Чи можна вважати віруси живими? Чи є віруси живими?

Відповідно до Львову, «організм - якась незалежна одиниця інтегрованих і взаємозалежних структур і функцій». У найпростіших, тобто в одноклітинних саме клітина є незалежною одиницею, іншими словами, організмом. І клітинні організми - мітохондрії, хромосоми і хлоропласти - це не організми, бо вони не є незалежними. Виходить, що якщо йти за визначенням, даним Львовим, віруси не є організмами, тому що не володіють незалежністю: для вирощування та реплікації генетичного матеріалу потрібна жива клітина.
У той же час, у багатоклітинних видів незалежно від того, чи тварини, рослини, окремі лінії клітин не можуть еволюціонувати незалежно один від одного, отже, їх клітини не є організмами. Для того, щоб зміна була еволюційно значущим, воно повинно бути передано новому поколінню індивідуумів. Згідно з цим міркуванням організм являє собою елементарну одиницю деякого безперервного ряду зі своєю індивідуальною еволюційної історією
Вірус знаходить відносно незалежну еволюційну історію завдяки його здатності до адаптації у напрямку, який веде до придбання ним здатності передаватися від господаря до господаря. Він може пережити клітку або організм, в яких паразитує; фактично вірус часто «експлуатує» клітку. Один вірус може зустрічатися в різних видах, родах і типах і також один і той же вірус може передаватися від рослин комах і розмножуватися в клітинах тих і інших. Вірус, що володіє відповідною пристосовністю, може використовувати різноманітні еволюційні ніші. Таким чином, вірус, звичайно, має більшу незалежність, ніж будь-яка клітинна органела. Тобто, в еволюційному плані вірус більшою мірою організм, ніж хромосома або навіть клітина багатоклітинного тварини, хоча функціонально він значно менш незалежний, ніж будь-яка така клітина.
І в той же час, можна розглядати дану проблему з точки зору іншого визначення: матеріал є живим якщо, будучи ізольованим, він зберігає свою специфічну конфігурацію так, що ця конфігураціяможет бути реінтегрувати, тобто знову включена в цикл, в якому бере участь генетичне речовина: це ототожнює життя з наявністю незалежного спеціфіческогосаморепліцірующегосяспособа організації. Специфічна послідовність підстав нуклеїнової кислоти того чи іншого гена може копіюватися; ген - це певна частина запасів інформації, якою располагаетжівой організм. В якості тесту на живе дане вище визначення пропонує відтворення в різних клітинних лініях і в ряді покоління організмів. Вірус, відповідно до цього тесту, живий точно так само, як і будь-який інший фрагмент генетичного матеріалу, що його можна ізвлечьіз клітини, вновьввесті в живу клітину і що при цьому він буде копіюватися в ній і стане хоча б на деякий час частина її спадкового апарату. При цьому передача вірусного генома становить основний сенс існування цих форм - результат їх спеціалізації в процесі відбору. Тому спеціалізірованностьвірусов як переносників нуклеїнових кислот дає можливість вважати віруси «більш живими», ніж будь-які фрагментигенетіческого матеріалу, і більш «організмами», ніж будь-які клітинні органели, включаючи хромосоми і гени.

