Чи можна вважати віруси живими?

Чи є віруси живими?

Відповідно до Львову, «організм - якась незалежна одиниця інтегрованих івзаємопов'язаних структур і функцій ». У найпростіших, тобто в одноклітиннихсаме клітина є незалежною одиницею, іншими словами, організмом. Іклітинні організми - мітохондрії, хромосоми і хлоропласти - це неорганізми, бо вони не є незалежними. Виходить, що якщо слідувативизначенням, даним Львовим, віруси не є організмами, так як неволодіють незалежністю: для вирощування та реплікації генетичногоматеріалу потрібна жива клітина.
У той же час, у багатоклітинних видів незалежно від того, чи тварини,рослини, окремі лінії клітин не можуть еволюціонувати незалежно одинвід одного, отже, їх клітини не є організмами. Для того щобзміна була еволюційно значущим, воно повинно бути передано новомупоколінню індивідуумів. Згідно з цим міркуванням організмявляє собою елементарну одиницю деякого безперервного ряду зсвоєї індивідуальної еволюційної історією
Вірус знаходить відносно незалежну еволюційну історію завдяки йогоздатності до адаптації в напрямку, який веде до придбання нимздатності передаватися від господаря до господаря. Він може пережити клітку абоорганізм, в яких паразитує; фактично вірус часто «експлуатує»клітку. Один вірус може зустрічатися в різних видах, родах і типах і такожодин і той же вірус може передаватися від рослин комах і розмножуватисяв клітинах тих і інших. Вірус, що володіє відповідноюпристосовністю, може використовувати різноманітні еволюційні ніші.
Таким чином, вірус, звичайно, має більшу незалежність, ніж будь-якаклітинна органела. Тобто, в еволюційному плані вірус більшою міроюорганізм, ніж хромосома або навіть клітина багатоклітинного тварини, хочафункціонально він значно менш незалежний, ніж будь-яка така клітина.
І в той же час, можна розглядати дану проблему з точки зору іншоговизначення: матеріал є живим якщо, будучи ізольованим, вінзберігає свою специфічну конфігурацію так, що ця конфігурація можебути реінтегрувати, тобто знову включена в цикл, в якому бере участьгенетичне речовина: це ототожнює життя з наявністю незалежногоспецифічного саморепліцірующегося способу організації. Специфічнапослідовність підстав нуклеїнової кислоти того чи іншого гена можекопіюватися; ген - це певна частина запасів інформацією, якою володіє живий організм. В якості тесту на живе дане вище визначенняпропонує відтворення в різних клітинних лініях і в ряді поколінняорганізмів. Вірус, відповідно до цього тесту, живий точно так само, як і будь-якийінший фрагмент генетичного матеріалу, що його можна витягнути з клітки,знову ввести в живу клітину і що при цьому він буде копіюватися в ній істане хоча б на деякий час частина її спадкового апарату. Прицьому передача вірусного генома становить основний сенс існування цихформ - результат їх спеціалізації в процесі відбору. Томуспеціалізовані вірусів як переносників нуклеїнових кислот даєможливість вважати віруси «більш живими», ніж будь-які фрагментигенетичного матеріалу, і більш «організмами», ніж будь-які клітинніорганели, включаючи хромосоми і гени.

