Вірус на конвеєрі
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Нормальний фаг складається з декількох частин: сфери, в якій знаходиться ДНК, стержня, чохла, надівається на стрижень, і інших дрібниць, наприклад вусиків-фібрил, якими фаг прикріплюється до клітини, щоб потім в неї проникнути. З усіх цих деталей складена оболонка фага – своєрідний «будинок», в якому живе молекула ДНК. Ця молекула і зберігає всю інформацію про своїх оселях.
Життя фага складається, по суті, з двох моментів: він народжується і потім проникає в клітину, заражаючи її. Вірус прикріплюється до клітини за допомогою вусиків-фібрил, пробиває хвостом її оболонку. У отвір і «пролазить» ДНК.
Після того як ДНК проникла в клітку і подвоїлася, починається збірка нової оболонки фага. ДНК приступає до будівництва білкового «будинку-оболонки» нового фага, але не відразу, а поступово, заготовлюючи певні елементи будівельної конструкції. В цей час цитоплазма клітини походить на складальний конвеєр. (Подібний конвеєру на якомусь реальному заводі, що робить продукцію у відповідності з усіма сертифікатами відповідності, більше про яких можна дізнатися за посиланням https://atestor.com.ua/poleznye-stati/sertifikat-sootvetstviya-na-produktsiyu/).
Деякі етапи складання проходять автоматично, а деякими безпосередньо керує складальник. Спочатку ДНК синтезує білки своєї сфери і особливе ядерце, навколо якого білки вже під впливом електростатичних сил збираються в сферу. Без допомоги ядерця, як показали експерименти, білки ніяк не куля, а тонку плівку! Після того як народилася сфера, особливий фермент, вироблений ДНК, знищує «інструмент» – ядерце. В цей же час в іншому цеху, де-небудь на відстані декількох десятків ангстрем, вже без інструментів ведеться синтез більш простих деталей фага. Ці деталі виготовляються вже за принципом самозбірки. Спочатку ДНК синтезує білки стрижня, а вони вже автоматично під дією хімічних і електричних сил з’єднуються в готовий стрижень, зростаючий з невеликої пластинки.
Після цього починається будівництво «чохла», яким буде покритий стрижень. Чохол складається з двадцяти чотирьох дисків, які збираються безпосередньо на стрижні. Потім синтезуються вусики та інші деталі фага. До пори до часу все це господарство плаває в цитоплазмі клітини-господаря.
Але ось настає вирішальний момент, і ДНК повільно забирається в сферу і якимось чином подає команду до остаточної зборки. Тут хвостик прикріплюється до сфери, і фібрили-вусики приєднуються до майже готового фагу. Ця остання операція і завершує народження вірусу.
За подобою вірусів будуються (на певних етапах свого розвитку) і вищі організми. Вже на прикладі фага видно два типи зборки: автоматична самосборка простих деталей з білкових молекул і збірка за допомогою інструментів (ядерця) під безпосереднім керівництвом самого будівельника – ДНК. Так у фага збирається найскладніша деталь – сфера. Ці види збірки, розроблені еволюцією на моделі фага, знайшли широке поширення і в світі більш складних організмів, які, мабуть, більшою мірою використовують метод самозборки. У фаге Т-4 закладена і ще одна ідея, що не відкинута еволюцією. До складу його хвоста входять молекули АТФ. Коли вони втрачають фосфатні групи, хвостик вірусу скорочується і пробиває оболонку клітини. У отвір проникає ДНК. Так працює перша в світі по своїй простоті м’яз …
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.