Вирусы

их от фагов, затем стали регулярно высевать их и однажды обнаружили, что в

свободной от фагов культуре бактерий, откуда не возьмись, снова появляются

фаговые частицы.

Исчезнув на время, как будто спрятавшись внутрь клетки, фаги снова

заявили о своём существовании. Эти же фаги испытали на свежих ещё не

заражённых культурах бактерий. Фаги по-прежнему вели себя необычно. Часть

из них, как и полагалось, вызывало гибель клеток, но многие исчезали внутри

клеток, а как только это происходило, клетки получали способность

противостоять заражению другими такими же вирусами.

Процесс исчезновения вирусов назвали лизогенизацией, а клетки,

заражённые такими вирусами, стали именовать лизогенными. Всякие попытки

обнаружить всякие фаги внутри лизогенных бактерий окончились неудачно.

Вирус прикреплялся к какой-то структуре клетки и без неё не размножался.

С помощью микроманипулятора учёные Львов и Тутман отделил от общей

массы лизогенных бактерий одну клетку, и начали за ней наблюдать. Клетка

поделилась один раз, дав начало двум молоденьким клеткам, те, в свою

очередь, через положенное время дали потомство. Клетка, подозреваемая в

том, что она спрятала внутри бактериальный вирус, ничем от других не

отличалась. Сменилось 15 поколений бактерий, но терпеливые учёные постоянно

наблюдали с помощью микроскопа, заменяя друг друга через определённые

промежутки времени. Во время 19 деления одна из клеток лопнула точно так,

как разрывались обычные бактерии, заражённые обычным вирусом.

Учёные определили, что лизогенные клетки, хотя и несут в себе вирус

или его часть, но до поры до времени этот вирус не инфекционен. Такой

внутри клеточный вирус они назвали провирусом, или, если речь шла о

бактериофагах, профагом.

Затем они доказали, что провирус, попав в бактерию, не исчезает.

Через 18 поколений его удалось обнаружить. Оставалось предположить, что всё

это время профаг размножался вместе с бактерией.

Впоследствии было доказано, что обычно профаги не могут размножаться

сами по себе, как это делают все остальные вирусы, а размножаются только

тогда, когда размножается сама бактерия.

И, наконец, третья честь этого открытия принадлежит Львову,

Симиновичу и Кылдгарду – способ выделения из состояния равновесия

провируса. Воздействуя небольшими дозами ультрафиолетовых лучей на

лизогенные клетки, удавалось вернуть их профагам способность размножаться

независимо от клеток. Такие освобождённые фаги вели себя точно так, как

вели себя их предки: размножались и разрушали клетки. Львов сделал из этого

верный, единственный вывод – ультрафиолет нарушает связь профага с какой-то

из внутри клеточных структур, после чего и наступает обычное ускорение

размножения фагов.

Открытие Херши и Чейза.

В 1952 появилась сенсационная работа двух американских исследователей

– Альфреда Херши и Марты Чейз.

Херши и Чейз решили проверить, насколько верна картина нарисованная

прежними исследователями. На поверхности клетки в электронный микроскоп

фаги были видны. Но разглядеть их внутри клеток в те годы никому не

удавалось. Тем более нельзя было увидеть процесс проникновения фага в

клетку. Стоило только подставить клетку с налипшими фагами под пучок

электронов, как электроны убивали всё живое, и то, что отражалось на экране

микроскопа, было лишь посмертной маской некогда живых существ.

Учёным помогли методы радиационной химии. Пробирки с суспензией они

давали нужную порцию меченных радиоактивным фосфором и серой фагов. Через

каждые 60 секунд отбирались пробы, и в них определялось содержание отдельно

фосфора и от дельно серы, как в клетках, так и вне них.

Спустя две с половиной минуты, было отмечено, что количество

«горячего» фосфора на поверхности клеток оказалось равным 24%, а серы

снаружи было в три раза больше - 76%. Ещё через две минуты стало ясно, что

никакого равновесия между фосфором и серой не наступает и впоследствии сера

упорно не желала лезть внутрь клеток, а оставалась снаружи. Через 10 минут

– время достаточное, чтобы не мене 99% фагов прикрепилось и проникло внутрь

бактерии, – клетки подвергли интенсивному встряхиванию: оторвали все, что

прилипло к ним снаружи, а затем отделили центрифугированием бактериальные

клетки от фаговых частиц. При этом более тяжелые клетки бактерии осели на

дно пробирок, а лёгкие фаговые частицы остались в жидком состоянии. Так

называемом надосаке.

