Михаил Супотницкий - Эволюционная патология

UTR (untranslated region) — нетранслируемый регион

VDR (vitamin D receptor) — рецептор витамина D

VIF, vif (virion infectivity factor) — фактор инфекционности вириона

Aa (Aedes aegypti) — комар, разносчик возбудителя желтой лихорадки

Ag (Anopheles gambiae) — комар, разносчик возбудителя малярии

ALV (Avian leukemia viruses) — вирус птичьей лейкемии

BCG (Bacillus Calmette — Guerin) — бацилла Кальметта — Гирена

Ce (Caenorhabditis elegans) — свободноживущая нематода (круглый червь)

Dm (Drosophila melanogaster) — чернобрюхая дрозофила) — двукрылое насекомое, вид плодовой мухи (Drosophilidae) из рода дрозофил

EBV (Epstein — Barr virus) — вирус Эпштейна — Барра

Eh (Entamoeba histolytica) — син. амеба дизентерийная; вид амеб семейства

Endamoebidae, паразитирующих в кишечнике человека

Ei (Entamoeba invadens) — паразитическая амеба, специфичная для пойкилотермных животных, в большей степени для змей

EV (Ectromelia virus) — вирус эктромелии мышей

FeLV (Feline leukemia virus) — вирус кошачьей лейкемии

HBV (Hepatitis В virus) — вирус гепатита В

HСV (Hepatitis С virus) — вирус гепатита С

HERVs (Human endogenous retroviruses) — эндогенные ретровирусы человека

HHV (Human herpesvirus) — герпесвирус человека

Hs (Homo sapiens) — человек разумный

НТLV (Human T-cell leukemia virus) — вирус Т-клеточной лейкемии человека in vitro — «в стекле», т. е. в пробирке

in vivo — на живом организме

MLV (Murine leukemia viruses) — вирус мышиной лейкемии

Mm (Mus. musculus) — мышь домовая — вид грызунов рода домовых мышей

MMTV (Mouse mammary tumor virus) — вирус рака молочной железы мышей

Os (Oryza sativa) — рис посевной

per se — сам(а) (само, сами) по себе, в чистом виде

Pf (Plasmodium falciparum) — малярийный плазмодий, возбудитель тропической малярии

Sc (Saccharomyces cerevisiae) — пивоваренные дрожжи

SIV (Simian immunodeficiency virus) — вирус иммунодефицита обезьян

Sp (Schizosaccharomyces pombe) — гаплоидные аскомицетовые дрожжи

sp. (species) — вид

TIR (terminal inverted repeat) — терминальный инвертированный повтор

Tv (Trichomonas vaginalis) — влагалищная трихомонада, возбудитель трихомониаза

VACV (Vaccinia virus) — вирус вакцины

vice versa — наоборот

ВИЧ — вирус иммунодефицита человека (в тех случаях, когда это специально не оговорено, ВИЧ-1)

ВНО — вирус натуральной оспы

ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота

ЖКТ — желудочно-кишечный тракт

кб — килобазы

кДa — килодальтон

КРС — крупный рогатый скот

ЛПС — липополисахарид

мк — микрон

м. п. о. — миллион пар оснований

нм — нанометр

нт. — нуклеотид

пкг/мл — пикограммов в одном миллилитре

п. о. — пара оснований

РАМН — Российская академия медицинских наук

РНК — рибонуклеиновая кислота

СВИ — синдром восстановления иммунитета

СКС — социокультурная система

СПИД — синдром приобретенного иммунодефицита

т. п. о. — тысяча пар оснований

Основным препятствием, мешающим формированию адекватных представлений об опасности ВИЧ/СПИД-пандемии, является недостаточное внимание исследователей к тем эволюционным процессам, в которых главную роль сыграли транспозируемые элементы (ДНК-транспозоны, ретроэлементы) и другие представители так называемой «теневой части генома» (ретротранскрипты, ретропсевдогены, большие дупликации, микросателлиты и пр.).

Проретроэлементы. Интроны и экзоны. Проретровирусы. Ретровирусная эволюция

Ретроэлементы (ретротранспозируемые элементы генома) составляют почти половину генома человека, что не может быть ни случайностью, ни рудиментом генетических структур прошлого.

Проретроэлементы.По мнению многих ученых (см. обзорные работы Стила Э. с соавт., 2002; Гладилина К.Л. и Суворова А.Н., 1995), первой молекулой, способной к репликации, был полимер РНК. Репликация осуществлялась за счет каталитической активности самой РНК (рибозимы) с большим количеством ошибок. В результате древний мир РНК представлял собой «эволюционирующий хаос», в котором выживали наиболее приспособленные репликаторы (Стил Э. с соавт., 2002). Однако этот процесс можно считать одним из первых гиперциклов по Эйгену, когда составляющие его химические реакции ведут себя подобно «дарвиновским видам», т. е. обладают способностью «отбираться» и, соответственно, эволюционировать в сторону увеличения сложности организации.

РНК как носитель генетической информации имеет пределы в сложности организации. К тому же она неустойчива в агрессивной химической среде. С момента появления самореплицирующихся молекул параллельно шел процесс отбора их более стабильных форм из числа молекул ДНК, образовывавшихся случайно посредством примитивной обратной транскрипции. Роль обратных транскриптаз играли сами молекулы РНК. А так как их активность неспецифична, копии ДНК делались и с других молекул РНК. Так формировались устойчивые полимерные агломераты — предтечи будущих хромосом. Обладая выраженной полярностью и значительным электрическим зарядом за счет поляризованных фосфатных групп, крупные молекулы ДНК в слабосолевых растворах формировали вокруг себя упорядоченные двуслойные оболочки из амфипатических органических соединений — деструктивное влияние внешней среды на новые макромолекулярные структуры снижалось. Естественный отбор сохранял только наиболее прочные из них. Для удержания оболочки такой протоклетке требовалось увеличить электрический заряд ДНК, что самым простым способом можно было достичь наращивая ее массу. Преимущества в этом процессе получили молекулы РНК протяженностью до 300 п. о., ДНК-копии которых были способны образовывать устойчивые структуры за счет водородных связей и гидрофобных взаимодействий — они и стали первыми ретротранспозонами. Теперь сложность протоклеточных структур достигла того уровня, начиная с которого склонность к вырождению «перестала быть всеобщей» (см. работу Дж. Фон Неймана, 1960).

Интроны и экзоны.Проретротранспозоны сыграли основную роль в усложнении генома клетки путем формирования его интрон-экзонной организации. Первыми интронами были массивы повторяющихся последовательностей ДНК, выполняющие функцию электростатического удержания поляризованных «хвостов» амфипатических молекул оболочки протоклетки. Экзоны же формировались путем случайных мутаций проретротранспозонов во время всех процессов матричного копирования их РНК (транскрипции, трансляции и обратной транскрипции) из участков РНК, обладающих каталитической активностью. Увеличение количества и протяженности таких структур способствовало увеличению скорости неэнзиматической трансляции простых пептидов, предназначенных в первую очередь для поддержания конформации самих РНК и примитивной регуляции процессов матричного копирования. Первые пептиды были термостабильны и гидрофобны, в слабосолевых растворах приобретали положительный заряд. Благодаря этим свойствам они обладали выраженной способностью связываться с нуклеиновыми кислотами и агрегировали между собой, формируя упорядоченные структуры протоклеток.