Я познаю мир. Вирусы и болезни - Чирков С. Н. (библиотека электронных книг TXT) 📗
В общем, вирионы всех ретровирусов и онковирусов в частности устроены по одному плану и выглядят примерно так же, как и вирус иммунодефицита человека. Их генетический материал состоит из двух идентичных молекул РНК. После того как вирус проникает в клетку, ревертаза (в каждом вирионе упаковано с полсотни молекул этого фермента) приступает к копированию вирусной РНК. Конечно, все вирусы умеют копировать свою нуклеиновую кислоту, но ревертаза – фермент особенный и работа, которую она выполняет, уникальна. Ревертаза изготавливает копии вирусных генов в виде двунитевой ДНК, то есть в том виде, в котором находится генетический материал в хромосоме. Скопированные таким образом, вирусные гены получают возможность объединиться с клеточными генами. Четыре точечных разрыва, четыре быстрых сшивки – и вот уже хозяйская ДНК стала чуть–чуть длиннее из–за вставки вирусных генов. В результате этого события, получившего название интеграции, вирусные гены пристраиваются среди клеточных.
Интеграция влечет за собой далеко идущие последствия.
Вирусные гены могут встроиться в любое место любой хромосомы, и нетрудно представить, что такое встраивание способно нарушить слаженную работу клеточных генов. И действительно, внедрение генетического материала вируса вызывает мутации, в результате которых пострадавшие клеточные гены умолкают или начинают производить что–нибудь несуразное и явно не то, что надо клетке. Другие гены, которым в этом месте и в это время положено молчать, вдруг, под влиянием вируса, заявляют о себе в полный голос. Самые драматичные последствия возникают, если в результате внедрения вируса подаст свой голос так называемый онкоген.
Онкогены есть в каждой клетке каждого из нас от рождения. Они обнаружены также у птиц, коров, мышей, крыс, лососевых рыб, лягушек и даже у плодовой мушки дрозофилы. В незараженной клетке онкогены исправно несут службу, подчиняясь клетке и направляя синтез белков, которые выполняют полезную для клетки работу. Роль многих из них заключается в том, чтобы активизировать различные внутриклеточные процессы, придавая им необходимую энергию и динамизм. Но все меняется, когда приходят они! Они – это онковирусы, которые пристраивают свои гены по соседству и берут клеточный онкоген под свой контроль. Разместившись рядом с онкогеном, вйрус вынуждает клетку производить такое огромное количество этого белка, что у той от избытка активности попросту отказывают тормоза, и "летка из нормальной превращается в злокачественную. Генам не все равно, с кем рядом они расположены, и внедрение чужеродного материала дезорганизует их работу и дестабилизирует обстановку внутри клетки.
Онкогены рассеяны среди других клеточных генов, и встраивание онковируса рядом с ними – событие, к счастью, очень редкое. Но многие онковирусы сами содержат онкоген, когда–то похищенный ими из клетки. Эти вирусы, внедрившись среди музыкантов слаженно звучащего оркестра, не просто мешают играть соседям, отчего те начинают отвлекаться и фальшивить, а пытаются исполнить собственную партию, которой в партитуре нет. Они могут встроить свои гены куда угодно, и в результате усиленной работы вирусного онкогена клетка опять–таки превращается в злокачественную.
Одна из самых интригующих особенностей ретровирусов заключается в том, что гены многих из них находятся в наших хромосомах от рождения. Такие ретровирусы получили название "эндогенных" – то есть рожденных изнутри. Генетический материал эндогенных ретровирусов является составной частью генома всех клеток организма у каждого человека. Это неполноценные ретровирусы, потому что без посторонней помощи они не могут образовывать вирусную частицу и, стало быть, заражать соседнюю клетку или другой организм. Словно в компенсацию за свою дефектность, эти вирусы устроились лучше всех. Чтобы успешно размножаться, им вообще не надо покидать ни клетку, в которой они обосновались, ни проникать из одного организма в другой. Десятки миллионов лет они прекрасным образом распространяются между людьми с половыми клетками. И вот вопрос: то ли полноценные ретровирусы являются потомками этих эндогенных ретровирусов, которые стали способны образовывать вирусную частицу и заражать окружающие клетки, то ли, что более вероятно, эндогенные ретровирусы – потомки тех "настоящих" полноценных вирусов, которые когда–то интегрировались в клеточный геном, да так там и остались, став полезной частью хромосомы хозяина и навсегда утратив способность быть вирусами.
Ретровирусы бесспорно вызывают опухоли у различных видов животных. А вызывают ли они рак у человека? По крайней мере одно такое заболевание известно точно – это так называемый Т–клеточный лейкоз взрослых.
Т–клеточный лейкоз взрослых
Вирус Т–клеточного лейкоза взрослых эндемичен, то есть распространен среди людей только в отдельных регионах мира. Больше всего его в Японии и на островах Карибского бассейна. Высокий уровень заражения обнаружен у аборигенов Папуа – Новой Гвинеи, Австралии и Соломоновых островов. Еще один очаг этого вируса сформировался вокруг Каспийского моря. В России вирус удивительнейшим образом встречается только среди нивхов в поселке Ноглики, расположенном в центральной части острова Сахалин. От человека к человеку вирус передается при грудном вскармливании, при половых контактах и при переливании зараженной крови (или при пользовании общим шприцем наркоманами).
В эндемичных районах вирусом заражены многие, но, как правило, инфицированные лица пожизненно становятся бессимптомными вирусоносителями. Лишь у 2–3 % носителей после длительного, длящегося десятилетия латентного периода вирус нарушает "обет молчания". В этом случае развивается злокачественное заболевание, при котором резко возрастает число незрелых лимфоцитов, увеличивается печень и селезенка, происходит разрушение костной ткани, часто развивается кожная сыпь.
Мишенью для вируса Т–клеточного лейкоза являются Т–лимфоциты. После заражения вирус встраивает свой генетический материал в хромосому хозяина. Хотя у вируса нет собственного онкогена, вирусные белки активизируют работу большого количества клеточных генов, включая клеточные онкогены. Таким образом, зараженные клетки, в которых внезапно активизировался вирус, становятся злокачественными и начинают безудержно размножаться. Кроме того, в них усиливается работа генов, направляющих синтез интерлейкинов – небольших белков, с помощью которых клетки иммунной системы общаются между собой. Резкое повышение количества интерлейкинов, спровоцированное вирусом Т–клеточного лейкоза, создает информационный шум, который дезорганизует работу иммунной системы. В частности, уменьшается количество Т–киллеров. Иммунная система лишается важнейшего средства поражения опухолевых клеток и уже не в состоянии справиться с их экспансией. Поэтому прогноз про этом заболевании плохой: продолжительность жизни обычно не превышает полугода после установления диагноза.
Вирус Т–клеточного лейкоза взрослых является одним из самых древних спутников человека. Считается, что он возник примерно 20 тысяч лет назад. Его обнаружили у индейцев Южной Америки и у африканских пигмеев, то есть у представителей племен, долгое время изолированных от внешнего мира. Изучение генетического разнообразия этого вируса позволяет проследить пути миграции древнего человека. В частности, сравнение азиатских и американских изолятов вируса Т–клеточного лейкоза послужило еще одним доказательством гипотезы о том, что предками американских индейцев были монголоиды азиатского происхождения. Вероятно, 10–40 тысяч лет тому назад они проникли в Америку по перешейку, соединявшему тогда Азию и Северную