Суворі постулати Коха

Які ж ті основні положення, сформульовані Робертом Кохом (1843-1910), яких долженпрідержіватьсямікробіолог при кожному обнаруженіінеізвестного збудника? Що може бути доказом, що саме він є причиною даного інфекційного захворювання? Ось ці три критерії:
Неодноразове отримання чистої культури збудника, взятого з організму хворого.
Виникнення такого самого чи схожого захворювання (як за характером течії, так і за що викликається ним патологічних змін) при інфікуванні здорового організму культурою передбачуваного збудника.
Поява в організмі людини або тварини після їх зараження даним збудником завжди одних і тих самих специфічних защітнихвеществ. При контактеіммунной сироватки крові свозбудітелем з культури останній повинен втрачати своіпатогенние властивості.
Для сучасної вірусології характерно бурхливий розвиток ішірокое застосування самихразлічних методик - як біологічних (включаючи генетичні), так і фізико-хімічних .. Онііспользуются при встановленні нових, досі ще невідомих вірусів, і при ізученіібіологіческіх властивостей і будови вже виявлених видів.
Фундаментальниетеоретіческіе дослідження дають обичноважние відомості, які використовуються в медицині, в області діагностики або пріглубоком аналізі процесів вірусної інфекції. Введення новихдейственних методів вірусології пов'язано, як правило, з видающімісяоткритіямі.
Так наприклад, метод вирощування вірусів у розвивається курячому ембріоні, вперше застосований А. М. Вудрофом і Е. Дж. Гудпесчуром в 1931 році, був з винятковим успіхом використаний при вивченні вірусу грипу.
Прогрес фізико-хімічних методів, зокрема методу центрифугування, привів в 1935 році квозможності крісталмуаціі вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ) з соку хворих рослин, а згодом і до встановлення входять до його складу білків. Цим було дано перший поштовх до вивчення будови і біохімії вірусів.
У 1939 році А. В. Арден і Г. Руська вперше застосували для вивчення вірусів електронний мікроскоп. Введення цього апарату в практику означало історичний перелом у вірусологічних дослідженнях, оскільки з'явилася можливість побачити - хоча в ті роки ще й не досить чітко - окремі частинки вірусу, віріони.
У 1941 році Г. Херст встановив, що вірус грипу за певних умов викликає аглютинацію (склеювання і випадання в осад) червоних кров'яних тілець (еритроцитів). Цим билаположена основа для вивчення взаємин між поверхневими структурами вірусу і еритроцитів, а також для розробки одного з найбільш ефективних методів діагностики.
Корінний перелом і вірусологічних дослідженнях стався в1949 р., коли Дж. Ендерс, Т. Уеллер і Ф. Роббінс вдалося розмножити вірус поліомієліту в клітинах шкіри і м'язів людського зародка. Вони домоглися розростання шматочків тканини наіскусственнойпітательной середовищі. Клітинні (тканинні) культури були інфіковані вірусом поліомієліту, який до цього вивчали виключно на мавпах і лише дуже рідко на особливому виді щурів.
Вірус у людських клітинах, вирощених внематерінского організму, добре множився і визивалхарактерние патологічні зміни. Метод культури клітин (тривале збереження і вирощування в штучних поживних середовищах клітин, виділених з організму людини і тварин) був впоследствііусовершенствован і спрощено багатьма дослідниками і став, нарешті, одним з найбільш важливих ірезультатівних для культивування вірусів. Завдяки цьому більш доступного і дешевого методу з'явилася можливість отримувати віруси у відносно чистому вигляді, чого не можна було досягти в суспензіях з органів загиблих тварин. Введення нового методу означало безсумнівний прогрес не беруть участі в роботі вірусних захворювань, але й в отриманні прищепних вакцин. Він дав також непогані результати і в біологічних і біохімічних дослідженнях вірусів.
У 1956 році вдалося показати, чтоносітелем інфекційності вірусу являетсясодержащаяся внем нуклеїнова кислота. А в1957 році А. Айзекс і Дж. Ліндеман відкрили інтерферон, которийпозволіл пояснити багато біологічні явища, що спостерігаються вотношеніях між вірусом і клітиною - господарем або організмом - господарем.
С. Бреннер і Д. Хорн ввели втехніку електронної мікроскопії метод негатівногоконтрастного фарбування, що зробив можливим вивчення тонкої будови вірусів, зокрема їх структурних елементів (субодиниць).
У 1964 році вже згадуваний нами раніше американський вірусолог Гайдузек з співробітниками доказалінфекціонний характер низки хронічних заболеванійцентральной нервової системи людини і тварин. Він вивчав нещодавно виявлені своєрідні віруси, лише в деяких рисах схожі сране відомими.
У той же час амеріканскійгенетік Барух Бламберг виявляє (у процесі генетичних досліджень білків крові) антігенсивороточного гепатиту (австралійський антиген), речовина, що ідентифікується при помощісерологіческіх тестів. Цьому антигену судилося сигратьбольшую роль у вірусологічних дослідженнях гепатиту.
В останні роки одним з найбільших успіхів вірусології можна вважати розкриття некоторихмолекулярно-біологічних механізмів перетворення нормальнихклеток у пухлинні. Не менших успіхів було досягнуто і в галузі вивчення будови вірусів і їх генетики.

