ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Открытие вирусов из "Химия и биология вирусов" Всякий раз, когда какая-нибудь наука достигает в изучении того или иного явления нового этапа, представители этой науки стремятся тут же установить в ней какую-либо догму, замедляя тем самым дальнейшее развитие этой науки. Так, например, когда было постулировано, что заразные болезни вызываются, как правило, микроорганизмами, всякую неудавшуюся попытку найти и вырастить организм, вызывающий данную болезнь, стали объяснять непригодностью применявшегося метода. В подобных случаях необходимо, чтобы среди специалистов или философов нашлись своего рода раскольники, способные подвергнуть сомнению сложившуюся догму. Именно такую роль и сыграл Бейеринк из города Лейдена. Хотя ему и не удалось убедить Ивановского, жившего в Петербурге, в том, что, продемонстрировав возможность передачи мозаичной болезни табака с помощью бесклеточных экстрактов, оба они обнаружили новое явление, Бейеринк все же выдвинул в 1898 году новую концепцию, появление которой помогло постепенно понять природу того, что в настоящее время мы называем вирусами Этаны развития вирусологии в течение последующих семи десятилетий показаны в табл. 1. [c.12] Первые определения этих новых агентов — вирусов носили исключительно негативный характер вирусы не задерживаются бактериальными фильтрами, они не видны в микроскоп, не поддаются культивированию in vitro ни на одной из питательных сред. Два первых свойства обусловлены тем, что вирусы по своим размерам обычно меньше бактерий. Однако, как теперь стало известно, видимые в микроскоп элементарные тельца, наблюдаемые при заболевании оспой,— не что иное, как вирусы оспы. Более того, в наше время с помощью электронного микроскопа можно увидеть все вирусы. Что же касается фильтруемости, то усовершенствование методов получения мембран с желаемой степенью пористости дало возможность Элфорду в 30-х годах дифференцировать вирусы по их размерам. [c.14] Однако самым надежным критерием для определения вирусов может служить только третий из перечисленных выше отличительных признаков вирусов, а именно то, что вирусы растут и размножаются лишь в живой ткани и живых клетках. Между вирусами и живыми организмами существует еще одно различие, выявленное значительно позднее в то время как вирусы содержат лишь какой-то один тип нуклеиновой кислоты — ДНК или РНК, все живые организмы содержат оба типа нуклеиновых кислот. [c.14] Первоначальное определение вирусов как агентов, неспособных развиваться вне живой клетки, уже содержало в себе указание на то, что вирусы не обладают всеми свойствами живого организма, что у них отсутствует способность к обмену веществ, присущая живым системам (см. выше пунк-т а ). В настоящее время принято следующее определение вирусов вирусы — это частицы, состоящие из одной или нескольких молекул ДНК или РНК, обычно (но не всегда) окруженных белковой оболочкой вирусы способны передавать свои нуклеиновые кислоты от одной клетки-хозяина к другой и использовать ферментный аппарат хозяина для осуществления своей внутриклеточной репликации путем наложения собственной информации на информацию клетки-хозяина иногда вирусы могут обратимо включать свой геном в геном хозяина (интеграция), и тогда они либо ведут тайное существование , либо так или иначе трансформируют свойства клетки-хозяина. [c.15] Паразитическая природа вирусов и то обстоятельство, что цикл развития инфицировавшего клетку вируса неразрывно связан с обычными процессами жизнедеятельности самой клетки, представляют собой главное препятствие для химиотерапии вирусных заболеваний. Вместе с тем относительная простота строения внеклеточных вирусов (покоящаяся фаза) и сложность их внутриклеточной судьбы и способа репликации (вегетативная фаза) сделали вирусы одним из самых удобных объектов для изучения всех явлений, связанных с процессами репликации и передачи информации, мутационного процесса и многих других аспектов молекулярной биологии. [c.15] Тот большой интерес, который проявляют к вирусам в настоящее время биохимики, биофизики, генетики, бактериологи и ученые, занимающиеся общими проблемами биологии, в основном сосредоточен не на проблемах их таксономической классификации, патогенности или на проблемах терапевтических, а на принципах их структуры и функции. Именно поэтому настоящая книга составлена таким образом, чтобы подчеркнуть самые основные черты сходства и различия в структуре и механизме репликации различных типов вирусных частиц независимо от того, являются ли они вирусами растений, бактерий или животных, в том числе человека, а также независимо от того, относятся ли они к патогенным вирусам или нет. Читателю, интересующемуся специальными исследованиями, касающимися какого-то определенного вируса, следует обратиться к предметному указателю, который поможет ему быстро найти все сведения об этом вирусе, рассматриваемые в различных главах этой книги. [c.16] Это описание принципов обнаружения и идентификации вирусов сильно упрощено. Если обнаружение и идентификация хорошо известных вирусов не вызывают затруднений, то характеристика нового вируса, содержащегося в исследуемом образце ткани или биологической жидкости лишь в следовых