Строгі постулати Коха

Які ж ті основні положення, сформульовані Робертом Кохом (1843 -
1910), яких повинен дотримуватися мікробіолог при кожному виявленніневідомого збудника? Що може бути доказом, що саме вінє причиною даного інфекційного захворювання? Ось ці три критерії:
Неодноразове отримання чистої культури збудника, взятого з організмухворого.
Виникнення такого самого чи схожого захворювання (як за характеромтечії, так і за що викликається ним патологічних змін) приінфікуванні здорового організму культурою передбачуваного збудника.
Поява в організмі людини або тварини після їх зараження данимзбудником завжди одних і тих самих специфічних захисних речовин. Приконтакті імунної сироватки крові з збудником з культури останнійповинен втрачати свої патогенні властивості.
Для сучасної вірусології характерно бурхливий розвиток і широкезастосування різних методик - як біологічних (включаючигенетичні), так і фізико-хімічних .. Вони використовуються при встановленнінових, досі ще невідомих вірусів, і при вивченні біологічнихвластивостей і будови вже виявлених видів.
Фундаментальні теоретичні дослідження дають зазвичай важливі відомості,які використовуються в медицині, в області діагностики або при глибокомуаналізі процесів вірусної інфекції. Введення нових дієвих методіввірусології пов'язано, як правило, з видатними відкриттями.
Так наприклад, метод вирощування вірусів у розвивається курячому ембріоні,вперше застосований А. М. Вудрофом і Е. Дж. Гудпесчуром в 1931 році, був звинятковим успіхом використаний при вивченні вірусу грипу.
Прогрес фізико-хімічних методів, зокрема методу центрифугування,привів у 1935 році до можливості крісталмуаціі вірусу тютюнової мозаїки
(ВТМ) з соку хворих рослин, а згодом й до встановлення вхіднихдо його складу білків. Цим було дано перший поштовх до вивчення будови ібіохімії вірусів.
У 1939 році А. В. Арден і Г. Руська вперше застосували для вивчення вірусівелектронний мікроскоп. Введення цього апарату в практику означалоісторичний перелом у вірусологічних дослідженнях, оскільки з'явиласяможливість побачити - хоча в ті роки ще й не досить чітко - окремічастинки вірусу, віріони.
У 1941 році Г. Херст встановив, що вірус грипу за певних умоввикликає аглютинацію (склеювання і випадання в осад) червоних кров'янихтілець (еритроцитів). Цим було покладено основа для вивченнявзаємин між поверхневими структурами вірусу і еритроцитів, атакож для розробки одного з найбільш ефективних методів діагностики.
Корінний перелом і вірусологічних дослідженнях стався в 1949 р.,коли Дж. Ендерс, Т. Уеллер і Ф. Роббінс вдалося розмножити вірусполіомієліту в клітинах шкіри і м'язів людського зародка. Вони домоглисярозростання шматочків тканини на штучної живильному середовищі. Клітинні
(тканинні) культури були інфіковані вірусом поліомієліту, який доцього вивчали виключно на мавпах і лише дуже рідко на особливому видіщурів.
Вірус у людських клітинах, вирощених поза материнського організму,добре множився і викликав характерні патологічні зміни. Методкультури клітин (тривале збереження і вирощування в штучнихпоживних середовищах клітин, виділених з організму людини і тварин) бувзгодом вдосконалений і спрощено багатьма дослідниками і став,нарешті, одним з найбільш важливих і результативних для культивуваннявірусів. Завдяки цьому більш доступного і дешевого методу з'явиласяможливість отримувати віруси у відносно чистому вигляді, чого не можна булодосягти в суспензіях з органів загиблих тварин. Введення нового методуозначало безсумнівний прогрес не беруть участі в роботі вірусних захворювань,але й в отриманні прищепних вакцин. Він дав також непогані результати і вбіологічних і біохімічних дослідженнях вірусів.
У 1956 році вдалося показати, що носієм інфекційності вірусу є що міститься в ньому нуклеїнова кислота. А в 1957 році А. Айзекс і Дж.
Ліндеман відкрили інтерферон, який дозволив пояснити багатобіологічні явища, що спостерігаються в стосунках між вірусом і клітиною --господарем або організмом - господарем.
С. Бреннер і Д. Хорн ввели в техніку електронної мікроскопії методнегативного контрастного фарбування, що зробив можливим вивчення тонкогобудови вірусів, зокрема їх структурних елементів (субодиниць).
У 1964 році вже згадуваний нами раніше американський вірусолог Гайдузек зспівробітниками довів інфекційний характер низки хронічних захворюваньцентральної нервової системи людини і тварин. Він вивчав нещодавновиявлені своєрідні віруси, лише в деяких рисах схожі з ранішевідомими.
У той же час американський генетик Барух Бламберг виявляє (у процесігенетичних досліджень білків крові) антиген сироваткового гепатиту
(австралійський антиген), речовина, що ідентифікується за допомогоюсерологічних тестів. Цьому антигену призначено було зіграти велику роль увірусологічних дослідженнях гепатиту.
В останні роки одним з найбільших успіхів вірусології можна вважатирозкриття деяких молекулярно-біологічних механізмів перетвореннянормальних клітин у пухлинні. Не менших успіхів було досягнуто і вгалузі вивчення будови вірусів і їх генетики.