Дальше надо было измерить отдельно радиоактивность осадка и

надосадка. Отличить излучение серы от фосфора учёные смогли, а по величине

радиоактивности им не трудно было высчитать, сколько фагов попало внутрь

клеток и сколько осталось снаружи. Для контроля они тут же провели

биологическое определение числа фагов в надосадке. Биологическое

определение даёт цифру 10%.

Результаты опытов Херши и Чейза исключительно важны для последующего

развития генетики. Они доказали роль ДНК в наследственности.

???. Заповеди вирусов.

Вирусы проходят через фильтры, задерживающие бактерии. Им дали

название – «фильтрующиеся вирусы», но оказалось, что через бактериальные

фильтры (менее 0,5 микрометра) проходят не только вирусы, но и бактерии L-

формы (их изучал академик В. Д. Тимаков со своими учениками). Затем был

открыт целый класс наиболее мелких бактерий – микоплазмы. Так

«фильтрующиеся» вирусы стали просто вирусы.

Невозможно выращивать вирусы на искусственных средах. Это свойство

вирусов отражает степень паразитизма. Они не растут даже на самых сложных

по составу питательных средах и развиваются только в живых организмах, что

считалось основным критерием отличия развития вирусов от других

микроорганизмов. Но были открыты опять же бактерии, не развивающиеся на

питательных средах. Это риккетсии и хламидии. Риккетсии вызывают сыпной

тиф, пятнистую лихорадку и другие. Хламидии – возбудители трахомы,

пневмонии (воспаления лёгких).

Таким образом, живая клетка - единственная возможная среда обитания

для вирусов, риккетсий, хламидий и некоторых простейших. Но сейчас

выяснилось, что вирусы для своего размножения не нуждаются в целой клетки,

им достаточно её одной определённой части.

?V. Как устроены вирусы?

Сравнивая живое и неживое, необходимо особо остановиться на вирусах,

так как они обладают свойствами и того и другого. Что же такое вирусы?

Вирусы настолько малы, что их не видно даже в самый сильный световой

микроскоп. Их удалось рассмотреть только после создания электронного

микроскопа, разрешающая способность которого в 100 раз больше чем у

светового.

Сейчас нам известно, что вирусные частицы не являются клетками; они

представляют собой скопление нуклеиновых кислот (которые составляют единицы

наследственности, или гены), заключенные в белковую оболочку.

Размеры вирусов колеблются от 20 до 300 нм. В среднем они в 50 раз

меньше бактерий. Их нельзя увидеть в световой микроскоп, так как их длины

меньше длины световой волны.

Схематический разрез.

дополнительная

оболочка

каспсомер

сердцевина

Вирусы состоят из различных компонентов:

а) сердцевина - генетический материал (ДНК или РНК). Генетический

аппарат вируса несет информацию о нескольких типах белков, которые

необходимы для образования нового вируса: ген, кодирующий обратную

транскриптазу и другие.

б) белковая оболочка, которую называют капсидом.

Оболочка часто построена из индентичных повторяющихся субъединиц -

капсомеров. Капсомеры образуют структуры с высокой степенью симметрии.

в) дополнительная липопротеидная оболочка.

Она образована из плазматической мембраны клетки-хозяина. Она

встречается только у сравнительно больших вирусов (грипп, герпес).

В отличие от обычных живых клеток вирусы не употребляют пищи и не

вырабатывают энергии. Они не способны размножаются без участия живой

клетки. Вирус начинает размножаться лишь после того, как он проникнет в

клетку определенного типа. Вирус полиомиелита, например, может жить только

в нервных клетках человека или таких высокоорганизованных животных, как

обезьяны.

Изучению вирусов, инфицирующих некоторые бактерии в кишечнике

человека, показало, что цикл размножения этих вирусов протекает следующим

образом: вирусная частица прикрепляется к поверхности клетки, после чего

нуклеиновая кислота вируса (ДНК) проникает внутрь клетки, а белковая

оболочка остается снаружи. Вирусная нуклеиновая кислота, оказавшись внутри

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8