ДНК-геномы

Одноцепочечная линейная ДНК. Парвовирусы: «+» и «» нити находятся в разных вирионах, но транскрибируется только «» нить.

Одноцепочечная кольцевая ДНК. Фаги М13, ○Х174.

Двухцепочечная линейная ДНК. Вирусы герпеса и другие; ранняя мРНК синтезируется в ядре клеточным ферментом.

Двухцепочечная кольцевая ДНК. Паповавирусы, вирус гепатита В и другие; ранняя мРНК синтезируется в ядре клеточным ферментом.

Двухцепочечная ДНК с ковалентно связанным терминальным гидрофобным белком. Аденовирусы; ранняя мРНК синтезируется клеточным ферментом в ядре.

Двухцепочечная ДНК, замкнутая на каждом конце ковалентной связью. Вирус оспы; размножение происходит в цитоплазме, ранняя мРНК синтезируется вирусным ферментом.

Взаимодействие вируса с клеткой хозяина (жизненные циклы). Взаимодействие вируса с клеткой хозяина— это сложный многоступенчатый процесс, который начинается с адсорбции вирус­ных частиц на рецепторах клетки хозяина и продолжается после их проникновения внутрь клетки. В результате такого взаимодействия развивается либо продуктивная (литическая), либо абортивная, либо интегративная (лизогенная) форма клеточной инфекции. При продуктивной форме происходит размножение, точнее, репродукция (лат. reproduce — воспроизводить) вируса, при абортивной — ее нарушение на одном из этапов, при интегративной — интеграция вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном.

Продуктивная инфекция. Репродукция вирусов.В 50-х годах было установ­лено, что размножение, или репродукция, вирусов происходит путем репликации их нуклеиновой кислоты и биосинтеза белков с последу­ющей самосборкой вириона. Этот процесс происходит в разных час­тях клетки — ядре или цитоплазме, вследствие чего получил назва­ние дизъюнктивного, т.е. разобщенного размножения.

Вирусная репродукция представляет собой уникальную форму выражения чужеродной (вирусной) информации в клетках человека и животных, насекомых, растений и бактерий, которая состоит в под­чинении клеточных матрично-генетических механизмов вирусной информации.

1-я стадия — адсорбция — характеризуется при­креплением вириона к клеточным рецепторам, представляющим со­бой гликопротеины клеточной мембраны, содержащей нейраминовую кислоту. Такие рецепторы имеются у ряда клеток, в частности эритроцитов, на которых адсорбируются многие вирусы. Для орто- и парамиксовирусов специфическими рецепторами являются гликолипиды, содержащие сиаловую кислоту (ганглиозиды), для других — бел­ки или липиды клеточной мембраны.

Рецепторами вирусов являются, так называемые, прикрепительные белки, располагающиеся в составе капсидов простых вирионов и суперкапсидов сложных вирионов. Они могут иметь форму нитей (фибры у аденовирусов) или шипов (гликопротеиновые образования на внешней оболочке орто- и парамиксо-, рабдо-, арено- и буньявирусов).

Первый этап адсорбции определяется неспецифическими силами межмолекулярного притяжения, второй — специфической структур­ной гомологией или комплементарностью рецепторов чувствитель­ных клеток и вирусов.

2-я стадия — проникновение вируса в клетку хозяина — про­исходит несколькими путями.

Рецепторно-опосредованный эндоцитоз характеризу­ется образованием в месте взаимодействия вириона с клеточным ре­цептором окаймленных пузырьков, в формировании которых прини­мают участие белки-клатрины.

Виропексис. Этим путем в клетку проникают сложноустроенные вирусы. Он заключается в слиянии мембран — вирусного суперкапсида с клеточной или ядерной мембраной. Данный про­цесс происходит при помощи специального белка слияния — F-белка, который находится в суперкапсиде. В результате виропексиса капсид оказывается в клетке хозяина, а суперкапсид вместе с белком встра­ивается в ее плазматическую мембрану (вследствие чего клетка при­обретает способность сливаться с другими клетками, что приводит к передаче вируса этим клеткам).