Інфекційна одиниця

Найменша кількість вірусу, здатний в даному досвіді викликати інфекцію,називається інфекційної одиницею.
Для її визначення застосовуються зазвичай два методи. Перший заснований навизначенні 50%-ної летальної дози, що позначається LD 50 (від лат.
Letatis - смертельна, dosis - доза). Другий метод встановлює числоінфекційних одиниць за кількістю бляшок, що утворилися в культурі клітин.
Що, по суті, є величина LD 50 і як вона визначається?
Досліджуваний вірусний матеріал розлучається відповідно до падіннямступенями концентрації, скажімо кратними десяти: 1:10; 1:100; 1:1000 і т.д.
Кожним з розчинів з вказаними концентраціями вірусу інфікують групутварин (десять індивідуумів) або культуру клітин в пробірках. Потімспостерігають загибель тварин або зміни, що сталися в культурі підвпливом вірусу. Статистичним методом визначається ступінь концентрації,здатна вбити 50% тварин з числа заражених вихідним матеріалом.
При використанні культури клітин слід знайти таку дозу вірусу, якавиробляє згубну дію на 50% інфікованих нею культур. У цьомувипадку вживається скорочення ЦПД 50 (цитопатичної доза). Інакше кажучи,мова йде про таку дозі вірусу, що викликає пошкодження або загибельполовини інфікованих нею культур.
Методом бляшок не можна отримати статистичні дані, але можна встановитифактична кількість одиниць вірусу в матеріалі, що дає бляшки в культуріклітин. В ідеальному випадку така одиниця відповідає одній функціональноповноцінної частці.

Титрування

індукована вірусом реакція може відбуватися по типу «все або нічого»
(тобто наявність або відсутність інфекції), а може бути вираженакількісно, наприклад тривалістю часу, необхідного проявиінфекції, або числом поразок у шарі чутливих клітин. Кількісневизначення вірусної активності називається титруванням. Титр вихідноївірусної суспензії виражається числом інфекційних одиниць, що припадають наодиницю об'єму. Інфекційні нуклеїнові кислоти, незалежно від тоговиділені чи вони з фагів або з вірусів тварин або рослин, як правило,мають значно меншим інфекційним титром, ніж вихідний вірус (тоє відношення числа що містяться в препараті молекул нуклеїнової кислоти дочисла інфекційних одиниць значно більше, ніж відповідні величинидля віріонів, з яких ці нуклеїнові кислоти були виділені). Однак іпри титрування вільної нуклеїнової кислоти і при титруванні віріонівймовірність знаходження в пробі середнього числа частинок виражається однієюформулою. Звідси випливає, що вірусну інфекцію може викликати також і однамолекула вірусної нуклеїнової кислоти. Як правило, інфекційними єтільки інтактні вірусні ДНК і РНК. Виняток спостерігається примножині зараженні клітин молекулами нуклеїнової кислоти, що містятьнеповним геном вірусу.
Резюмуючи сказане, можна прийти до висновку, що титр вірусної суспензії,виражений числом інфекційних одиниць, що містяться в одиниці об'єму, якправило, відповідає числу віріонів (або числа молекул вірусноїнуклеїнової кислоти), здатних за умов даного досвіду викликатиінфекцію.

