Вредные частицы

конец в конец, и все они как будто бы встречаются в каждом препарате

вирионов.

Наибольший из известных вирусов - вирус осповакцины имеет геном размером

15-108 дальтон. ДНК, выделенная из свежего препарата вирионов, по-

видимому, имеет поперечные сшивки, так как не разделяется по две цепи. Одна

из возможных моделей такой молекулы - гигантская, не подверженная

денатурации кольцевая структура, образующаяся при замыкании концов линейной

двойной спирали.

Помимо очень интересных различий в форме молекулы и в структуре концевых

участков вирусных ДНК существуют также большие различия в величине генома.

Среди наименьших «полных» вирусов (т.е. вирусов, способных размножаться в

клетке-хозяине) можно назвать фаг (X174, парвовирусы, паповирусы, вирусы

полиомы и SV40. С другой стороны, у крупных бактериофагов и вирусов

человека и животных (паприляр, герпеса и осповакцины) геном значительно

больше - от 1 до 1,5.108 дальтон, так что он мог бы кодировать более 100

белков. Действительно, у бактериофага Т4 сейчас идентифицировано больше

ста генов.

В 1953 г. Уайетт и Коэн сделали неожиданное открытие, весьма существенное

для последующих экспериментов: оказалось, что в ДНК Т-четных бактериофагов

содержится не цитозин, а 5-гидроксиметилцитозин. Это отличие дало

возможность изучать фаговые ДНК независимо от ДНК хозяина. Были открыты

кодируемые фагом ферменты, которые изменяют метаболизм инфицированной

клетки, и она начинает синтезировать компоненты, необходимые вирусу. Еще

одно биохимическое отличие ДНК бактериофага состоит в том, что к ее

гидроксиметилцитозину присоединены остатки глюкозы: последние, видимо,

препятствуют прерыванию фаговой ДНК некоторыми ферментами хозяина.

В противоположность этому у вирусов животных ДНК почти не подвергается

модификациям. Например, хотя ДНК клеток-хозяев и содержит много

метилированных оснований, у вирусов имеется в лучшем случае лишь несколько

метильных групп на геном. Большинство вирусных дезоксинуклеотидов не

модифицированы, и поэтому нахождение несомненных модификаций представляло

бы большой интерес.

Вирусная РНК

Исследования вирусной РНК составили один из самых значительных вкладов

вирусологии в молекулярную биологию. Тот факт, что у вирусов растений

реплицируемая генетическая система состоит только из РНК, ясно показал,

что и РНК способна сохранять генетическую информацию. Была установлена

инфекционность РНК вируса табачной мозаики, и выяснилось, что для

инфекции необходима вся ее молекула; это означало, что интактность

структуры высокомолекулярной РНК существенно для ее активности. Не

менее важным результатом ранних исследований на том же вирусе явилась

разработка методом выделения высокомолекулярной РНК и изучения ее

свойств. Эти методы послужили в дальнейшем основой для изучения различных

типов РНК, встречающихся у других вирусов.

Размеры вирионов РНК - вирусов сильно варьируют - от 7.106 дальтон у

пикорнавирусов до >2.108 дальтон у ретровирусов; однако размеры РНК и,

следовательно, объем содержащейся в ней информации различаются в

значительно меньшей степени.

РНК пикорнавирусов - вероятно, наименьшая из известных - содержит около

7500 нуклеотидов, а РНК парамиксовирусов - едва ли не самая крупная -

почти 15000 нуклеотидов. По-видимому, всем независимо реплицирующимся РНК-

вирусам нужен какой-то минимум информации для репликационной системы и

капсидного белка, но у них отсутствует очень сложная добавочная

информация, которой могут обладать крупные ДНК-вирусы.

Вирусные белки

Кроме капсидных белков, образующих «футляр» для нуклеиновой кислоты, у

вирусов с оболочками имеются и другие белки. Подобные примеры можно найти

среди вирусов животных (в том числе насекомых), растений и бактерий. Кроме

белков, входящих в состав нуклеопротеидного «ядра», вирионы могут содержать

еще вирус - специфические белки, которые были встроены в плазматические

мембраны зараженных клеток и покрывают вирусную частицу, когда она выходит

из клетки или «отпочковывается» от ее поверхности. Кроме того, у некоторых

вирусов с оболочкой существует субмембранный матриксный белок между

оболочкой и нуклеокапсидом. Вторую большую группу вирус-специфических

белков составляют некапсидные вирусные белки. Они в основном имеют

отношение к синтезу нуклеиновых кислот вириона.