Фагоцитоз. Данным путем вирус проникает в фагоцитирую­щие клетки, что приводит к незавершенному фагоцитозу.

3-я стадия — транспорт вируса внутри клетки. Он происхо­дит с помощью внутриклеточных мембранных пузырьков, в которых вирус переносится на рибосомы, эндоплазматическую сеть или в ядро.

4-я стадия — «раздевание» вириона — заключается в их депротеинизации и освобождении от суперкапсида и капсида, препятствующих репликации вирусной нуклеиновой кислоты. «Раздевание» вириона начинается сразу же после его прикрепления к клеточным рецепторам и продолжается в эндоцитарной вакуоли и ее слиянии с лизосомами при участии протеолитических ферментов, а также в ядер­ных порах и околоядерном пространстве при слиянии с ядерной мем­браной.

5-я стадия называется эклипс-фазой, которая характеризуется исчезновением вириона, поскольку он перестает обнаруживаться при электронной микроскопии. В эту стадию начинается синтез компо­нентов вириона, т.е. его репродукция. Она носит дизъюнктивный (раздельный) характер, поскольку компоненты вириона синтезируются в разных частях клетки: белки на рибосомах, нуклеиновые кислоты в ядре или цитоплазме. Вирус использует для этого генетический аппа­рат клетки, подавляя необходимые ей самой синтетические реакции.

Эта стадия начинается с транскрипции и репликации вирусного генома. Транскрипция вирусного генома двунитевых ДНК-содержащих вирусов происходит, так же как и клеточного генома, по триаде ДНК — РНК — белок. Различия касаются только проис­хождения фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы, необходимой для данного процесса. У вирусов, геном которых транскрибируется в цитоплазме клетки хозяина (например, вирус оспы), имеется собствен­ная вирусспецифическая РНК-полимераза. Вирусы, геномы которых транскрибируются в ядре (папова- и аденовирусы, вирусы герпеса), используют содержащуюся там клеточную РНК-полимеразу II или III.

У РНК-содержащих вирусов транскрипция их генома осуществ­ляется несколькими путями.

Вирусы с негативным геномом (минус-нитевые), к которым относятся орто-, парамиксо- и рабдовирусы, имеют в своем составе вирусспецифическую РНК-полимеразу или транскриптазу. Они синтезируют мРНК на матрице геномной РНК. Подобный фермент отсутствует в нормальных клетках, но синтезируется клет­ками, зараженными вирусами. Он находится в составе как однонитевых, так и двунитевых РНК-содержащих вирусов.

У вирусов с положительным геномом (плюс-нитевые), к кото­рым относятся пикорна-, тогавирусы и др., функцию мРНК выполня­ет сам геном, который транслирует содержащуюся в нем информа­цию на рибосомы клетки хозяина.

Особняком стоит группа РНК-содержащих ретровирусов, в
составе которых имеется обратная транскриптаза, или ревертаза.
Уникальность этого фермента состоит в его способности переписы­вать информацию с РНК на ДНК. Этот процесс называется обрат­ной транскрипцией.

Как отмечалось выше, количество генов в вирусном геноме весь­ма ограничено. Поэтому для увеличения количества вирусной информации существует своеобразный трансляционный механизм, функци­онирующий через мРНК, который передает значительно больше ин­формации, чем записано в вирусной нуклеиновой кислоте. Это дос­тигается разными путями, например, при транскрипции информации с переписывающихся участков ДНК на мРНК путем сплайсинга (вырезание бессмысленных кодонов и сшивание концов), а также при считывании антикодонами тРНК одной и той же молекулы мРНК с разных нуклеотидов. При этом образуются новые триплеты, увели­чивающие количество транслируемой информации.

Регуляция транскрипции осуществляется клеточными и вирусспецифическими механизмами. Она заключается в последовательном считывании информации с так называемых «ранних» и «поздних» генов. В первых - закодирована информация для синтеза вирусспецифических ферментов транскрипции и репликации, во вторых — для синтеза капсидных белков. Вирусспецифическая информация транслируется на рибосомы клетки хозяина, которые предварительно освобождаются от клеточ­ных белков и собираются в вирусспецифические полисомы. Репликация вирусных геномов заключается в синтезе молекул ДНК или РНК, которые накапливаются в фондах этих нуклеиновых кис­лот, использующихся при сборке вирионов.