Втрата інфекційності

Як правило, чутливість віріонів даного вірусу до дії тих чиінших інактивуючої речовин визначається специфічними властивостями йогобілків, внаслідок чого методи інактивації інфекційності, розробленідля даного конкретного вірусу, ефективні лише у відношенніблизькоспоріднених йому вірусів. Виняток становить чутливістьвірусів до рентгенівським променів, що залежить від типу нуклеїнової кислотивіріонів та її кількості. В основі цієї закономірності лежить той факт, щодію рентгенівських променів призводить до розриву молекул нуклеїновоїкислоти, і навіть одного такого розриву часто буває достатньо для втратиінфекційного вірусу. Результати експериментів показують, що дрібнівіруси інактивуються рентгенівськими променями значно ефективніше, такяк для них характерна велика величина відносини вмісту в віріонануклеїнової 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 ворганізмі хворої людини або зараженої тварини застосовуютьсясерологічні методи. Серологія (від лат. Serum - сироватка, рідкаскладова частина крові) - це розділ імунології, що вивчає реакціїантигену специфічними захисними речовинами, антитілами, які знаходятьсяв сироватці крові. Антитіла нейтралізують дію вірусу. Вони зв'язуютьсяз певними антигенними речовинами, що знаходяться на поверхнівірусних частинок. У результаті зв'язування молекул антитіл з поверхневоюструктурою вірусу останній втрачає свої патогенні властивості. Длявстановлення рівня (кількості) антитіл в сироватці або визначення типуданого вірусу проводиться реакція нейтралізації вірусу. Її можнапроводити як на тварин, так і на культурі клітин.
Мінімальну концентрацію сироватки, що містить антитіла, достатню длятого, щоб нейтралізувати вірус, не дати йому проявити цитопатичноїдію, називають титром сироватки, нейтралізуючу вірус. Ця концентраціяможе бути виявлена і за допомогою методу бляшок.
Для виявлення антитіл використовується метод гальмування гемаглютинації
(склеювання еритроцитів під впливом вірусу) і метод зв'язуваннякомплементу. З методів, що застосовуються у вірусології для різнихдослідницьких цілей, можна ще згадати методи, за допомогою якихвірусологічний матеріал готується для фізичних і хімічниханалізів, які полегшують вивчення тонкої будови і складу вірусів.
Ці аналізи вимагають великої кількості абсолютно чистого вірусу. Очищеннявірусу - процес, при якому із суспензії з вірусом усуваються всісторонні, що забруднюють її частки. В основному це шматочки і «уламки»клітин - господарів. Одночасно з очищенням відбувається зазвичай згущеннясуспензії, підвищення концентрації вірусу. Так виходить початковий матеріалдля багатьох досліджень.
З окремих методів очищення згадаємо лише найбільш ефективний - методультрацентріфугірованія, який дає препарати вірусу дуже високоюконцентрації.
Опишемо коротко процедуру отримання і очищення вірусної суспензії. Процесцей починається з штучного введення вірусу в мозок піддослідноготварини. Через декілька днів вірус розмножиться в тканини мозку.
При цьому будуть виявлені характерні порушення функцій нервової системи
«Господаря», і у тварини виявляться ознаки захворювання. Коли симптомидосягнуть найбільшого розвитку, звірка присипляють, а його мозок, в тканинахякого містяться великі кількості вірусу, витягають в стерильнихумовах з черепа тварини. Потім з мозку готується, скажімо, 10%-васуспензія. Крім віріонів вона містить ще й велика кількість шматочківнервової тканини, залишки кровоносних судин, кров'яні тільця та іншібіологічні компоненти. Шматочки тканини та інші великі часткиусуваються першого центрифугуванням зі швидкістю 5000-10000 оборотів вхвилину. Воно триває близько півгодини. Рідина над осадом (суперкатакт)обережно зливають у спеціальні пробірки для центрифугування, зробленіз пластмаси або нержавіючої сталі, оскільки скло не витримуєтиск, що розвивається при високошвидкісному центрифугування. Аосад знешкоджують дезінфікуючими засобами. Злитий «супернатант»обробляється потім вже в ульт?? ацентріфуге.
Для седиментації дрібних вірусів необхідно багатогодиннеультрацентріфугірованіе, причому отриманий осад часто буває не більшешпилькової головки. Але і після такої обробки ми маємо не зовсім чистийвірусний матеріал, у ньому ще містяться чужорідні домішки. Для тонкиханалізів цей осад треба кілька разів обробити різними реактивами таповторити ультрацентріфугірованіе. Тільки тоді можна отриматиконцентровану суспензію вірусу високої чистоти, яка потрібна дляточних і достовірних біохімічних, кристалографічних аналізу або дляспостережень в електронно-оптичних приладах.
У розпорядженні вірусологів взагалі багато різних технічнихпристосувань, як, наприклад, центрифугування по градієнтамконцентрації, коли віріони поділяються за ступенями концентрації або заформі. Інший прилад, який представляє в наш час стандартне обладнаннямайже кожної науково-дослідної вірусологічної лабораторії --електронний мікроскоп. Це дорогий, великий і складний апарат.
Для отримання зображення вірусів існує багато різних методів, і всевони пройшли свої етапи розвитку. Щоб виявити віріони в клітинах, вданий час користуються методом ультратонких зрізів Фіксованийматеріал, залитий епоксидної смолою, розрізає найтоншим скляним абоалмазним ножем. За допомогою точних ультрамікротомов одну клітину можнарозрізати більш ніж на тисячу тонких зрізів. Отримані таким чином зрізиобробляються потім спеціальними хімікаліями, що забезпечує кращу їхвидимість.
Для спостереження тонкого будови окремих віріонів застосовується методнегативного контрастування (фарбування), впровадження якого значнопідвищило якісний рівень електронного мікроскопірованія. Віруснічастки при цьому обережно змішуються з розчином фосфовольфрамовойкислоти, що дає осад, не пропускає електронні промені. У результатівіріони постають у вигляді своїх абсолютно точних відбитків, за якимиможна вивчати найтонші деталі їх поверхонь. При методі позитивногофарбування (або «металізовані» препарату) застосовуються такі речовини,які здатні вибірково прилипати до поверхні віріонів (наприклад,специфічні антитіла, мічені феритину, що містить у своїй молекулізалізо і тому добре помітні в електронному мікроскопі).