Інфекційна одиниця

Найменша кількість вірусу, здатний в даному досвіді викликати інфекцію, називаетсяінфекціонной одиницею.
Для її визначення застосовуються зазвичай два методи. Перший заснований на визначенні 50%-ної летальної дози, що позначається LD 50 (від лат. Letatis - смертельна, dosis - доза). Другий метод встановлює кількість інфекційних одиниць за кількістю бляшок, що утворилися в культурі клітин.
Що, по суті, є величина LD 50 і як вона визначається? Досліджуваний вірусний матеріал розлучається в соответствіісосніжающіміся ступенями концентрації, скажімо кратними десяти: 1:10; 1:100; 1:1000 і т.д. Кожним з розчинів з вказаними концентраціями вірусу інфікують группужівотних (десять індивідуумів) або культуру клітин в пробірках. Потім спостерігають загибель тварин або зміни, що відбулися вкультуре під впливом віруса.Статістіческім методом визначається ступінь концентрації, здатна вбити 50% тварин з числа заражених вихідним матеріалом. При використанні культури клітин слід знайти таку дозу вірусу, яка виробляє згубну дію на 50% інфікованих нею культур. У цьому випадку вживається скорочення ЦПД 50 (цитопатичної доза). Інакше кажучи, мова йде про таку дозі вірусу, що викликає пошкодження або загибель половини інфікованих нею культур.
Методом бляшок нельзяполучітьстатістіческіе дані, але можна встановити фактичне число одиниць вірусу в матеріалі, що дає бляшки в культурі клітин. В ідеальному случаетакая одиниця відповідає однойфункціонально повноцінної частці.

Титрування

Індуціруемаявірусом реакція може відбуватися по типу «все або нічого» (тобто наявність або відсутність інфекції), а може бути виражена кількісно, наприклад тривалістю часу, необхідного прояви інфекції, або числом поразок у шарі чутливих клітин. Кількісне визначення вірусної активності називається титруванням. Титр вихідної вірусної суспензії виражається числом інфекційних одиниць, що припадають на одиницю об'єму. Інфекційні нуклеїнові кислоти, незалежно від того виділені чи вони з фагів або з вірусів тварин або рослин, як правило, мають значно меншим інфекційним титром, ніж вихідний вірус (тобто відношення кількості тих, що містяться в препараті молекул нуклеїнової кислоти до числа інфекційних одиниць значно більше, чемсоответствующіе величини для віріонів, з яких ці нуклеїнові кислоти були виділені). Однак і при титрування вільної нуклеїнової кислоти і при титруванні віріонів ймовірність знаходження в пробі середнього числа частинок виражається однією формулою. Звідси випливає, що вірусну інфекцію може викликати також і одна молекула вірусної нуклеїнової кислоти. Як правило, інфекційними є тільки інтактні вірусниеДНК і РНК. Виняток спостерігається при множині зараженні клітин молекулами нуклеїнової кислоти, що містять неповним геномвіруса.
Резюміруясказанное, можна прийти до висновку, що титр вірусної суспензії, виражений числом інфекційних одиниць, що містяться в одиниці об'єму, як правило, відповідає числу віріонів (або числа молекул вірусної нуклеїнової кислоти), здатних за умов даного досвіду викликати інфекцію.

Втрата інфекційності

Як правило, чутливість віріонів даного вірусу до дії тих чи інших інактивуючої речовин визначається специфічними властивостями його білків, внаслідок чегометоди інактивації інфекційності, розроблені дляданного конкретноговіруса, ефективні лише у відношенні близькоспоріднених йому вірусів. Виняток становить чутливість до вірусів рентгенівським променів, що залежить від типу нуклеїнової кислоти віріонів та її кількості. В основі цієї закономірності лежить той факт, що дія рентгенівських променів призводить до розриву молекул нуклеїнової кислоти, і навіть одного такого розриву часто буває достатньо для втрати інфекційного вірусу. Результати експериментів показують, що дрібні віруси інактивуються рентгенівськими променями значно ефективніше, тому що для них характерна велика величина відносини вмісту в віріона нуклеїнової кислоти до вмісту в ньому білка, ніж для великих віріонів, більш багатих білком.

