Путешествие в страну микробов

Но вирус ли это? Стэнли представляет доказательства: стоит растворить кристаллы в воде, опрыснуть полученным раствором здоровые листья табака, и через некоторое время на них появятся симптомы заболевания. Десятки тысяч вирусных частиц, которые находятся в каждом кристалле, при растворении его в воде рассеиваются в ней, а попав на растение, продолжают свою вредоносную деятельность.

Но действительно ли эти кристаллы представляют собой чистый белок, как предполагал Стэнли? Химический анализ показал, что его предположения верны. ВТМ — белок и к тому же способен образовывать кристаллы. Значит ВТМ «живые кристаллы»? Представление это с трудом укладывалось в сознании ученых.

Однако Стэнли был не совсем прав, утверждая, что вирус представляет собой чистый белок. Спустя два года английские биохимики Ф. Ц. Боуден и Н. X. Пири установили, что ВТМ лишь на 95 % состоит из белка. Остальные 5 % приходятся на нуклеиновую кислоту — так называли тогда сложные соединения, обнаруженные впервые в ядрах живых клеток. Комбинацию нуклеиновой кислоты с белком химики называют нуклеопротеидом. Значит, ВТМ — нуклеопротеид.

Позднее было доказано, что все вирусы представляют собой комбинацию белков с нуклеиновыми кислотами. Были также выявлены два типа нуклеиновых кислот у вирусов. Одни вирусы содержат только РНК, рибонуклеиновую кислоту, другие — исключительно ДНК, или дезоксирибонуклеиновую кислоту. Известные нам вирусы растений содержат РНК, так же как и вирусы полиомиелита и гриппа. Для большей части вирусов животных характерна ДНК.

Стэнли за свое открытие белково-нуклеиновой природы вирусов был удостоен Нобелевской премии. Приверженность к вирусологической тематике он пронес через всю жизнь. Вплоть до кончины он возглавлял в Калифорнийском университете Лабораторию вирусов, вокруг которой группировались десятки исследователей-энтузиастов, изучавших вместе с ним «тайну жизни» вирусов. В рабочем кабинете Стэнли хранится реликвия — стеклянный сосуд с кристаллами, полученными в 1935 году, но и сейчас способными вызвать болезнь табака.

Живые или неживые?

На вопрос, какие явления характеризуют жизнь, биологи отвечают, что каждый живой организм имеет специфические форму и величину, внешнюю и внутреннюю организации, с которыми связана и специализация отдельных органов; живому организму свойственны движение, реакция на внешние раздражения, рост, процесс обмена веществ и, наконец, такая важная особенность живых организмов, как способность размножаться. С размножением связана и возможность наследственных изменений.

Впрочем, некоторые из перечисленных критериев жизни можно обнаружить и в неживой природе. Мы найдем в ней и известную степень организации, и движение, и реакцию на раздражение, и рост. У кристаллов поваренной соли есть внешняя и внутренняя организации; протекающие в них химические реакции — своего рода проявление реакции на раздражение, то есть чувствительности; кристаллы и ледники растут; все тела фактически находятся в движении. Если такое движение и не проявляется наглядно, то постоянно движутся молекулы и атомы.

Однако неживые предметы не могут размножаться, следовательно, у них нет наследственных изменений. Таким образом, живое от неживого отличается прежде всего тем, что может размножаться и изменяться от поколения к поколению.

Посмотрим с этой точки зрения на вирусы и попытаемся разобраться, живые это существа или неживые. Химику они напоминают крупные молекулы, способные к кристаллизации. Есть у них и черты, общие с живыми организмами, — они могут размножаться (но только внутри живых клеток) и, как доказано в последнее время, подвергаться наследственным изменениям. Эту двойственность, это сочетание свойств как существа, так и вещества, подчеркнул Т. Риверс, когда называл их «органулами» или «молекизмами» (комбинация слов: организм и молекула).

Как мы увидим, вирусы имеют не только определенную форму и величину, но и внутреннюю организацию, выражающуюся в определенной структуре белка и нуклеиновой кислоты. Однако они значительно проще клеток. Между самыми крупными вирусами и самыми мелкими бактериями также существует некоторый «просвет» в размерах. По величине этот просвет могли бы занять риккетсии — организмы, ведущие, так же как и вирусы, паразитический образ жизни внутри клеток своих «хозяев». Но эти уже ярко выраженные клеточные организмы примитивнее бактерий и раза в два крупнее самых крупных вирусов.

Так куда же следует относить вирусы — к живым или неживым образованиям? Стэнли так ответил на этот вопрос: