Ознакомительная версия.
Omnia mea mecum porto
(Все свое ношу с собой)
Nomen est omen
(Имя есть значение)
В первые годы после постановки диагноза СПИД выдвигалось немало теорий относительно причины (по-научному — этиологии) этого заболевания, многие из них теперь по прошествии двух с лишним десятилетий представляются весьма эксцентричными. Так, первоначально было выдвинуто предположение о ведущей роли в развитии СПИДа хорошо известного к тому времени цитомегаловируса: в группах больных с развившимся иммунодефицитом отмечалась необыкновенно высокая частота цитомегаловирусной инфекции, причем цитомегаловирус сам по себе способен подавлять иммунитет. Некоторые ученые предположили, что этот вирус по неясным причинам претерпел какие-то изменения, стал более вирулентным (инфекционным), а в результате более опасным и вредным.
Одно время в качестве этиологического фактора рассматривался амилнитрит — лекарство, отпускаемое по рецептам, и близкое ему по составу вещество — нитрит изобутила, которое продавалось на рынке как освежитель комнатного воздуха. Оба вещества использовались также для полового возбуждения. Помимо этого они обладают иммуносупрессорными свойствами. Данная теория была наукообразной и указывала на простой путь разрешения проблемы. Однако вскоре были описаны случаи заболевания у людей, никогда не пользовавшихся этими веществами.
Между тем с самого начала обнаружения СПИДа различные косвенные факты давали ученым и врачам достаточно весомые основания для предположения об инфекционной природе этого заболевания. На это указывали особенности состава больных, наличие контактов между ними и взаимосвязь между контактами и болезнью. Поскольку еще в 70-е гг. был выделен и охарактеризован вирус лейкоза кошек, вызывающий у животных генерализованный иммунодефицит («синдром увядающих кошек»), для исследователей в этой области не составляло особого интеллектуального труда представить, что ретровирус человека мог вызвать похожий синдром. У человека патогенный организм должен был поражать специфические Т-лимфоциты, содержащиеся в крови человека и отвечающие за клеточный иммунитет. И это предположение в дальнейшем полностью оправдалось. Правда, реальную причину заболевания удалось установить лишь через два года (в 1983 г.) после постановки первого диагноза СПИД. Этой причиной действительно оказался вирус, но такой, о котором ранее ничего не было известно. Окончательное его имя — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Но появилось это имя не сразу. Для начала поговорим о том, что же собой представляют вирусы вообще.
Немного истории
О существовании вирусов и их вредоносности человечество узнало чуть более 110 лет назад. 12 февраля 1892 г. на заседании Российской Академии наук Д. И. Ивановский сообщил о своем открытии: возбудителем хорошо известной мозаичной болезни табака является некий организм, способный проходить через фильтры, которые задерживают бактерии. Эту дату можно считать днем рождения вирусологии, а Д. И. Ивановского — ее основоположником. Правда, в западной литературе в качестве первооткрывателей вирусов часто называют Леффлера и Фроша, которые в 1898 г. показали, что широко распространенная болезнь крупного рогатого скота — ящур — передается от одного животного другому неким агентом, проходящим через фильтры, которые задерживают даже самые мелкие бактерии. Сам термин «вирус» применительно к инфекционному началу мозаичной болезни растений был предложен М. Бейеринком только в 1899 г., т. е. спустя семь лет после исторического сообщения Д. И. Ивановского. Постепенно выяснилось, что вирусы вызывают заболевания не только растений, но и бактерий, насекомых, водорослей, грибов, животных и даже человека.
Все знают, что вирусы очень малы и могут вызывать заболевания. Менее известно, как разнообразен мир этих мельчайших существ-иждивенцев, неспособных к самостоятельной жизни вне заражаемых ими клеток. Впервые наблюдать вирусы и выяснить их структуру удалось только после изобретения электронного микроскопа. По своим габаритам вирусы занимают место между самыми мелкими бактериальными клетками и самыми крупными органическими молекулами. Их размер варьирует от 0,02 до 0,3 мкм. Для сравнения размеры большинства клеток человека колеблются в пределах — от 3 до 30 мкм.
Хотя разнообразие вирусов весьма велико, по образному выражению академика В. М. Жданова, коллекция, собранная из всех известных типов вирусов, «поместилась бы в коробочке размером с маковое зернышко». Нет сомнения, что в природе уже существуют и могут появиться в дальнейшем еще много совершенно не известных нам сегодня вирусов. Как подметил еще Сенека, multum egerunt, quiante nos fuerunt, sed non peregerunt (жившие до нас много совершили, но ничего не завершили).