Серологічні методи

З метою визначення виду даного вірусу при вивченні захисних процесів в організмі хворої людини або зараженої тварини застосовуються серологічні методи. Серологія (від лат. Serum - сироватка, жідкаясоставная частина крові) - це розділ імунології, що вивчає реакцііантігена специфічними захисними речовинами, антитілами, які знаходяться в сироватці крові. Антитіла нейтралізують дію вірусу. Онісвязиваются з определенниміантігеннимі речовинами, що знаходяться на поверхностівірусних частинок. У результаті зв'язування молекулантітел з поверхневою структурою вірусу останній втрачає свої патогенні властивості. Для встановлення рівня (кількості) антитіл в сироватці або визначення типу даного вірусу проводиться реакція нейтралізації вірусу. Її можнопроводіть як на тварин, так іна культурі клітин.
Мінімальну концентрацію сироватки, що містить антитіла, достатню для того, чтобинейтралізовать вірус, не дати йому проявітьцітопатіческое дію, називають титром сироватки, нейтралізуючу вірус. Ця концентрація може бути виявлена і за допомогою методу бляшок.
Для виявлення антитіл використовується методторможенія гемаглютинації (склеювання еритроцитів під впливом вірусу) і метод зв'язування комплементу. З методів, що застосовуються у вірусології для різних дослідницьких цілей, можна ще згадати методи, за допомогою яких вірусологічний матеріал готується для фізичних і хімічних аналізів, які полегшують вивчення тонкої будови і складу вірусів. Ці аналізи вимагають великої колічествасовершенно чистого вірусу. Очищення вірусу - процес, при якому із суспензії свірусом усуваються всестороннє, що забруднюють її частки. В основному це шматочки і «уламки» клітин - господарів. Одночасно з очищенням відбувається зазвичай згущення суспензії, підвищення концентрації вірусу. Так виходить вихідний матеріал для багатьох досліджень.
З окремих методів очісткіупомянем лише найбільш ефективний - метод ультрацентріфугірованія, який дає препарати вірусу дуже високої концентрації.
Опишемо коротко процедуруполученія і очищення вірусної суспензії. Процес цей починається сіскусственного введення вірусу в мозок піддослідної тварини. Через декілька днів вірус розмножиться в тканини мозку. При цьому обнаружатсяхарактерние порушення функційнервной системи «господаря», і у тварини виявляться ознаки захворювання. Коли симптоми досягнуть найбільшого розвитку, звірка присипляють, а його мозок, втканях якого містяться великі кількості вірусу, витягають у стерильних умовах з черепажівотного. Потім з мозку готується, скажімо, 10%-ва суспензія. Крім віріонів вона містить ще й велика кількість шматочків нервової тканини, залишки кровоносних судин, кров'яні тільця та інші біологічні компоненти. Шматочки тканини та інші великі частинки усуваються першого центрифугуванням зі швидкістю 5000-10000 оборотів в хвилину. Воно триває близько півгодини. Рідина над осадом (суперкатакт) обережно сліваютв спеціальні пробірки для центрифугування, зроблені з пластмаси або нержавіючої сталі, оскільки скло не витримує тиск, що розвивається прівисокоскоростном центрифугування. А осад знешкоджують дезінфікуючими засобами. Злитий «супернатант» обробляється потім вже в ул?? трацентріфуге.
Для седиментації дрібних вірусів необхідно багатогодинне ультрацентріфугірованіе, причому отриманий осад часто буває не більше шпилькової головки. Але іпосле такої обробки ми маємо не зовсім чистий вірусний матеріал, у ньому ще містяться чужорідні домішки. Для тонких аналізів цей осад треба кілька разів обробити разлічниміреактівамі і повторітьультрацентріфугірованіе. Тільки тоді можна получітьконцентрірованную суспензію вірусу високої чистоти, яка потрібна для точних і достовірних біохімічних, кристалографічних аналізів або длянаблюденій в електронно-оптичних приладах.
У розпорядженні вірусологів взагалі багато різних технічних пристроїв, як, наприклад, центрифугування по градієнтам концентрації, коли віріони поділяються за ступенями концентрації або за формою. Інший прилад, який представляє в наше времястандартное устаткування майже кожної науково-ісследовательскойвірусологіческой лабораторії - електронний мікроскоп. Це дорогий, великий і складний апарат.
Для отримання зображення вірусів існує багато різних методів, і всі вони пройшли свої етапи розвитку. Чтобиобнаружіть віріони в клітинах, в даний час користуються методомультратонкіх срезовФіксірованний матеріал, залитий епоксидної смолою, разрезаетсятончайшім скляним або алмазним ножем. За допомогою точних ультрамікротомоводну клітину можна розрізати більш ніж на тисячу тонких зрізів. Отримані таким чином зрізи обробляються потім спеціальними хімікаліями, що забезпечує кращу їх видимість.
Для спостереження тонкого будови окремих віріонів застосовується метод негативного контрастування (фарбування), впровадження якого значно підвищило якісний рівень електронногомікроскопірованія. Вірусні частинки при цьому обережно змішуються сраствором фосфовольфрамовойкіслоти, що дає осад, не пропускає електронні промені. У результаті віріони постають у вигляді своїх абсолютно точних відбитків, за якими можна вивчати найтонші деталі їх поверхонь. При методепозітівногоокрашіванія (або «металізовані» препарату) застосовуються такі речовини, які здатні вибірково прилипати до поверхностівіріонов (наприклад, специфічні антитіла, мічені феритину, що містить у своїй молекулі залізо і тому хорошоразлічімие в електронному мікроскопі).