Репликация вирусной ДНК происходит на обеих нитях при учас­тии клеточной ДНК-полимеразы. У однонитевых вирусов вначале образуется вторая нить (репликативная форма).

Репликация вирусных РНК происходит только при участии того же вирусспецифического фермента, который катализирует транскрипцию вирусного генома. У плюс- нитевых вирусов репликация РНК практически не отличается от их транскрипции. У минус- нитевых вирусов репликация отличается от транскрипции длиной образовав­шихся дочерних молекул РНК. При репликации они полностью соот­ветствуют по своей протяженности материнской нити, а при транс­крипции образуются укороченные молекулы иРНК.

У ретровирусов репликация, так же как и транскрипция ДНК, происходит в составе клеточного генома при участии клеточной ДНК-полимеразы.

6-я стадия — сборка вириона — состоит, прежде всего, в обра­зовании нуклеокапсидов. Поскольку синтез вирусных нуклеиновых кислот и белков в клетке происходит в разных ее структурах, необхо­дима транспортировка составных частей вириона в одно место сбор­ки. При этом вирусные белки и нуклеиновые кислоты обладают спо­собностью узнавать и самопроизвольно соединяться друг с дру­гом. В основе самосборки простых вирионов лежит способность вирусных полипептидов соединяться в капсомеры, которые, распола­гаясь вокруг осей симметрии, образуют многогранник. В других слу­чаях полипептиды в виде спирали окружают вирусную нуклеиновую кислоту.

Многие простые вирионы собираются на репликативных комп­лексах — мембранах эндоплазматического ретикулума. У сложных вирионов сборка нуклеокапсида начинается на репликативных комп­лексах, а затем продолжается на плазматической мембране, с наруж­ной стороны которой располагаются суперкапсидные гликопротеиды. Затем гликопротеидные и примыкающие к ним с другой стороны нуклеокапсидные участки выпячиваются через клеточную мембрану, образуя почку, как это имеет место у орто- и парамиксовирусов, рабдовирусов. После отделения почки, содержащей нуклеокапсид и су­перкапсидные белки, образуются свободные вирионы. Они либо че­рез клеточную плазматическую мембрану проходят во внеклеточное пространство, либо через мембрану эндоплазматического ретикулума проникают в вакуоль эндоплазматической сети. При этом мембран­ные липиды обволакивают почку, вытесняя из нее белки. Многие ДНК-содержащие вирусы, например вирус герпеса, собираются в ядре клетки на ее мембране, где образуются нуклеокапсиды. Затем они отпочковываются в перинуклеарное пространство, приобретая вне­шнюю оболочку. Дальнейшее формирование вириона происходит в мембранах цитоплазматического ретикулума и в аппарате Гольджи, откуда вирус транспортируется на поверхность клетки.

7-я стадия — выход вирусных частиц из клетки — происхо­дит двумя путями. Простые вирусы, лишенные суперкапсида, напри­мер пикорнавирусы, аденовирусы и др., вызывают деструкцию клет­ки и попадают во внеклеточное пространство. Другие вирусы, имеющие липопротеидную внешнюю оболочку, выходят из клетки путем почкования, в результате чего в течение длительного времени она со­храняет свою жизнеспособность. Такой путь характерен для вируса гриппа и др.

Интегративная инфекция. Интеграция (встраивание) вирусной нуклеиновой кислоты в клеточный геном. Данный путь взаимодействия между вирусом и клеткой хо­зяина не одинаков для ДНК- и РНК-содержащих вирусов. В первом случае вирусная ДНК в кольцевой форме интегрирует в клеточный геном. При этом место интеграции определяется гомологичными нуклеотидными последовательностями, имеющимися в определенных уча­стках — ДНК сайтах при участии ряда ферментов: рестриктаз, эндонуклеаз, лигаз. Вирус, интегрированный в клеточный геном, на­зывают провирусом.