Долгие годы продолжался спор: вирусы — это живые существа или часть неживой природы? Невозможность существования и размножения вирусов вне клетки, их способность к самосборке и кристаллизации говорили скорее о том, что вирус ведет себя как «неживая» материя. После установления природы гена и обнаружения в вирусах генетического материала, присущего живым организмам, вирусы стали относить к живой природе. Энциклопедические словари стыдливо признают — современная наука пока не смогла понять природы этих странных созданий, мало знает о путях их эволюции. Ученые даже не смогли прийти к единому мнению: вирус — это существо или вещество? Безжалостные убийцы настолько чужды всему земному, что изучающие их специалисты иногда в отчаянии предполагают, что они попали к нам из дальнего Космоса. До сих пор сохраняет актуальность определение, данное А. Львовым: «вирусы — это вирусы».
Сегодня в оценках превалирует «дуализм». Согласно современным представлениям, вирусы лежат на границе «живого» и «неживого», это внеклеточные формы жизни, способные проникать в определенные живые клетки и размножаться только внутри них.
Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет ни у одной из других форм жизни. У всех живых организмов, кроме вирусов, генетический аппарат состоит из двунитевой молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), а рибонуклеиновая кислота (РНК), выполняющая в нормальных клетках роль переносчика информации, всегда однонитевая. У вирусов же природа будто бы опробовала все возможные варианты устройства генетического аппарата: одно— и двунитевая РНК, одно— и двунитевая ДНК. При этом и вирусная РНК, и вирусная ДНК могут быть либо линейными, либо замкнутыми в кольцо.
Постепенно пришли к пониманию, что вирусы могут быть основной причиной многих хронических заболеваний у человека. К началу XXI в. было открыто и исследовано свыше тысячи разнообразных вирусов, вызывающих такие заболевания, как грипп, герпес, гепатит, оспа, полиомиелит, цитомегаловирусная инфекция, энцефалит, корь и др. Сколько же существует вирусов всего — не знает никто. Ведь невесть откуда постоянно появляются все новые их разновидности, порой угрожающие нам смертельной опасностью. В целом около 80 % инфекционных заболеваний, регистрируемых в настоящее время, вызывают вирусы. Первые места по массовости поражения занимают острые респираторные заболевания, грипп, вирусный гепатит, теперь к ним прибавился и СПИД.
Широко распространены вирусные заболевания и у животных. Хорошо известны эпидемии вирусов у птиц, овец, коров. В результате эпидемии вируса висны в 30—40-е гг. прошлого века исландцы были вынуждены забить более 150 тыс. животных. Вирус лейкоза птиц причинил убыток птицеводству США в 1955 г. в размере свыше 60 млн. долларов. Известна широкая пораженность крупного рогатого скота вирусом лейкоза. В некоторых странах мира им заражено свыше 80 % коров и быков.
Чтобы читатель далее более четко понимал, как устроены вирусы, каковы молекулярные механизмы их взаимодействия с клеткой, необходимо сделать небольшое напоминание о том, как хранится и используется генетическая программа в обычной нормальной клетке высших организмов. Основу генетического аппарата (генома) подавляющего большинства организмов составляет высокополимерная молекула ДНК, состоящая из двух полимерных цепей, закрученных в правильную двойную спираль. B ней закодирована вся наследственная информация о формировании организма и его дальнейшем функционировании. ДНК, как из кирпичиков, строится из четырех видов молекул, которые называются нуклеотидами. Каждый нуклеотид — это одно из четырех азотистых оснований (аденин, гуанин, цитозин или тимин, сокращенно А, Г, Ц и Т), соединенных с углеводом — дезоксирибозой и еще остатком фосфорной кислоты. Последовательность нуклеотидов в ДНК и является тем, что называют генетическим кодом, в котором зашифрованы структуры различных белков. Участок длинной молекулы ДНК, кодирующий определенный белок (иногда только РНК), получил название «ген». Однако одного наличия гена недостаточно для синтеза белка. Чтобы это произошло, требуется посредник, который обеспечивает перенос информации от ДНК, расположенной в ядре клеток, в цитоплазму, где и происходит синтез белка. Таким посредником служит другая специальная молекула — рибонуклеиновая кислота (РНК). В ней вместо дезоксирибозы присутствует рибоза (отсюда и название). РНК синтезируется на ДНК (процесс называется транскрипцией), а затем переходит из ядра в цитоплазму. Там на специальных «машинах» — рибосомах на этой РНК, как на матрице, и синтезируется белок (процесс синтеза белка по-научному называют трансляцией). Такая последовательность молекулярных событий получила название основной догмы молекулярной биологии.
Ознакомительная версия.