Загальні методи вивчення вірусів

Про присутність вірусу в організмі як при спонтанному захворюванні, так і приекспериментальному зараженні господаря судять по появі тих чи іншихпатологічних симптомів. Кожного разу, коли виникає підозра проприсутності вірусу в досліджуваному об'єкті, доводиться підбирати певнийкомплекс умов - відповідний організм і відповідний спосіб зараження,
- При якому вірус викликає у зараженому організмі розпізнаванізміни. Так що вірусологам доводиться витрачати великі зусилля нарозробку методів одержання експериментальних інфекцій.
Як відомо, для доказу того, що дане захворювання дійсновикликається певним мікроорганізмом, необхідно виконати такзвані постулати Коха: 1) показати, що цей мікроорганізм регулярновиявляється у хворому організмі; 2) отримати культуру цьогомікроорганізму на штучної живильному середовищі; 3) відтворити данезахворювання зараженням експериментального тваринного виділеної культуроюі, нарешті,; 4) повторно виділити даний мікроорганізм, але тепер уже зорганізму штучно зараженого господаря. Ті ж постулати mutatismutandis справедливі і для діагностики вірусних захворювань. У цьому випадку,згідно Ріверса, постулати формуються наступним чином: 1) виділеннявірусу з організму хворого, 2) культивування вірусу в організмі або вклітинах експериментального тварини, 3) доказ фільтрованностіінфекційного агента (щоб виключити патогенні агенти більшого розміру,наприклад бактерії), 4) відтворення подібного захворювання в іншогопредставника даного або спорідненого виду і, нарешті, 5) повторневиділення того самого вірусу.
Культивування та ідентифікація вірусів - основні вірусологічні методи,що використовуються в практичній вірусології при діагностиці віруснихзахворювань. Матеріал, в якому підозрюється наявність вірусу, наприкладлізат бактерій, шматочок тканини або біологічна рідина, при необхідностіподрібнюють або гомогенезіруют з тим, щоб при контрольованих умовахперевести його в суспензованого стан.
Великі фрагменти клітин, а також можливі забруднюючі матеріалмікроорганізми видаляють за допомогою центрифугування і фільтрування. Такуочищену суспензію вводять невластивому господареві, або додають до суспензіїклітин, або наносять на монослой відповідних клітин. У результаті вшарі чутливих клітин, таких, як бактерії, що ростуть у чашці загаром, або клітини тварин, що ростуть на поверхні скла, можутьз'явитися локальні ураження, так звані бляшки, які характернідля даного вірусу .. Бляшки утворюються в результаті зараження розташованихв даній області клітин, розмноження в них вірусу і їх повного абочасткового лізису. Якщо розмноження вірусу не веде до утворення візуальновиявляються дискретних бляшок, вірус може бути виявлений і охарактеризованощодо змін, що викликається ним в культурі клітин, або по пошкодження шаруклітин або за допомогою інших тестів.
Якщо досліджуваний матеріал не наносять на шар культивованих клітин, авводять в організм господаря, то мета експерименту - виявлення загальних реакційорганізму, що свідчать про розвиток інфекції: поява симптомівзахворювання, загибель тварини або які-небудь інші специфічні реакції,наприклад утворення антитіл.
Нарешті, якщо ні зараження культури клітин, ні введення матеріалу ворганізм господаря не ведуть до появи будь-яких симптомів вірусноїінфекції, вірусологи вдаються до так званих «сліпим пасажів», тобто доповторним перенесенню досліджуваного матеріалу, що часто призводить до підвищеннявірулентності вірусу або до збільшення його титру.