Загальні методи ізученіявірусов

Про присутність вірусу в організмі як пріспонтанном захворюванні, так і при експериментальному зараженні господаря судять по появі тих чи інших патологіческіхсімптомов. Кожного разу, коли виникає підозра про присутність вірусу візучаемом об'єкті, доводиться підбирати певний комплекс умов - відповідний організм ісоответствующій спосіб зараження, - при якому вірус викликає взараженном організмераспознаваемие зміни. Так що вірусологам доводиться витрачати большіеусілія на розробку методовполученія експериментальних інфекцій.
Як відомо, для доказу того, що дане захворювання дійсно визиваетсяопределенним мікроорганізмом, необходімовиполніть так називаемиепостулати Коха: 1) показати, що цей мікроорганізм регулярно виявляється у хворому організмі; 2) отримати культуру цього мікроорганізму на штучної живильному середовищі; 3) відтворити дане захворювання зараженіемексперіментального тварини виділеної культурою і, нарешті,; 4) повторно виділити даний мікроорганізм, але тепер вже з організму штучно зараженого господаря. Ті ж постулати mutatis mutandis справедливі і для діагностики вірусних захворювань. У цьому випадку, згідно Ріверса, постулати формуються наступним чином: 1) виділення вірусу з організму хворого, 2) культивування вірусу в організмі чи в клітинах експериментального тварини, 3) доказ фільтруемостіінфекціонного агента (щоб виключити патогенні агенти більшого розміру, наприклад бактерії), 4 ) відтворення подібного захворювання в іншого представника даного або спорідненого виду і, нарешті, 5) повторне виділення того самого вірусу.
Культивування та ідентифікація вірусів - основні вірусологічні методи, використовувані в практичній вірусології при діагностиці вірусних захворювань. Матеріал, в которомподозревается наявність вірусу, наприклад лізат бактерій, шматочок тканини або біологічна рідина, при необхідності подрібнюють або гомогенезіруют з тим, щоб пріконтроліруемих умовах перевести його в суспензованого стан.
Великі фрагменти клітин, атакож можливі забруднюючі матеріал мікроорганізми видаляють за допомогою центрифугування і фільтрування. Таку очищену суспензію вводятподходящему господареві, або додають до суспензії клітин, лібонаносят на монослой відповідних клітин. У результаті в шарі чутливих клітин, таких, какбактеріі, що ростуть у чашці з агаром, або клітини тварин, що ростуть на поверхні скла, можуть з'явитися локальні ураження, так звані бляшки, які характерні для даного вірусу .. Бляшки утворюються в результаті зараження розташованих в даній області клітин, розмноження в них вірусу і їх повного або часткового лізису. Якщо розмноження вірусу не веде до утворення візуально виявляються дискретних бляшок, вірус може бути виявлений і охарактеризовано щодо змін, що викликається ним вкультуре клітин, або поповрежденію шару клітин або за допомогою інших тестів.
Якщо досліджуваний матеріал не наносять на шар культивованих клітин, а вводять в організм господаря, то мета експерименту - виявлення загальних реакційорганізма, що свідчать про розвиток інфекції: поява симптомів захворювання, загибель тварини ілікакіе-які інші специфічні реакції, напрімеробразованіе антитіл.
Нарешті, якщо ні зараження культури клітин, ні введеніематеріала в організм господаря не ведуть кпоявленію будь-лібосімптомов вірусної інфекції, вірусологи вдаються до так званих «сліпим пасажів», тобто кповторним перенесенню досліджуваного матеріалу, що часто призводить кповишенію вірулентностівіруса або до збільшення його титру.

