Происхождение вирусов
Из-за относительной простоты структуры можно ошибочно предположить, что вирусы произошли от первых самовоспроизводящихся структур, от которых ведут свое начало первые клетки. Ясно, что это не так, поскольку вирусы существуют только благодаря своей уникальной способности размножаться внутри клетки-хозяина. Они конкурируют с нуклеиновыми кислотами зараженных клеток, направляя их генетическую и метаболическую активность на образование новых вирусных частиц.
Вирусы должны были возникнуть только после клеток, когда уже образовался и стабилизировался генетический код. В значительной степени вирусы подобны бактериальным хромосомам или плазмидам (двухцепочечные ДНК-содержащие вирусы), или молекулам мРНК (одно или двухцепочечные РНК-содержащие вирусы), упакованным в белковую оболочку. Явление трансформации, которое обсуждалось ранее, позволяет сформулировать возможную гипотезу происхождения вирусов.
Фрагменты ДНК или РНК случайно, тем или иным способом, проникают в клетки, где могут повлиять на генетические процессы. Размножаясь и переходя от одной клетки к другой, эти фрагменты продолжают свое существование. Одеваясь защитной белковой оболочкой, они становятся вирусами.
Полагают, что самые крупные и сложноорганизованные поксвирусы произошли от бактерий. Возможно, что вирусы возникли независимыми путями около 3 млрд. лет назад. Более того, недавно проведенные исследования показывают, что существующие вирусы могут проявлять удивительно быструю реакцию на давление сильного отбора. Весьма вероятно, что новые типы вирусов образуются и в настоящее время из генома бактерий и эукариот.
Заключение
Геномная ДНК или РНК вирусов снаружи окружена белковой оболочкой, или капсидом, а иногда липидсодержащей оболочкой с шипами, образованными гликопротеинами и липидами. Вирусы не могут размножаться вне живых клеток, и потому они являются внутриклеточными паразитами. Вирусы вызывают большое число инфекций человека и животных, например свинку, корь, грипп, герпес, а также многие болезни растений. Наиболее распространенные из них — некрозы, характеризующиеся появлением мертвых тканей, и мозаичные болезни, при которых на растениях образуются пятна или светлоокрашенные полосы. Бактериофаги, или просто фаги, — это вирусы, поражающие бактерии.
Фаги и вирусы постоянно используются в молекулярной биологии. Размеры вирусов колеблются от 17 до 300 нм и сравнимы с размерами макромолекул. Многие вирусы имеют сферическую форму с икосаэдрическим типом симметрии, другие — палочковидную форму со спиральным типом симметрии. Размножаясь в клетке-хозяине, вирусы используют ферментативные системы клетки и иногда лизируют ее; в другом случае они встраиваются в клеточные хромосомы и существуют в интегрированном состоянии. Вирусная РНК может быть плюс-нитевой (т. е. выполнять функции мРНК) или минус-ните вой, на которой в зараженной клетке синтезируется комплементарная цепьматрица для образования вирусспецифических мРНК. Вирусные ДНК конкурируют с ДНК клетки-хозяина.
Ретровирусы обладают уникальным ферментом — обратной транскриптазой, синтезирующей ДНК на матрице РНК; образующаяся двухцепочечная ДНК может встраиваться в ДНК клеткихозяина. Во многих случаях ретровирусы могут вызывать рак; изучая ретровирусы, мы узнали об онкогенах и механизмах их действия. Полагают, что вирусы произошли из генома бактерий и эукариот в результате высвобождения из генома свободных фрагментов, которые приобрели способность синтезировать защитную белковую оболочку и реплицироваться внутри клеток.
Вполне возможно, что в прошлом возникновение вирусов происходило неоднократно; новые виды, вероятно, и в настоящее время появляются из генома бактерий и эукариот. Вироиды вызывают целый ряд заболеваний растений, они состоят из небольших молекул РНК и отличаются от вирусов тем, что лишены белковой оболочки. Полагают, что вироиды вмешиваются в процессы регуляции генов в инфицированных клетках.
П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна
AOF | 26.11.2020 20:40:12