Загальний хімічний склад вірусів

Неодмінною компонентом вірусної частинки є яка-небудь один з двохнуклеїнових кислот, білок і зольні елементи. Ці три компоненти єспільними для всіх без винятку вірусів, тоді як інші дваліпоіди івуглеводи - 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 будь-якихспеціалізованих структур. До такого роду вірусів належать вірусирослин, деякі віруси тварин і комах. У той же час практичновсі бактеріофаги, які за хімічним складом, безумовно належать догрупі мінімальних вірусів, насправді є дуже складними івисокодиференційованими структурами. Віруси, до складу яких поряд збілків і нуклеїнових кислот входять також ліпоїдами і вуглеводи, як правило,належать до групи складно влаштованих вірусів. Більша частина вірусів цієїгрупи паразитує на тваринах.

Білки вірусів

Амінокислотний складу вірусних білків
Білок всіх досліджених до теперішнього часу вірусів побудований з звичайнихамінокислот, що належать до природного L-ряду. D-амінокислот у складівірусних часток не знайдено. Співвідношення амінокислот у вірусних білкахдосить близько до такому в білках тварин, бактерій і рослин.
Вірусні білки не містять зазвичай великої кількості основних амінокислот
(аргініну, муцину), тобто не належать до групи білків типу гістонів іпротаміну з яскраво вираженими лужними властивостями. Не враховуючи нейтральнихамінокислот, можна сказати, що у вірусному білку переважають кислідикарбонових кислот. Це справедливо як для вірусів з низьким вмістомнуклеїнової кислоти, так і для 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 антипаралельнихланцюгів. ДНК-геном вірусів, проте, невеликий і тому тут виникаютьпитання, що стосуються решт спіралі і загальної форми молекули ДНК, а немонотонної, фактично не має решт «середньої» частини спіралі.
Отримані відповіді виявилися досить дивними: молекули вірусних ДНКможуть бути лінійними або кільцевими, дволанцюжкові або одноланцюжковіпо всій своїй довжині або ж одне цепочечнимі тільки на кінцях. Крім того,з'ясувалося, що більшість нуклеотидних послідовностей у вірусномугеномі зустрічається лише по одному разу, проте на кінцях можуть перебуватиповторюються, або надлишкові ділянки.
З усіх описаних до цих пір вірусних ДНК найбільш складно організована ДНКвірусу герпесу. Геном тут, мабуть, складається з двох великихз'єднаних сегментів, кожен з яких має повторювані кінцевіпослідовності. Можливі чотири способи з'єднання двох таких сегментівкінець в кінець, і всі вони нібито зустрічаються в кожному препаратівіріонів.
Найбільший з відомих вірусів - вірус осповакціни має геном розміром
15-108 дальтон. ДНК, виділена зі свіжого препарату віріонів, по -Мабуть, має поперечні зшивання, тому що не розділяється за два ланцюги. Одназ можливих моделей такої молекули - гігантська, не схильнаденатурації кільцева структура, що утворюється при замиканні решт лінійної подвійної спіралі.
Крім дуже цікавих відмінностей у формі молекули і в структурі кінцевихділянок вірусних ДНК існують також великі відмінності у величині геному.
Серед найменших «повних» вірусів (тобто вірусів, які здатні розмножуватися вклітці-господаря) можна назвати фаг (X174, парвовіруси, паповіруси, вірусиполіоми і SV40. З іншого боку, у великих бактеріофагів і вірусівлюдини і тварин (папріляр, герпесу і осповакціни) геном значнобільше - від 1 до 1,5.108 дальтон, так що він міг би кодувати більше 100білків. Дійсно, у бактеріофага Т4 зараз ідентифіковано більшеста генів.
У 1953 р. Уайетт та Коен зробили несподіване відкриття, вельми істотнедля наступних експериментів: виявилося, що в ДНК Т-парних бактеріофагів міститься не цитозин, а 5-гідроксіметілцітозін. Ця відмінність даломожливість вивчати фагів ДНК незалежно від ДНК господаря. Були відкритікодуються фагом ферменти, які змінюють метаболізм інфікованоїклітини, і вона починає синтезувати компоненти, необхідні вірусу. Щеодне біохімічне відміну ДНК бактеріофага полягає в тому, що до їїгідроксіметілцітозіну приєднані залишки глюкози: останні, мабуть,перешкоджають переривання фагової ДНК деякими ферментами господаря.
На противагу цьому у вірусів тварин ДНК майже не піддаєтьсямодифікацій. Наприклад, хоча ДНК клітин-господарів і містить багатометильованих підстав, у вірусів є в кращому випадку лише кілька метильних груп на геном. Більшість вірусних дезоксінуклеотідов НЕмодифіковані, і тому знаходження безперечних модифікацій являлоб великий інтерес.

