Размышления и споры о вирусах

Чтобы выделить какой-то компонент вириона, его надо разорвать, разрезать, то есть каким-то образом нарушить целостность и обеспечить возможность разным частям его путешествовать по самостоятельным маршрутам. Для этого используют несколько различных приемов, но суть их одна: дезинтегрировать (разрушить) вирусную частицу, разделить белковые компоненты и нуклеиновую кислоту и порознь изучить их. Часто прибегают к электрофорезу в своеобразном студнеобразном веществе, так называемом полиакриламидном геле (ПААГ). Электрофорез — разделение частиц исследуемого вещества по скорости их продвижения в этом геле при пропускании электрического тока. В зависимости от массы и заряда разные частички вещества пройдут в геле разное расстояние. А если вещество (белок или нуклеиновую кислоту) покрасить или пометить радиоактивными изотопами, то в полоске геля отчетливо можно будет обнаружить полосы, представляющие скопления однотипных молекул. Так выявляются отдельные полипептиды (кирпичики индивидуальных белков) или фрагменты однотипных молекул нуклеиновой кислоты. Так, «портретом» РНК вируса гриппа является электрофореграмма. Отчетливо видны 8 полос, соответствующих 8 фрагментам (генам) этого возбудителя. Каждый ген кодирует определенный белок, поэтому при электрофорезе в ПААГ белков можно отчетливо видеть 8 различных полипептидов, пробежавших в электрическом поле разное расстояние: самые крупные (тяжелые) белки, так называемые полимеразные (мы подробно поговорим об их роли дальше) прошли самое малое расстояние, самые легкие, так называемые неструктурные — самое большое.

«Портреты» белков и нуклеиновых кислот вирусов, полученные описанным методом, дают самое общее представление об индивидуальности вирусов, а очень часто нужны более точные и подробные сведения. Поэтому каждый полипептид исследуется еще и по пептидному составу (пептид — цепочка из нескольких аминокислот, полипептид — совокупность отдельных пептидов), а нуклеиновая кислота (РНК и ДНК) по олигонуклеотидному. Элементарный «кирпичик» нуклеиновой кислоты — мононуклеотид, несколько мононуклеотидов составляют олигонуклеотид, который в совокупности и есть полинуклеотид (нуклеиновая кислота). Подробнее об этом в следующей главе.

Методы пептидного и олигонуклеотидного анализа (так называемого картирования) дают своеобразные картины, напоминающие отпечатки пальцев, где каждое пятно соответствует какому-то конкретному пептиду или олигонуклеотиду. Сравнивая эти отпечатки между собой, можно сделать вывод о сходстве или различии соответствующих структур тех или иных вирусов. Такой же вывод можно сделать, если гибридизировать (смешивать при определенных условиях) нуклеиновые кислоты разных вирусов, а потом подвергать эти комплексы электрофорезу. Если участки гибридизуемых нуклеиновых кислот полностью гомологичны друг другу, то подвижность такого комплекса (его называют дуплексом) будет иной, чем при частичной гомологии.

Такой метод носит название молекулярной гибридизации нуклеиновых кислот. Его результаты могут выявиться и при сравнительном электрофорезе разных образцов, и другими методами, например, в «пятне» — так называемая ДОТ (точечная гибридизация). В этом случае одна нуклеиновая кислота (известная по своей структуре) используется как своеобразная удочка (молекулярный зонд) для ловли гомологичных ей участков вирусной нуклеиновой кислоты в тех или иных материалах. Ответ здесь, как правило, получается по принципу «да — нет», но как важен он и в такой форме применительно, скажем, к целям диагностики, точнее — молекулярной диагностики, вирусных инфекций!

Здесь мы можем сделать некоторые обобщения. Строго говоря, все виды исследования вирусов, с которыми мы познакомились, четко укладываются всего в… 4 группы. Во-первых, это исследование вирусов (или их компонентов) как таковых (по-латыни — per se, то есть в чистом виде). Это касается электронной микроскопии вирионов, изучения их биофизических свойств (например, плотности, электрического заряда и т. д.), а также всех свойств вирусных компонентов — белков, нуклеиновых кислот и др.

Во-вторых, это исследование вирусов с помощью (точнее — посредством) клеток. Сюда относятся все виды накопления вирусов во всех системах живых клеток, а также все виды индикации вирусов по их цитопатогенному действию, реакции гемагглютинации, гемадсорбции и т. д.

В-третьих, это исследования вирусов с помощью (или опять-таки точнее — посредством) антител — идентификация. Мы достаточно подробно говорили о разных видах реакций вирус (антиген) — антитело, не будем повторяться.

Наконец, четвертая группа методов изучения вирусов связана с молекулярной гибридизацией вирусных нуклеиновых кислот. Об этом мы сказали только что, но…