структурой, а завершают процесс химическим путем, при помощи фермента под названием лизоцим, который растворяет то, что не проткнула белковая игла.

Скажите, пожалуйста, а у вас до сих пор не возникло вопроса – откуда вирион, находящийся вне клетки, берет энергию? Собственного обмена веществ и энергии у вируса нет, и вне клетки он представляет собой скопище белковых молекул вокруг молекулы нуклеиновой кислоты. До клетки-хозяина вирус продвигается пассивно – с током крови, с проглатываемой слюной, с вдыхаемым воздухом. Но перфорация клеточной мембраны требует энергии, разве не так? Откуда она берется и как вообще вирус ее использует?

Запасами энергии и средствами ее генерации вирусы не обладают, это точно. Все необходимые им активные движения обеспечиваются изменениями конфигураций белковых молекул.

Вспомните из курса химии, что белковые молекулы имеют 4 уровня пространственной организации. Нитевидные белковые молекулы сворачиваются в спирали, имеющие вид растянутой пружины, спирали сворачиваются в клубочки, а клубочки могут объединяться друг с другом в комплексы. Все это происходит благодаря возникновению химических связей между атомами (группами атомов) и неравномерному распределению электрического заряда в молекулах.

При определенных условиях конфигурация белковых молекул может изменяться. Если сказать предельно просто, то отдельные белковые молекулы капсидов изначально «запрограммированы» на определенное изменения конфигурации, которые возникают при контакте капсида с мембраной клетки-мишени. Можно сравнить капсид вируса с заводной игрушкой, которая «заводится» в момент изготовления. Дальше в эту тему лучше не углубляться, потому что в ней можно накрепко увязнуть.

Каких-то специфических механизмов, направленных на предотвращение проникновения вирусов через мембраны, у клеток нет. У них есть только общая защита – двухслойная мембрана, обладающая избирательной проницаемостью. Мембрана не должна пропускать в клетку ничего ненужного и вредного, но против вирусов мембрана устоять не может.