Вірусна РНК

Дослідження вірусної РНК склали один з найбільш значних вкладіввірусології в молекулярну біологію. Той факт, що у вірусів рослинрепліціруемая генетична система складається тільки з РНК, ясно показав,що і РНК здатна зберігати генетичну інформацію. Була встановленаінфекційності РНК вірусу тютюнової мозаїки, і з'ясувалося, що дляінфекції необхідна вся її молекула; це означало, що інтактноюструктури високомолекулярний РНК істотно для її активності. Чи неменш важливим результатом ранніх досліджень на тому ж вірус з'явиласярозробка методом виділення високомолекулярний РНК та вивчення їївластивостей. Ці методи послужили надалі основою для вивчення різнихтипів РНК, що зустрічаються в інших вірусів.
Розміри віріонів РНК - вірусів сильно варіюють - від 7.106 дальтон упікорнавірусів до> 2.108 дальтон у ретровірусів; однак розміри РНК і,отже, обсяг що міститься в ній інформації розрізняютьсязначно меншою мірою.
РНК пікорнавірусів - ймовірно, найменша з відомих - містить близько
7500 нуклеотидів, а РНК параміксовірусів - чи не найбільша --майже 15000 нуклеотидів. Мабуть, всім незалежно реплікуються РНК -вірусам потрібен якийсь мінімум інформації для Реплікаційний системи ікапсидних білка, але у них відсутня дуже складна додатковаінформація, якою можуть мати великі ДНК-віруси.

Вірусні білки

Крім капсидних білків, що утворюють «футляр» для нуклеїнової кислоти, увірусів з оболонками є і інші білки. Подібні приклади можна знайтисеред вірусів тварин (у тому числі комах), рослин і бактерій. Крімбілків, що входять до складу нуклеопротеїдні «ядра», віріони можуть міститище вірус - специфічні білки, які були вбудовані в плазматичнімембрани заражених клітин і покривають вірусну частинку, коли вона виходитьз клітини або «відбруньковувалися» від її поверхні. Крім того, у деякихвірусів з оболонкою існує субмембранний матриксних білок міжоболонкою і нуклеокапсид. Другу велику групу вірус-специфічнихбілків складають некапсідние вірусні білки. Вони в основному маютьставлення до синтезу нуклеїнових кислот віріона.

Амінокислотний складу вірусних білків

Білок всіх досліджених до теперішнього часу вірусів побудований з звичайнихамінокислот, що належать до природного L-ряду. Д-амінокислот ускладі вірусних часток не знайдено. Співвідношення амінокислот у віруснихбілках досить близько до такому в білках тварин, бактерій і рослин.
Вірусні білки не містять зазвичай великої кількості основних амінокислот
(аргініну, муцину), тобто не належать до групи білків типу гістонів іпротаміну з яскраво вираженими лужними властивостями. Не враховуючинейтральних амінокислот, можна сказати, що у вірусному білку переважаютькислі дикарбонових кислот. Це справедливо як для вірусів з низькимзмістом нуклеїнової кислоти, так і для вірусів з високим вмістом
РНК і ДНК.

Хімічні субодиниці вірусних білків

резюмується наявний в даний час матеріал про субодиниця вірусногобілка, можна зробити висновок, що білковий компонент вірусів, як і всіінші білки, побудований з пептидних ланцюжків. Єдине своєрідністьполіпептидного ланцюжка вірусного білка пов'язане з «маскуванням» обох абоякої-небудь однієї З-або N - кінцевий амінокислоти, що, мабуть, єеволюційним пристосуванням, що утрудняє руйнування вірусного білка підвпливом протеаз в клітинах господаря. У вірусних частинок пептидні ланцюжкапевним чином взаємодіють один з одним, набуваючи вторинну ітретинну структуру. Саме в такій формі пептидні ланцюга єструктурними субодиниця вірусного білка, що спостерігаються звичайно велектронному мікроскопі.

