Поединок: «вирус-клетка»

Борьба с вирусами стала первоочередной задачей медицинской науки. Но чтобы бороться с врагом, необходимо изучить его, знать его повадки, знать каждый его шаг. Что же нам известно в настоящее время о вирусах? Мы знаем, что вирусы — чрезвычайно мелкие микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между живой и неживой природой. Мы знаем, что они способны размножаться, передавая свои видовые особенности потомству, то есть они обладают наследственностью. Мы знаем, что вирусы не могут существовать вне живого организма, вне клетки.

В основном вирусы состоят из нуклеиновой кислоты, окруженной белком. Белок играет роль панциря, предохраняющего носитель наследственности — нуклеиновую кислоту — от неблагоприятных воздействий.

Мы правомочны рассматривать взаимодействие вируса и клетки как взаимодействие между двумя макромолекулярными системами. Действительно, именно изучение системы «вирус — клетка» на молекулярном уровне оказалось чрезвычайно плодотворным и позволило сделать большой шаг вперед в расшифровке механизмов вирусной инфекции.

Процесс взаимодействия вируса и клетки чрезвычайно сложен и многоступенчат. Этот процесс принято разбивать на пять этапов — пять фаз.
I фаза — адсорбция вируса,
ІІ фаза — проникновение вируса в клетку,
ІІІ фаза – эклипс фаза
IV фаза — созревание вируса
V фаза — освобождение вируса из клетки.

Уже сами названия четырех фаз из пяти говорят о том, что происходит в это время в системе «вирус — клетка». И лишь название одной из них — эклипс-фазы, что в переводе означает фаза затемнения, — не дает нам никакого представления о процессах, происходящих в клетке в этот период. Что же происходит во время этой загадочной фазы? Почему в клетке начал осуществляться синтез нового вируса?

По-видимому, именно в эти мгновения в клетке произошла какая-то перестройка, клетка, перестала существовать как самостоятельная единица, стала выполнять функции «фабрики», производящей вирусы.

Но вот на клетку нападает вирус. После адсорбции и проникновения в клетку вирус «исчезает» его нуклеиновая кислота освобождается от белковой оболочки, тогда в клетке сталкиваются два материальных носителя наследственности, две информации, вирусный геном против генома клеточного.

К чему может привести это столкновение? Теоретически возможны три варианта. Первый: победу одержит клеточная информация, а чужеродная, вирусная информация будет уничтожена. Клетка останется живой, вирус погибнет.

Второй вариант: победу одержит вирусная информация. Команды, записанные в вирусной нуклеиновой кислоте, будут выполняться в первую очередь, клетка превратится в покорного слугу, который под руководством вирусной нуклеиновой кислоты будет создавать компоненты вирусов, из которых потом соберется целый вирус. Окончательным итогом этого варианта будет гибель клетки и торжество вируса.

Рассмотренные два варианта, суть крайние варианты; может быть огромное количество промежуточных третьих вариантов. Средний из них — одновременное присутствие и утилизация двух информаций: сосуществование вирусного и клеточного геномов.

Рассмотреть в одной статье все детали поединка «вирус — клетка» практически невозможно. Поэтому мы ограничимся лишь рассказом о том, что нам известно в настоящее время о протекании эклипс-фазы, считая ее тем поворотным моментом, который, по сути дела, предопределяет победителя в поединке. Заметим сразу, что мы сознательно будем рассматривать взаимодействие клетки и цитопатогенных (то есть вызывающих гибель клетки) вирусов, содержащих РНК. Иными словами, победитель известен заранее: это вирус. Но как эта победа будет достигнута? Если мы сумеем ответить на этот вопрос, появится, наконец, надежда изменить соотношение сил в этом поединке.

До нападения вируса клетка жила своей жизнью. Она представляла собой строительную армию, занятую мирным трудом. Приказы, исходящие из штаба — ДНК, доставлялись связными — информационной РНК, где местам, где осуществлялось большое строительство — синтез белка.

Проникший в клетку вирус не мог позволить ей продолжать эту «жизнь для себя». Дело в том, что он не в состоянии воспроизводиться без посторонней помощи, так как не имеет собственных необходимых ферментных систем. Чтобы размножиться, вирус должен заставить клетку работать на себя, для этого ему необходимо подчинить клетку своей (вирусной) информации, заставить клеточную строительную армию выполнять приказы, издаваемые в вирусном штабе — в вирусной нуклеиновой кислоте. Каким же путем вирус может подчинить себе клетку?

Во-первых, можно разгромить «штаб» клетки, разрушить клеточный геном, уничтожить источник клеточной информации. Однако серии опытов, проведенных в разных лабораториях с использованием различных вирусов и клеток, показали, что этот путь маловероятен.

Во-вторых, можно как бы взять в плен клеточный «штаб», заблокировать источник информации (ДНК), что, естественно, предотвратит посылку связных РНК. Совершенно очевидно, что эффект блокирования будет еще большим, если одновременно удастся не допустить выполнения приказов в частях, то есть воспрепятствовать использованию уже имеющейся информации в местах ее реализации.

И действительно, американский ученый Дж. Холланд, работавший в Сиэтле, опубликовал статью, в которой привел много доказательств в пользу второго варианта и того, что блокирование клеточной информации происходит, по всей вероятности, на двух уровнях: на уровне транскрипции и на уровне трансляции.

Автор: И. Баландин.