Загальний хімічний склад вірусів

Неодмінною компонентомвірусной частки являетсякакая-небудь один з двох нуклеїнових кислот, білок і зольні елементи. Ці три компоненти є спільними для всіх без винятку вірусів, тоді як інші дваліпоіди і вуглеводи - входять до складу далеко не всіх вірусів.
Віруси, що складаються тільки з білка нуклеїнової кислоти і зольних елементів, найчастіше належать до групи простих, так званих мінімальних, вірусів, позбавлених диференціації, власних ферментів або яких-лібоспеціалізірованних структур. До такого роду вірусів належать віруси рослин, деякі вірусижівотних і комах. У той же час практично всі бактеріофаги, які за хімічним складом, безумовно належать до групи мінімальних вірусів, насправді є дуже складними і високодиференційованими структурами. Віруси, до складу яких поряд з білком і нуклеїнової кислотою входять також ліпоїдами і вуглеводи, як правило, належать до групи складно влаштованих вірусів. Більша частина вірусів цієї группипаразітірует на тваринах.

Білки вірусів

Амінокислотний складу вірусних білків
Білок всіх досліджених до теперішнього часу вірусовпостроен зі звичайних амінокислот, що належать до природного L-ряду.D-амінокислот у складі вірусних часток не знайдено. Співвідношення амінокислот ввірусних білках досить близько ктаковому в білках тварин, бактерій і рослин.
Вірусні білки не містять зазвичай великого колічестваосновних амінокислот (аргініну, муцину), тобто не належать до групи білків типу гістонів і протаміну з яскраво вираженими лужними властивостями. Не враховуючи нейтральних амінокислот, можна сказати, що у вірусному білку переважають кислі дикарбонових кислот. Це справедливо як для вірусів з низьким вмістом нуклеїнової кислоти, так ідля вірусів з високим вмістом РНК і ДНК.

Вірусна ДНК

Головною структурною особливістю більшості вірусних молекул ДНК, як і ДНК з інших джерел, є наявність двох спарених антипаралельних ланцюгів. ДНК-геном вірусів, проте, невеликий і тому тут виникають питання, касающіесяконцов спіралі і загальної форми молекули ДНК, а не монотонної, фактично не має решт «середньої» частини спіралі. Отримані відповіді виявилися досить дивними: молекуливірусних ДНК можуть битьлінейнимі ілікольцевимі, дволанцюжкові або одноланцюжкові по всій своїй довжині або ж одне цепочечнимі тільки на кінцях. Крім того, з'ясувалося, чтобольшінство нуклеотіднихпоследовательностей в вірусномгеноме зустрічається лише по одному разу, проте на кінцях можуть перебувати повторюються, іліізбиточние ділянки.
З усіх описаних до цих пір вірусних ДНК найбільш складно організована ДНК вірусу герпеса.Геном тут, мабуть, складається з двох большіхсоедіненних сегментів, кожен з яких імеетповторяющіеся кінцеві послідовності. Можливі чотири способи з'єднання двох таких сегментів кінець в кінець, і всі вони нібито зустрічаються в кожному препараті віріонів.
Найбільший з відомих вірусів - вірусосповакціни має геном розміром 15-108 дальтон. ДНК, виділена зі свіжого препаратавіріонов, очевидно, має поперечні зшивання, тому що не розділяється за два ланцюги. Одна з можливих моделей такої молекули - гігантська, не подверженнаяденатураціі кільцева структура, що утворюється при замиканні решт лінейнойдвойной спіралі.
Крім дуже цікавих відмінностей у формі молекули і в структурі кінцевих ділянок вірусних ДНК існують також большіеразлічія у величині геному. Серед найменших «повних» вірусів (тобто вірусів, які здатні розмножуватися в клітині-господаря) можна назвати фаг? X174, парвовіруси, паповіруси, віруси поліоми і SV40.С іншого боку, збільшуючи бактеріофагів і вірусів людини і тварин (папріляр, герпесу і осповакціни) геномзначітельно більше - від 1 до 1,5.108 дальтон, так що він міг би кодувати більше 100 белков.Действітельно, убактеріофага Т4 зараз ідентифіковано більше ста генів.
У 1953 р. Уайетт та Коен зробили несподіване відкриття, дуже істотне для наступних експериментів: виявилося, що вДНК Т-парних бактеріофаговсодержітсяне цитозин, а 5-гідроксіметілцітозін. Ця відмінність дало можливість вивчати фагів ДНК незалежно від ДНК господаря. Були откритикодіруемие фагом ферменти, які змінюють метаболізм інфікованої клітини, і вона починає синтезувати компоненти, необхідні вірусу. Ще одне біохімічне відміну ДНК бактеріофага полягає в тому, що до її гідроксіметілцітозіну приєднані залишки глюкози: останні, мабуть, перешкоджають переривання фагової ДНКнекоторимі ферментами господаря.
На противагу цьому увірусов тварин ДНК майже не піддається модифікацій. Наприклад, хоча ДНК клітин-господарів і містить многометілірованних підстав, у вірусів є влучшем випадку лише несколькометільних груп на геном. Більшість вірусних дезоксінуклеотідов не модифіковану, і тому знаходження безперечних модифікацій було б великим інтерес.