Деякі загальні властивості вірусних білків

Пептидний ланцюг вірусного білка, за винятком «маскування» С-або N -кінцевих груп, не має сама по собі будь-якими унікальнимивластивостями. Вона легко гідролізується протеазами і виявляє звичайну,характерну для пептидів лабільність по відношенню до ряду фізичних іхімічних чинників. У той же час білкова оболонка вірусів в ціломухарактеризується рядом унікальних особливостей. Перш за все слідвідзначити стійкість цільних часток до протеолітичних ферментів, легкогідролізуючи тканинні білки. У той же час в деяких дослідженняхповідомляється про часткової або повної інактивації як очищених препаратіввірусів, так і екстрактів, що містять вірус після інкубації з різногороду протеолітичними ферментами цікаво, що навіть близькоспорідненівіруси можуть, очевидно, відрізнятися за чутливістю до протеази.
Так, ні інфекційне, ні гемагглютінірующая активність вірусів грипу Аі С не змінилися після інкубації з трипсином, тоді як в аналогічнихумовах інфекційної препарату вірусу грипу В знижувалася на 87%, атитр гемаглютиніну при цьому не змінювався. Оцінюючи чутливість тогоабо іншого типу вірусів до протеолітичних ферментів, слід також матина увазі, що віруси виявляють диференціальну чутливість дорізним протеаза. Вірус осповакціни, наприклад, стійкий до трипсину іхімотрепсіну, порівняно швидко перетравлюється папоіном, Однак як бині було вирішено згодом питанняпро дію протеаз на деякі віруси,варто все-таки пам'ятати, що стійкість до протеаза є широкопоширеним властивістю білкової оболонки непошкоджених вірусів.
Тому при виділенні вірусів часто застосовують обробку віруснихпрепаратів протеометіческімі ферментами для видалення білкових забруднень.
Така унікальна стійкість вірусів до протеаза не пов'язана зіндивідуальними особливостями вірусного білка як такого, тому що причастковому пошкодженні або легкої денатурації вірусного корпускула, так самояк і при виділенні вірусного білка в чистому вигляді, останній легкоперетравлюється протеазами. Тому стійкість вірусних частинок додії протеолітичних ферментів не можна пояснити будь-якимианомаліями в амінокислотним складом або наявністю особливого типу зв'язків. Цевластивість вірусів обумовлено структурними особливостями корпускула в цілому,тобто третинної і четвертинної структурою білка, і має великебіологічне значення, оскільки віруси розмножуються в клітинах,містять велику кількість протеолітичних ферментів. Другийособливістю вірусного білка є, як правило, висока стійкість довпливу ряду фізичних і хімічних чинників, хоча яких-небудь загальнихзакономірностей у цьому відношенні відзначити не вдається. Деякі віруснівиди, що витримують надзвичайно жорсткі режими обробки, здатніінактивувати під впливом такого невинного чинника, як знижена абопідвищена концентрація солей, ліофілізацією і т.п. У парних Т-фагіввідділення ДНК від білкових оболонок ( «тіней») легко досягається швидкимзміною осмотичного тиску, так званим «осмотичним шоком»,тоді як непарні Т-фаги на швидке зменшення сольовий концентрації середовищане реагують.
Так само різко розрізняються віруси по своїй стійкості в сольових розчинах.
Одним з найбільш стійких в цьому відношенні є вірус папіломикроликів, місяцями не втрачає активності в 2%-ному розчині хлористогонатрію і напівнасичених розчині сульфату амонію і зберігається вПротягом десятків років у 50%-му розчині гліцерину на підставівищенаведених фактів можна дійсно прийти до висновку, що єдуже стабільні і вельми лабільні віруси, але частіше за все длявірусів характерна виборча чутливість до якого-небудьпевного виду впливів поряд з достатньою стабільністюнуклеопротеїдні зв'язку до ряду інших факторів зовнішнього середовища. Стабільністьтого чи іншого вірусу до певних впливів не можна вважатинезмінною, раз і назавжди даної видовий характеристикою. Вона, разом зіншими властивостями вірусної частинки, може піддаватися найрадикальнішимзмінам в результаті мутації. При оцінці стабільності вірусних частинокнеобхідно також мати на увазі, що фізична і біологічна інактиваціявірусів не завжди збігається. Найчастіше ці поняття збігаються в разіпростих вірусів, у яких відсутні спеціалізовані структури,відповідальні за зараження клітин, а фізична і х