Иммунитет умнее мозга. Главная система нашего организма

В одноцепочечных молекулах вирусных ДНК и РНК, то есть – при наличии у вируса только одной нуклеиновой матрицы, имеет значение ее полярность, порядок кодирования информации о вирусе. Если порядок «правильный», если ферменты, считывающие информацию только в направлении «справа налево» могут использовать молекулу вирусной нуклеиновой кислоты как матрицу, то говорят о положительной полярности нуклеиновой кислоты. Если же информация закодирована в обратном порядке, то она не может быть использована для синтеза РНК-матриц, потому что ферменты не могут двигаться в обратном направлении (слева направо). Такая нуклеиновая кислота имеет отрицательную полярность.

Вот схематическое изображение вирусной РНК с положительной полярностью:

3’ПОЛЯРНОСТЬ5’

А вот – с отрицательной:

5’ЬТСОНРЯЛОП3’

Вирусы гриппа имеют РНК с отрицательной полярностью, которую для краткости называют «минус-цепь РНК».

И что вы прикажете делать вирусу, генетическая информация которого, образно говоря, вывернута наизнанку?

Такому вирусу нужно иметь особый фермент, который умеет работать с вывернутыми наизнанку матрицами. Этот фермент на основе «вывернутой» матрицы наделает правильные матрицы, комплементарные вирусной. И с этих правильных матриц будут делаться копии всех нужных вирусу РНК, от РНК-матриц для синтеза белков, до геномной РНК.

В ядре на «отрицательной» вирусной РНК синтезируются три типа РНК-матриц:

1. «Положительные» комплементарные матрицы, с которыми могут работать обычные ферменты. Эти матрицы из ядра никуда не выходят. Новые вирионы не забирают их с собой.

2. Матрицы для синтеза вирусных белков, которые выходят из ядра и отправляются в рибосомы.

3. Отрицательная вирусная геномная РНК для новых вирионов.

РНК-матрицы вируса гриппа не будут приняты в рибосомах клетки-хозяина как родные, если они не замаскируются под своих. Маскировка – непременное условие, без нее «гриппозные» белки на матрицах синтезироваться не будут. Поэтому вирусная РНК при помощи особого белка отрезает от клеточной РНК-матрицы конечный участок, который называется «шапочкой» или же «кэпом» (от английского слова «cap» – «шапка»). После того, как «шапочка» надета, можно отправляться в рибосому и запускать там синтез вирусных белков. В рибосомах чужаки в «родных» шапочках будут приняты с распростертыми объятиями и получат все необходимые материалы для создания собственных белков. «На воре и шапка горит» – это про вирус гриппа сказано.

Эволюционный смысл «отрицательных» вирусных нуклеиновых кислот неясен. Но почему-то так нужно, иначе бы в ходе эволюционного процесса, который у вирусов, с их частыми мутациями, мчится вперед на всех парах, «отрицательные» молекулы ДНК и РНК были бы заменены на положительные. Это сделать несложно, достаточно мутации, в результате которой в новые вирионы будут отправлены молекулы комплементарной РНК. К слову будь сказано, что в ядре клетки-хозяина в ассоциацию с капсидными белками, которые проникают туда из цитоплазмы, вступает не только вирусная «отрицательная» РНК, но и «положительная» комплементарная. Но последняя, несмотря на связь с капсидными белками, не покидает клеточного ядра, а белки у нее отбирает «отрицательная» РНК – негоже добру пропадать впустую.

Вирусная РНК упаковывается в капсид в ядре клетки. После выхода из ядра вириону остается только надеть «мантию» – суперкапсид. Все уже готово. В нужном участке к клеточной мембране изнутри присоединились матриксные белки вируса, которые придают суперокапсиду прочность, а снаружи напротив этого места вставлены гликопротеиновые «шипы». Вирионы покидают клетку с «мантией» на плечах и отправляются на поиски новых жертв. Жизненный цикл вируса гриппа (его размножение в клетке) длится от 6 до 8 часов.

Согласитесь, что процесс размножения таких простых существ (или, если хотите, структур), как вирусы, очень сложный. Трудно поверить, что вся информация о нем закодирована в короткой молекуле вирусной РНК, содержащей всего-навсего 8 генов.

«Да такого количества генов не хватит даже для создания капсида!», – могут сказать сейчас некоторые читатели.

Хватит, с лихвой. И вообще 8 генов – это не нижний предел, бывает их и меньше. Правда, один ген может кодировать синтез нескольких белков, несмотря на то, что классическая концепция генетики гласит: «один ген – один белок – один признак». Дело в том, что на основе одного гена, одного кода, одной матрицы могут синтезироваться разные РНК-матрицы и, соответственно, разные белки. Код един, но в процессе образования матрицы из нее можно вырезать какой-то фрагмент и получится другая матрица, а не та, что была закодирована изначально. Такое вырезание фрагментов по-научному называется сплайсингом.

А теперь давайте ненадолго отвлечемся от вирусов гриппа и поговорим о вирусных капсидах вообще.