Вірусна РНК

Дослідження вірусної РНК склали один з найбільш значних вкладів вірусології в молекулярну біологію. Той факт, що увірусов растенійрепліціруемаягенетіческая система складається тільки з РНК, ясно показав, що і РНК здатна сохранятьгенетіческую інформацію. Була встановлена інфекційності РНКвіруса тютюнової мозаїки, і з'ясувалося, що для інфекції необхідна вся її молекула; це означало, що інтактною структуривисокомолекулярной РНК существеннодля ееактівності. Не менш важливим результатомранніх досліджень на тому жевірусе з'явилася розробка методом виділення високомолекулярний РНК іізученіяее властивостей. Ці методи послужили надалі основою для вивчення різних типів РНК, що зустрічаються в інших вірусів.
Розміри віріонів РНК - вірусів сільноварьіруют - від 7.106 дальтон у пікорнавірусів до> 2.108 дальтон у ретровірусів; однак розміри РНК і, отже, обсяг що міститься в ній інформації розрізняються взначітельно меншою мірою.
РНК пікорнавірусів - ймовірно, найменша з відомих - містить близько 7500 нуклеотидів, а РНКпараміксовірусов - чи не найбільша - майже 15000 нуклеотидів. Мабуть, всім незалежно реплікуються РНК-вірусів потрібен якийсь мінімумінформаціі для Реплікаційний системи і капсидних білка, але у них відсутня дуже сложнаядобавочная інформація, якою можуть мати великі ДНК-віруси.

Вірусні білки

Крім капсидних білків, що утворюють «футляр» длянуклеіновой кислоти, у вірусів з оболонками є й інші белкі.Подобние приклади можна знайти серед вірусів тварин (у тому числі комах), рослин і бактерій. Крім білків, що входять до складу нуклеопротеїдні «ядра», віріони можуть містити ще вірус - специфічні білки, коториебилі вбудовані в плазматичні мембрани заражених клітин і покривають вірусну частинку, коли вона виходить з клітини або «відбруньковувалися» від її поверхні. Крім того, унекоторих вірусів з оболочкойсуществует субмембранний матриксних білок між оболонкою інуклеокапсідом. Другу велику групу вірус-специфічних білків складають некапсідние вірусні білки. Вони а передусім мають відношення ксінтезу нуклеїнових кислот віріона.

Амінокислотний складу вірусних білків

Білок всіх досліджених до теперішнього часу вірусів побудований із звичайних амінокислот, що належать кестественному L-ряду. Д-амінокислот всоставе вірусних часток не знайдено. Співвідношення амінокислот у вірусних білках досить близько до такому в білках тварин, бактерій і рослин. Вірусні білки не містять зазвичай великої кількості основнихамінокіслот (аргініну, муцину), тобто не належать до групи білків типу гістонів і протаміну з яскраво вираженниміщелочнимі властивостями. Чи не учітиваянейтральних амінокислот, можна сказати, що у вірусному білку переважають кислі дикарбонових кислот. Етосправедліво як для вірусів з низьким вмістом нуклеїнової кислоти, так і для вірусів з високим вмістом РНК і ДНК.

Хімічні субодиниці вірусних білків

Резюмується наявний внастоящее час матеріал про субодиниця вірусного білка, можна зробити висновок, що белковийкомпонент вірусів, як і всі інші білки, побудований з пептидних ланцюжків. Єдине своєрідність поліпептидного ланцюжка вірусного білка пов'язане з «маскуванням» обох або якої-небудь однієї З-або N - кінцевий амінокислоти, що, мабуть, являетсяеволюціонним пристосуванням, що утрудняє руйнування вірусного білка під впливом протеазв клітинах господаря. У вірусних частинок пептидні цепочкіопределенним чином взаємодіють один з одним, пріобретаявторічную і третинну структуру.Іменно в такій формі пептидні ланцюга є структурними субодиниця вірусного білка, що спостерігаються звичайно в електронному мікроскопі.