Провирус может реплицироваться в составе клеточного генома пропорционально делению клетки. При этом каждая дочерняя клетка получает копию провирусного генома. В другом случае амплифика­ция провирусной ДНК с увеличением числа копий провируса без его выщепления из клеточного генома может привести к встраиванию провируса в другую хромосому. Выщепление провируса из клеточно­го генома и его проникновение в новую клетку может вызвать про­дуктивную инфекцию.

В случае РНК-содержащих вирусов включение РНК в клеточный геном происходит путем обратной транскрипции. Меха­низм обратной транскрипции состоит в первоначальном образовании ДНК-транскрипта на матрице РНК при обязательном участии обрат­ной транскриптазы. Этот транскрипт представляет собой одну нить ДНК, являющуюся матрицей для образования второй нити. Затем об­разовавшийся двунитевой ДНК-транскрипт замыкается в кольцо и встраивается в клеточный геном. Данный процесс объединения вирусной нуклеиновой кислоты с хромосомой клетки хозяина называ­ется вирогенией. В интегрированном состоянии вирусная ДНК может транскрибироваться в составе клеточного генома при участии клеточных РНК-полимераз.

Биологический смысл интегративного типа взаимодействия между вирусом и клеткой хозяина можно видеть, прежде всего, в сохране­нии вирусной информации в составе клеточного генома и ее переда­че потомству. Вместе с тем это в определенной степени отражается и на эволюции некоторых вирусов (например, бактериофагов), которые при выщеплении из состава клеточной хромосомы могут захватывать отдельные ее гены.

С другой стороны, подобный тип взаимодействия может отразиться на судьбе клеток хозяина в зависимости от расположения локуса, в котором происходит интеграция вирусного генома, вплоть до расстройства регуляции синтеза белка и неконтролируемого деления клетки. Это может привести к онкогенной трансформации клеток хозяина и развитию разнообразных опухолей.

Особенности генома и жизненного цикла ретровирусов. Ретровирусы - обширное семейство вирусов, выделенных от млекопитающих и человека. Название связано с ферментом обратной транскриптазой, который содержится в составе вирионов и является катализатором обратной транскрипции. Ретровирусы имеют диплоидный геном, представленный двумя идентичными копиями однонитевой РНК, соединенными на одном из концов водородными связями. С вирусным геномом ассоциирована вирусспецифическая обратная транскриптаза, необходимая для образования ДНК- провируса, интегрирующегося в клеточный геном. Выход зрелых вирионов из клетки происходит путем почкования от наружной клеточной мембраны.

Семейство ретровирусов включает три подсемейства: спумавирусы (непатогенные вирусы млекопитающих и человека), лентивирусы (возбудители медленных смертельных инфекций млекопитающих и человека), онковирусы (возбудители Т-клеточного лейкоза человека, а также лейкоза-саркомы птиц и млекопитающих).

К лентивирусам относится вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Синдром приобретенного иммунодефицита был впервые выделен в качестве особого заболевания в 1981 г. в США в связи с обнаружением у ряда молодых людей тяжелых заболеваний, возбудителями которых являлись такие микроорганизмы, которые для здоровых людей являются или непатогенными, или слабопатогенными. Исследование иммунологического статуса таких больных выявило у них резкое уменьшение количества лимфоцитов вообще и Т-хелперов в особенности. Это состояние получило название AIDS (от англ. Acquired Immune Deficiency Syndrome — синдром приобретенного иммунодефицита, или СПИД).

Способ заражения (половой контакт, через кровь и ее препараты) указывал на инфекционный характер заболевания.

Возбудитель СПИДа был открыт в 1983 г. независимо друг от друга двумя учеными — французом Л. Монтанье, который назвал его LAV (Lymphoadenopathy Associated Virus), так как он обнаружил его у больного лимфоаденопатией, и американцем Р. Галло, который назвал его HTLV-III (от англ. Human T-lymphotropic Virus III — Т-лимфотропный вирус человека III), так как ранее им были обнаружены лимфотропные вирусы I и П. Сопоставление свойств вирусов LAV и HTLV-III показало их идентичность, поэтому во избежание путаницы вирус получил в 1986 г. название HIV (от англ. Human Immunodeficiency Virus — вирус иммунодефицита человека, или ВИЧ).