Аминокислотный состав вирусных белков

Белок всех исследованных до настоящего времени вирусов построен из обычных

аминокислот, принадлежащих к естественному L-ряду. Д-аминокислот в

составе вирусных частиц не найдено. Соотношение аминокислот в вирусных

белках достаточно близко к таковому в белках животных, бактерий и растений.

Вирусные белки не содержат обычно большого количества основных аминокислот

(аргинина, муцина), т.е. не принадлежат к группе белков типа гистонов и

протаминов с ярко выраженными щелочными свойствами. Не учитывая

нейтральных аминокислот, можно сказать, что в вирусном белке преобладают

кислые дикарбоновые кислоты. Это справедливо как для вирусов с низким

содержанием нуклеиновой кислоты, так и для вирусов с высоким содержанием

РНК и ДНК.

Химические субъединицы вирусных белков

Резюмируется имеющийся в настоящее время материал о субъединицах вирусного

белка, можно сделать вывод, что белковый компонент вирусов, как и все

прочие белки, построен из пептидных цепочек. Единственное своеобразие

полипептидной цепочки вирусного белка связано с «маскировкой» обеих или

какой-либо одной С- или N - концевой аминокислоты, что, видимо, является

эволюционным приспособлением, затрудняющим разрушение вирусного белка под

влиянием протеаз в клетках хозяина. В вирусных частицах пептидные цепочки

определенным образом взаимодействуют друг с другом, приобретая вторичную и

третичную структуру. Именно в такой форме пептидные цепи являются

структурными субъединицами вирусного белка, наблюдаемые обычно в

электронном микроскопе.

Некоторые общие свойства вирусных белков

Пептидная цепь вирусного белка, за исключением «маскировки» С- или N-

концевых групп, не обладает сама по себе какими-либо уникальными

свойствами. Она легко гидролизуется протеазами и обнаруживает обычную,

характерную для пептидов лабильность по отношению к ряду физических и

химических факторов. В то же время белковая оболочка вирусов в целом

характеризуется рядом уникальных особенностей. Прежде всего следует

отметить устойчивость цельных частиц к протеолитическим ферментам, легко

гидролизующим тканевые белки. В то же время в некоторых исследованиях

сообщается о частичной или полной инактивации как очищенных препаратов

вирусов, так и экстрактов, содержащих вирус после инкубации с различного

рода протеолитическими ферментами любопытно, что даже близкородственные

вирусы могут , по-видимому ,различаться по чувствительности к протеазам.

Так, ни инфекционность, ни гемагглютинирующая активность вирусов гриппа А

и С не изменились после инкубации с трипсином, тогда как в аналогичных

условиях инфекционность препарата вируса гриппа В снижалась на 87 %, а

титр гемагглютининов при этом не изменялся. Оценивая чувствительность того

или иного типа вирусов к протеолитическим ферментам, следует так же иметь

в виду, что вирусы обнаруживают дифференциальную чувствительность к

различным протеазам. Вирус осповакцины, например, устойчивый к трипсину и

химотрепсину, сравнительно быстро переваривается папоином, Однако как бы

ни был решен впоследствии вопрос о действии протеаз на некоторые вирусы,

следует все же помнить, что устойчивость к протеазам является широко

распространенным свойством белковой оболочки неповрежденных вирусов.

Поэтому при выделении вирусов часто применяют обработку вирусных

препаратов протеометическими ферментами для удаления белковых загрязнений.

Такая уникальная устойчивость вирусов к протеазам не связана с

индивидуальными особенностями вирусного белка как такового, ибо при

частичном повреждении или легкой денатурации вирусного корпускула, равно

как и при выделении вирусного белка в чистом виде, последний легко

переваривается протеазами. Поэтому устойчивость вирусных частиц к

действию протеолитических ферментов нельзя объяснить какими-либо

аномалиями в аминокислотном составе или наличием особого типа связей. Это

свойство вирусов обусловлено структурными особенностями корпускула в целом,

т.е. третичной и четвертичной структурой белка, и имеет большое

биологическое значение, поскольку вирусы размножаются в клетках,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21