Дикие гены. О скрытой жизни внутри нас

Непростая задачка! Чтобы все это реализовать, наш шустрый ретротранспозон должен был бы прихватить с собой еще пару генов, которые обеспечили бы ему защитный белковый панцирь (капсид), окутывавший РНК беглеца. По пути наружу капсид дополнительно оборачивался в оболочку из клеточной мембраны (своего рода маскировочный халат).

Чтобы представить себе этот процесс, вспомните, как пускают мыльные пузыри. Вы дуете на мыльную пленку, пузырь надувается и отделяется от трубочки, а пленка сразу после этого снова затягивается. Разница лишь в том, что в нашем случае внутри пузыря упакован ген-беглец. В клеточной оболочке после образования пузыря не возникает никакого отверстия. Она может образовывать несколько таких пузырей без нарушения собственной целостности. Эти пузыри без содержимого называются вирусоподобными частицами.

На мембране расположены специальные белки, служащие как бы фальшивым пропуском, с помощью которого странствующие гены могут попасть в новую клетку. Ведь только в этом случае они могут размножиться и продолжить свое путешествие.

Предполагается, что именно так или примерно так из ретротранспозонов могли появиться первые простейшие ретро-вирусы.

К числу более продвинутых ретровирусов, с которыми нам сегодня приходится иметь дело, относятся лентивирусы, которые кодируют еще несколько дополнительных генов. Их заслужившим недобрую славу представителем является ВИЧ, вызывающий синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). ВИЧ содержит в общей сложности всего девять генов, однако с их помощью он справляется с 20 тысячами наших генов и успешно сопротивляется медицинским исследованиям, длящимся уже свыше 30 лет. Это впечатляет и одновременно пугает.

Итак, мы можем достаточно хорошо представить себе, как в свое время могли появиться ретро- и лентивирусы. А что с остальными вирусами? Откуда взялись те из них, которые не содержат реверсивной транскриптазы, обладают ДНК и размножаются совершенно иначе? На этот счет имеется три основные теории, из которых вы можете выбрать себе фаворита.

Кандидат № 1: теория древних пиратов. В данном случае ученые исходят из предположения, что вирусы являются пережитками древнего мира РНК. В то время (еще до появления клеток) строительные материалы для жизни создавались химическим и физическим путем за счет ударов молний и падений комет. Первые самовоспроизводящиеся РНК добывали все необходимое из весьма жиденького первичного бульона. Этого было явно недостаточно. Но и лежать, разинув рот, под деревом, ожидая, когда в него упадут вишни, тоже не имело смысла. Некоторым РНК в конце концов надоело ждать, и они начали самостоятельно производить энзимы и составные элементы РНК, ДНК, белков и т. д. У них появился собственный обмен веществ, и они превратились в первые клетки. Это было гениально. Особенно обрадовались те, кто не любил утруждать себя работой и пачкать руки. Они отложили в сторону ложки, которыми хлебали первичный бульон, и взялись за ножи, чтобы стать пиратами. Они нападали на первые клетки, отнимали у них все, что им требовалось, и в конце концов превратились в вирусы.

По сути дела, вирусы просто перешли на другой вид бесплатного питания. С этой точки зрения все мы являемся потомками первых вирусов, которые обзавелись обменом веществ.

Кандидат № 2: теория «мне все это не нужно». Сторонники данной теории исходят из того, что первоначально вирусы были живыми организмами, ведущими паразитический образ жизни в клетках, но затем вдруг начали избавляться от генов, в которых не испытывали острой необходимости. Так продолжалось до тех пор, пока у них не осталось ничего своего, кроме пары особо упорных генов. Можно сказать, что они доэкономились до последней точки.

Кандидат № 3: теория побега, с которой мы вкратце познакомились чуть выше. Гены, склонные к путешествиям, сбежали из клеток и оставили им на память свое прошлое, которое теперь является неотъемлемой частью их генома.

У всех трех теорий есть свои сильные и слабые стороны, но самое замечательное заключается в том, что, если вам трудно сделать выбор в пользу одной из них, это не повод расстраиваться. Многие ученые считают вполне возможным, что возникновение вирусов шло разными путями. Не исключено, что все три теории верны. Это оказалось бы неожиданным примиряющим фактором для исследователей.