ВИЧ шаровидной формы, его диаметр около 100 нм. Оболочка вируса имеет форму многогранника, составленного из 12 пятиугольников и 20 шестиугольников. В центре и углах каждого шестиугольни­ка расположена молекула гликозилированного протеина gpl20 (цифра 120 означает молекулярную массу белка в килодальтонах). Всего на поверхности вириона располагается в виде своеобразных шипов 80 молекул gpl20, каждая из которых связана с внутримембранным белком gp41. Эти белки вместе с двойным липидным слоем образуют суперкапсид (мембрану) вириона (рис.27).

Нуклеокапсид вириона имеет форму усеченного цилиндра, дельта-икосаэдра. Он образован белками р24, р7 и р9. Белок р17 примыкает к внутренней поверхности мембраны. Белки р7, р9 связаны с геномной РНК. В сердцевине содержится геном вириона, представленный двумя идентичными молекулами РНК из 9213 нуклеотидов. Кроме того, в ней содержатся: одна молекула затравочной РНК (тРНКлиз), одна молекула pol-комплекса (обратная транскриптаза, РНК-аза Н и ДНК-зависимая ДНК-полимераза), одна молекула протеазы и одна молекула интегразы (эндонуклеаза).

РНК-геном в клетке с помощью обратной транскриптазы превращается в ДНК-геном (ДНК-провирус), состоящий из 9283 нуклеотидных пар. Он ограничен слева и справа так называемыми длинными концевыми повторами, или LTR (от англ. long terminal repeat): 5'-LTR — слева и З'-LTR — справа.

Рис.27. Структура ВИЧ

LTR содержит по 638 нуклеотидных пар. Геном ВИЧ состоит из 9 генов, часть из которых перекрывается между собой и имеет экзон-интронную структуру. Схематически структура генома ВИЧ выглядит так:

5'-LTR-gag- pol -vif –tat- rev- env- nef- vpu- vpr-3'-LTR.

9 генов вируса контролируют синтез 9 структурных и 6 регуляторных белков.

Таким образом, 9 генов вируса кодируют синтез 15 белков. Это связано с тем, что некоторые гены имеют несколько рамок считывания и экзон-интронную структуру.

Значение LTR для вирусного генома заключается в том, что в них расположены следующие регуляторные элементы, контролирующие его работу:

а) сигнал транскрипции (область промотора),

б) сигнал добавления поли-А,

в) сигнал кэпирования,

г) сигнал интеграции,

д) сигнал позитивной регуляции (TAR для белка ТАТ),

е) элемент негативной регуляции (NRE для белка NEF),

ж) участок прикрепления затравочной РНК (тРНКлиз) для синтеза минус-цепи ДНК на З'-конце; сигнал на 5'-конце LTR, который служит затравкой для синтеза плюс-цепи ДНК.

Кроме того, в LTR имеются элементы, участвующие в регуляции сплайсинга мРНК, упаковки молекул вРНК в капсид (элемент Psi). Наконец, при транскрипции генома в длинных мРНК образует­ся два сигнала для белка REV, которые переключают синтез белков: CAR — для регуляторных белков и CRS — для структурных белков. Если белок REV связывается с CAR, синтезируются структурные белки; если он отсутствует, синтезируются только регуляторные белки.

В регуляции работы генома вируса особенно важную роль играют следующие гены-регуляторы и их белки: 1) белок ТАТ, который осуществляет позитивный контроль размножения вируса и действу­ет через регуляторный участок TAR; 2) белки NEV и VPU, осуществляющие негативный контроль размножения через участок NRE; 3) белок REV, осуществляющий позитивно-негативный контроль. Белок REV контролирует работу генов gag, pol, env и осуществляет негативную регуляцию сплай­синга. Таким образом, размножение ВИЧ находится под тройным контролем — позитивным, негатив­ным и позитивно-негативным.

С белком VIF связана инфекционность вновь синтезированных вирионов. Белки VPU и VPR участвуют в регуляции репродукции вируса. Репликация происходит с участием обратной транскриптазы.