количествах,— задача трудная, а зачастую и неразрешимая. Объясняется это тем, что большинство вирусов отличается высокой избирательностью, размножаясь только на одном каком-либо типе ткани или на определенном варианте хозяина, часто не вызывая при этом никаких патологических изменений или же вызывая такие изменения, которые трудно обнаружить. Прежде чем удастся обнаружить хозяина, дающего ответную реакцию либо в виде локальных поражений, либо в виде системного поражения, ино-кулят может быть полностью израсходован. [c.18] При проведении большинства биологических исследований необходимо, чтобы в распоряжении исследователей был хотя бы один количественный тест. Поэтому не удивительно, что периоду больших успехов в изучении вирусов растений и животных предшествовал период развития надежных методов количественной оценки инфекционности вирусов [101, ИЗ, 214]. [c.19] Поражения, вызываемые вирусами па листьях растений. [c.20] Локальные поражения лпстьев табака сорта Ксанти, вызванные обычным штаммом ВТМ (ь рупные пятна) и некоторыми другими его штаммами (более мелкие И разнообразные по виду пятна на противоположных половинках листьев). [c.20] В верхней части рисунка виден г-мутант. [c.21] В случае Т-четных бактериофагов было показано, что в наиболее благоприятных условиях отношение числа вирусных частиц к числу инфекционных единиц колеблется между 1 и 2 [300]. Для вирусов животных и растений, однако, указанное отношение составляет от 10 до 10 . Эти данные можно было бы объяснить тем (а часто их так и оценивают), что вирусные частицы в большинстве своем не инфекционны. Однако более вероятная причина кроется, по-видимому, в том, что все типичные вирусные частицы потенциально инфекционны, но большая их часть при этом оказывается неспособной вызывать инфекцию в условиях опыта. Более низкая эффективность заражения, наблюдаемая в опытах с вирусами растений и животных, объясняется, возможно, следующим обстоятельством. Как уже упоминалось выше, в то время как у многих колифагов процесс проникновения в клетку облегчается наличием специального органа, у вирусов животных и растений проникновение в клетку осуществляется только через определенные рецепторные участки или раны клетки. [c.22] В тех случаях, когда для данного вируса животных или растений метод подсчета бляшек или локальных поранчений не применим, концентрацию инфекционного вируса можно определять менее точными методами. Один из этих методов сводится к тому, что с помощью последовательных разведений определяют минимальную концентрацию, вызывающую типичные симптомы заболевания. В других случаях о концентрации вируса судят по времени, необходимому для получения определенной цитонатической ответной реакции. [c.23] ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ И ТЕРМИНОЛОГИЯ. [c.24] В основе строения вирусов лежит обычно один из двух принципов — принцип спиральной или изометрической структуры (см. гл. VIII), в соответствии с чем они имеют либо палочковидную, либо приблизительно сферическую форму. Однако есть и такие вирусы, которые, будучи палочковидными, не являются спиральными в строгом смысле слова или, будучи сферическими, включают в себя спиральные компоненты. У наиболее просто устроенных типичных вирусов вирионы состоят из одной молекулы нук.леиновой кислоты, заключенной в оболочку, построенную из многих идентичных белковых молекул. Более сложные вирусы могут содержать несколько молекул нуклеиновой кислоты, а также белки нескольких типов, многочисленные органеллы и гетерогенные оболочки. [c.24] Еще одно уточнение семантического характера термины молекула и молекулярный вес употребляются здесь лишь применительно к комнонентам, связанным друг с другом ковалентными связями. Вирусная частица, таким образом,— это отнюдь не молекула, а в самых простых случаях агрегат многих белковых молекул с одной молекулой одноцепочечной нуклеиновой кислоты. Капсомер — это агрегат белковых молекул, и характеризуется он не молекулярным весом, а весом частицы. Что же касается определения комплементарных цепей двухцепочечной ДНК, то оно вызывает затруднение. Для этого необычайно специфичного агрегата молекул здесь используется термин двойная молекула или просто молекула. [c.25] Поскольку общие эволюционные связи для вирусов не установлены, не существует и сколько-нибудь рациональной основы для их классификации. Некоторые вирусы, как об этом будет сказано нинче, вполне могли возникнуть в результате регрессивной эволюции паразитических микроорганизмов другие же вирусы, возможно, ведут свое начало от клеточных частиц, развитие которых пошло по особому эволюционному пути. [c.25] Несмотря на вероятное различие в филогенезе, между многими вирусами появилось много общего в их физических, химических и биологических свойствах. Вот эту-то общность свойств и можно использовать при классификации вирусов. Наименее рациональной системо классификации вирусов следует, по-видимому, считать такую систему, в основе которой лежит природа хозяина, поскольку, в то время как многие вирусы способны размножаться в нескольких совершенно различных организмах, некоторые вирусы могли утратить способность к размножению в определенном хозяине в результате одноступенчатой мутации. [c.25] Вернуться к основной статье