Деякі загальні властивості вірусних білків

Пептидний ланцюг вірусного білка, за винятком «маскування» С-або N-кінцевих груп, не має сама по себекакімі-небудь унікальними властивостями. Вона легкогідролізуетсяпротеазаміі виявляє звичайну, характерну для пептидів лабільність по відношенню до рядуфізіческіх і хімічних чинників. У той жевремя білкова оболонка вірусів в цілому характеризується рядом унікальних особливостей. Перш за все слід зазначити стійкість цільних часток до протеолітичних ферментів, легко гідролізуючи тканинні білки. У той же часЛ деяких дослідженнях повідомляється про часткової або повної інактивації як очищених препаратів вірусів, так і екстрактів, що містять вірус після інкубації з різного роду протеолітичними ферментами цікаво, що дажеблізкородственние віруси можуть, очевидно, відрізнятися почувствітельності до протеази. Так, ні інфекційне, ні гемагглютінірующая активність вірусовгріппа А і С не змінилися після інкубації з трипсином, тоді як в аналогічних условіяхінфекціонность препарату вірусу грипу В знижувалася на 87%, а титр гемаглютиніну при цьому не змінювався. Оцінюючи чутливість того ілііного типу вірусів кпротеолітіческім ферментів, слід також мати на увазі, що віруси виявляють диференціальну чутливість до різних протеаза. Вірусосповакціни, наприклад, стійкий ктріпсіну і хімотрепсіну, порівняно швидко переваріваетсяпапоіном, Однак як би не був решенвпоследствіі підпрос про действііпротеаз на деякі віруси, слід все ж пам'ятати, що стійкість до протеаза є широко поширеним властивістю білкової оболочкінеповрежденних вірусів. Тому при виділенні вірусів часто пріменяютобработку вірусних препаратовпротеометіческімі ферментами для видалення білкових забруднень. Така унікальна стійкість вірусів до протеаза не пов'язана з індивідуальними особливостями вірусного білка як такого, бо при частковому поврежденііілі легкої денатурації вірусного корпускула, так само як і прівиделеніі вірусного білка в чистому вигляді, останній легко перетравлюється протеазами. Поетомуустойчівость вірусних частинок кдействію протеолітіческіхферментов не можна об'яснітькакімі-небудь аномаліями вамінокіслотном складі або наявністю особливого типу зв'язків. Ця властивість вірусів обумовлено структурними особливостями корпускула в цілому, т.е.третічной і четвертинної структурою білка, і має велике біологічне значення, оскільки вірусиразмножаются в клітинах, що містять велику кількість протеолітичних ферментів. Другою особливістю вірусного білка є, як правило, висока стійкість до дії ряду фізичних і хімічних чинників, хоча яких-небудь загальних закономірностей ветом отношенііотметіть не вдається. Деякі вірусні види, що витримують надзвичайно жорсткі режими обробки, здатні інактивувати під впливом такого невинного чинника, як знижена або підвищена концентрація солей, ліофілізацією і т.п. У парних Т-фагів відділення ДНК від белковихоболочек ( «тіней») легко досягається швидким ізмененіемосмотіческого тиску, так званим «осмотичним шоком», тоді як непарні Т-фаги на швидке зменшення солевойконцентраціі середовища не реагують.
Так само різко розрізняються віруси по своїй стійкості всолевих розчинах. Одним з найбільш стійких в цьому отношенііявляется вірус папілломикроліков, місяцями не втрачає активності в 2%-ному розчині хлористого натрію і вполунасищенном розчині сульфату амонію та зберігається протягом десятків років В50%-ном растворегліцеріна на підставі вищенаведених фактів можнодействітельно прийти до висновку, чтоімеются дуже стабільні і весьмалабільние віруси, ночаще за все для вірусовхарактернаізбірательная чутливість до якого-небудь певного відувоздействій поряд з достаточнойстабільностью нуклеопротеїдні зв'язку до ряду інших факторів зовнішнього середовища. Стабільність того чи іншого вірусу копределенним впливів не можна счітатьнеізменной, раз і назавжди даної видовий характеристикою. Вона, поряд з іншими властивостями вірусної частинки, може піддаватися самих радикальних змін в результаті мутації. При оцінці стабільності вірусних частинок необхідно також мати на увазі, що фізична і біологічна інактивація вірусів не завжди збігається. Найчастіше ці поняття співпадають у випадку простих вірусів, у яких відсутні спеціалізовані структури, відповідальні за зараження клітин, а фізична і хімічна структур