Вначале на вРНК обратная транскриптаза синтезирует комплементарную ей «минус» цепь ДНК, а затем на ней — «плюс» нить ДНК. Двунитевая ДНК интегрируется в хромосому клетки и там служит матрицей для синтеза разных классов вирусных РНК. Таким образом, репликация ретровирусов происходит по схеме: РНК → ДНК → РНК.

Патогенез. Существует много гипотез о патогенезе ВИЧ. В целом можно сказать, что ВИЧ, внедряясь в клет­ки иммунной системы, или разрушает их с помощью различных ме­ханизмов или видоизменяет их функции, инициируя разнонаправлен­ные изменения в синтезе цитокинов, что, в конечном счете, нарушает все звенья иммунитета. Это является той патологически основой, на которой развивается симптомокомплекс СПИДа.

Эпидемиология. Источником инфекции является ВИЧ-инфицированный человек на всех стадиях заболевания. Вирус содержится в крови, сперме, влагалищном и цервикальных секретах, в грудном молоке, которые являются факторами передачи инфекции. Предполагается, что инфицирующая доза вируса составляет около 10 тыс. вирионов. Слюна, моча, слезная жидкость также содержат вирус, но количество его недостаточно для заражения.

Профилактика ВИЧ-инфекции. Пандемия ВИЧ/СПИДа продол­жается, при этом 90% из числа всех случаев инфицирования связаны со странами развивающегося мира, где по экономическим причинам применение дорогостоящего лечения недоступно. В связи с этим оче­видна необходимость эффективной стратегии вакцинопрофилактики. Однако для исследователей с самого начала было очевидно, что ВИЧ-инфекция не похожа на другие вирусные заболевания, контролируе­мые вакцинацией. Хроническое течение, состояние вирусоносительства, интеграция провирусной ДНК в геном клетки, заражение не только свободными вирионами, но и инфицированными клетками, высокая изменчивость вируса, неуклонное прогрессирование болез­ни на фоне специфического иммунного ответа, необходимость инду­цирования Т-эффекторного ответа при вакцинации и обеспечение им­мунитета слизистых, отсутствие лабораторных моделей — это не полный перечень проблем, которые затрудняют создание вакцины.

В то же время новые данные об обнаружении ВИЧ-инфицирован­ных долгожителей, а также индивидуумов, которые остаются серонегативными, несмотря на неоднократную экспозицию ВИЧ (семейные пары, где один из супругов инфицирован) свидетельствуют о потен­циальной возможности резистентности.

К настоящему времени на основе классических подходов и их комбинаций создано более 50 препаратов, рассматриваемых в каче­стве потенциальных «кандидатов» профилактических вакцин. Более 20 из них (субъединичные/рекомбинантные, пептидные, живые век­торные, ДНК-вакцины и вирусоподобные частички) прошли первич­ные испытания на добровольцах. Наиболее перспективным представ­ляется подход с первичным использованием живых векторных вак­цин с последующей ревакцинацией субъединичными вакцинами. Из-за отсутствия единства во мнениях исследователей компромиссное ре­шение, поддерживаемое Программой ООН/ВОЗ, состоит в продол­жении фундаментальных исследований для разработки новых концеп­ций с параллельным переходом к «полевым» испытаниям наиболее перспективных кандидатов. К таковым в первую очередь относится рекомбинантная вакцина с использованием в качестве вектора поксвирусов птиц, а также субъединичная вакцина gpl20 (Vax Gen).

Другим аспектом противодействия ВИЧ-инфекции является подход к ней как социально обусловленной болезни, связанной с характером поведения человека и социально-экономическим и политическим устройством общества. На международном уровне уже показана эффективность социальных профи­лактических программ, включающих широкое распространение знаний о ВИЧ-инфекции, обучение безопасному половому поведению, лечение других бо­лезней, передаваемых половым путем (ко-факторы заражения ВИЧ), аноним­ное тестирование и консультирование, внедрение «политики снижения вреда» среди наркоманов, организацию не только медицинской, но и социальной поддержки ВИЧ-инфицированным и их семьям, внимание к проблеме на го­сударственном уровне.

