Биология - наука о жизни

Состав вирусов

 

Главная страница

Если в одном месте скапливается очень много вирусных частиц, то они часто образуют красивые кристаллы. Эти кристаллы можно наблюдать не только в пробирке, содержащей очищенные взвеси вирусов, но и внутри зараженных клеток. В 1935 году известный американский ученый Уэнделл Стенли впервые получил вирус табачной мозаики в кристаллическом виде.

Для этого ему потребовалось выжать сок приблизительно из одной тонны (!) растений табака, пораженных этим вирусом. В состав каждого кристалла входят десятки тысяч вирусных частиц, находящихся в чистом виде. Анализ химического состава кристаллов показал, что они содержат главным образом белок и незначительное количество нуклеиновой кислоты.

Позже оказалось, что и все другие вирусы состоят из этих двух компонентов, которые в настоящее время рассматриваются как материальная основа жизни. На этом стоит остановиться подробнее. Нуклеиновые кислоты — наиболее важная часть вирусной частицы.

У этих сложных соединений — огромный молекулярный вес (до 120 миллионов). Их делят на два типа — дезоксирибонуклеиновые (или, сокращенно, ДНК), и рибонуклеиновые (сокращенно РНК). Состоят они из большого числа отдельных «кирпичей» — нуклеотидов. Клетки человека, животных, растений и бактерий всегда содержат как РНК, так и ДНК. Вирусы содержат лишь одну нуклеиновую кислоту, поэтому все их можно разделить на две большие группы: содержащие ДНК и содержащие РНК.

Так, вирусы оспы, аденовирусы, бактериофаги содержат ДНК, а вирусы гриппа, полиомиелита — РНК. У вирусов нуклеиновая кислота обычно заключена внутри отдельных частиц и окружена, как панцирем, белковой оболочкой. Количество ДНК или РНК у различных вирусов варьирует п весьма широких пределах. Так, вирус гриппа содержит около 1 % рибонуклеиновой кислоты, а остальные 99% приходятся на долю белка; в вирусе табачной мозаики РНК до 6%, в вирусе полиомиелита — 24%, а в некоторых бактериофагах содержание ДНК достигает 50%.

Заметно колеблется и количество входящих в нуклеиновые кислоты нуклеотидов. РНК вируса гриппа построена из 6000 нуклеотидов, вируса полиомиелита — из 7300 нуклеотидов, а вируса картофеля — из 11 300. Еще более сложно устроен второй обязательный компонент вирусной частицы — белок — высокомолекулярное соединение, состоящее из громадного количества простых низкомолекулярных частей, называемых аминокислотами.

Всего известно 20 аминокислот. Это как будто немного. Между тем они-то и создают все разнообразие белков в природе. Сколько белковых нитей можно составить из 20 аминокислот? Несложный математический подсчет количества возможных сочетаний из 20 дает весьма внушительную цифру 2,43-1017 (243000000 000000000)! Но если учесть, что каждая из 20 аминокислот входит в состав существующих в природе белков не один, а несколько раз, то становится ясно, что количество возможных сочетаний из них практически бесконечно.

И каждый такой вариант — это специфичный белок со строго определенными свойствами! Недавно было доказано, что замена (или перемещение) в молекуле белка хотя бы одной аминокислоты приводит к заметному изменению его свойств. Изучить последовательность аминокислот в молекуле белка чрезвычайно трудно, однако эта задача в настоящее время начинает становиться разрешимой. Недавно ученым удалось расшифровать структуру белка вируса табачной мозаики: оказалось, что он состоит из субъединиц (белковых цепочек), имеющих молекулярный вес 17 000 — 18 000.

Каждая цепочка включает 158 аминокислот, а общее число цепочек в белке нпруса достигает 2130. Более сложно устроенные вирусы, кроме белков и нуклеиновых кислот, содержат углеводы, жироподобные вещества (липиды) и, что особенно важно, ферменты. Вирусы устроены просто, но целесообразно.

Природа, создавая их, как бы отбрасывала все ненужное. И вместе с тем каждый компонент вирусной частицы, как мы увидим в дальнейшем, выполняет определенные и весьма сложные функции. Так, белковая оболочка защищает вирус от неблагоприятных воздействий, нуклеиновая кислота определяет его наследственные и инфекционные свойства и играет ведущую роль в их изменчивости, а ферменты помогают ему растворить оболочку клетки и проникнуть внутрь.

Состав вирусов


<<<назад                    далее>>>