Я познаю мир. Вирусы и болезни

Для проникновения в соседние клетки вирус не создает новых путей, а использует коммуникации, проложенные самим растением. Они предназначены для перемещения сахаров, производимых при фотосинтезе, в активно растущие ткани, в макушки побегов, и, конечно, в плоды – словом, туда, где они нужны больше всего. Самое время посмотреть, как эти пути устроены.

Основная масса, мякоть зеленого листа состоит из фотосинтезирующих клеток, то есть таких, которые из воды и углекислого газа на свету создают молекулы глюкозы. Сверху и снизу лист укрыт клетками эпидермиса – именно через поломанные волоски эпидермальных клеток обычно проникает вирус при механическом заражении растения. Каждый знает, что в листе есть еще жилки – это пучки, в которые собраны два вида сосудов – ксилемы и флоэмы. По ксилеме поднимается от корней и разносится по растению вода с растворенными в ней минеральными солями. По флоэме оттекают от листа растворенные в воде сахара, которые образовались в процессе фотосинтеза. Клетки в листе не изолированы одна от другой, а связаны тонкими цитоплазматическими мостиками, а правильней сказать, каналами или трубками. Эти трубки пронизывают во многих местах клеточную стенку, связывая клетку с соседями. Так связаны эпидермальные клетки с клетками мякоти, так связаны клетки мякоти между собой и с клетками, окружающими сосуды флоэмы. Эти трубки называются плазмодесмами. Именно их и использует вирус, чтобы проникнуть из одной клетки в другую.

Однако до плазмодесмы надо еще добраться. Вирус в зараженной клетке совсем не похож на щепку, брошенную в реку, которую течение уносит куда ему вздумается. Вирус не полагается на случайность и сам активно направляет свое движение по растению. Для этого вирус делает собственный белок, главной задачей которого является обеспечение передвижения вируса. Этот белок так и называется – транспортный белок. С его помощью вирусная нуклеиновая кислота легко находит путь к плазмодесмам. Достигнув входа в канал, ведущий в соседнюю клетку, вирус, однако, обнаруживает, что канал слишком узок и в него так просто не пролезть. Плазмодесмы достаточно широки для того, чтобы через них свободно проходила вода, растворенные в ней сахара и прочая мелочь, но вирус слишком велик и, даже вытянувшись в струнку, не в состоянии проникнуть через узкий канал. Тогда за дело вновь берется транспортный белок. Он расширяет канал до приемлемых размеров, и вирусная нуклеиновая кислота с трудом, затратив немало энергии (взятой у растения), но все же попадает в соседнюю клетку. Так и вирус из первично зараженных клеток расползается по растению.

Скорость межклеточного передвижения вирусов удалось измерить. Вирус табачной мозаики передвигается в листьях табака при температуре 25° со скоростью 14 микрометров в час. Вирус метельчатости верхушек картофеля в листьях табака передвигается при 22° со скоростью 38 микрометров в час, при 14° – 16 микрометров в час, а в клубнях картофеля со скоростью 10 микрометров в час. Так продолжается до тех пор, пока вирус, уже в виде полноценной вирусной частицы, не проникнет в сосуды флоэмы. По сравнению с узкими переулками плазмодесм сосуды – просто автобан, и скорость движения вируса стремительно возрастает. Вирус курчавости верхушки свеклы передвигется по сосудам со скоростью более 2 сантиметров в минуту. Вирус табачной мозаики и вирус X картофеля передвигаются по стеблю растений томатов со скоростью примерно 6 сантиметров в час.

Распространение вируса по всему растению занимает обычно несколько дней.

Поселившись в растении, вирус остается в нем до конца жизни этого растения. Обычно вирусы размещаются в цитоплазме зараженных клеток, но некоторые проникают в клеточное ядро и в хлоропласты. В знак своего пребывания вирусы часто образуют в клетках так называемые тельца–включения, внешний вид которых характерен для данного вируса или группы вирусов. Например, вирус Y картофеля или вирус шарки сливы образуют включения в виде "вертушек", которые можно увидеть в световой микроскоп и наличие которых однозначно свидетельствует о вирусной инфекции. Если вируса накапливается очень много, внутри клетки может образоваться настоящий кристалл из вирусных частиц.