Онковирусы. Существуют два типа онковирусов:

1. Вирусы, содержащие онкоген (вирусы оnс+).

2. Вирусы, не содержащие онкогена (вирусы оnс).

Вирусы оnс+ могут утрачивать онкоген, но это не нарушает их нормальной жизнедеятельности. Иначе говоря, сам по себе онкоген вирусу не нужен. Основное различие между вирусами оnс+ и оnс состоит в следующем: вирус опс, проникнув в клетку, не вызывает ее трансформации в раковую или вызывает крайне редко. Вирусы опс+, попадая в ядро клетки, трансформируют ее в раковую.

Стало быть, превращение нормальной клетки в опухолевую происходит вследствие того, что онкоген, будучи привнесенным в хромосому клетки, наделяет ее новым качеством, которое позволяет ей размножаться в организме бесконтрольно, образуя клон раковых клеток. Этот механизм превращения нормальной клетки в раковую напоминает трансдукцию бактерий, при которой умеренный фаг, интегрируясь в хромосому бактерий, наделяет их новыми свойствами. Это тем более правдоподобно, что онкогенные вирусы ведут себя как транспозоны — они могут интегрироваться в хромосому, перемещаться в ней из одного участка в другой или переходить из одной хромосомы в другую. Суть вопроса заключается в следующем: каким образом протоонкоген превращается в онкоген, когда он взаимодействует с вирусом? Прежде всего, необходимо отметить то важное обстоятельство, что у вирусов в связи с высокой скоростью их размножения промоторы работают с гораздо большей активностью, чем промоторы в эукариотных клетках.

Поэтому, когда оnс - вирус интегрируется в хромосому клетки по соседству с одним из протоонкогенов, он подчиняет работу этого гена своему промотору. Выходя из хромосомы, вирусный геном выхватывает из нее протоонкоген, последний становится составной частью вирусного генома и превращается в онкоген, а вирус из оnс — в оnс+- вирус. Интегрируясь в хромосому другой клетки, такой уже оnс+-вирус одновременно трансдуцирует в нее и онкоген со всеми последствиями. Таков наиболее частый механизм образования онкогенных (оnс+) вирусов и начала превращения нормальной клетки в опухолевую.

Вироиды. В природе, помимо вирусов, обнаружены другие очень мелкие загадочные инфекционные агенты с необычными свойствами – вироиды.

Название «вироид» было предложено в 1971 г. Т. Динером. Оно свидетельствует о том, что симптомы заболеваний, которые вызывают эти агенты у различных растений, похожи на симптомы заболеваний, вызываемых у них вирусами. Однако вироиды отличаются от вирусов, по крайней мере, по следующим четырем признакам.

1. Вироиды, в отличие от вирусов, не имеют белковой оболочки и состоят только из инфекционной молекулы РНК. Они не обладают антигенными свойствами и поэтому не могут быть обнаружены серологическими методами.

2. Вироиды имеют очень малые размеры: длина молекулы РНК вироидов равна 1 • 10^-6 мм, она состоит из 300-400 нуклеотидов. Вироиды — самые маленькие способные к размножению единицы, известные в природе.

3. Молекулы вироидов представляют собой одноцепочечные кольцевые РНК. Такую кольцевую структуру имеет еще только один вирус — вирус дельта-гепатита.

4. Молекулы РНК вироидов не кодируют собственных белков, поэтому их размножение может происходить либо аутокаталитически, либо оно зависит от клетки-хозяина.

С 1971 г. обнаружено более 10 различных вироидов, отличающихся по первичной структуре, кругу поражаемых хозяев, по симптомам вызываемых ими заболеваний. Все известные вироиды построены по одному плану: 300-400 нуклеотидов образуют кольцо, которое удерживается парами оснований и образует двухцепочечную палочковидную структуру с перемежающимися короткими одно- и двухцепочечными участками.

Вопрос о природе, происхождении вироидов и о том, каким способом они распространяются, остается открытым. Существует предположение, что вироиды образуются из нормальных клеточных РНК, однако убедительных подтверждений этому не было представлено.