Размышления и споры о вирусах

Итак, адсорбция прошла. Что же дальше? Дальше — проникновение вируса в клетку. Исторически сложилось представление о том, что вирусы могут проникать в клетки либо путем так называемого виропексиса, либо путем слияния вирусной и клеточной мембран. Вряд ли правильно говорить либо — либо. По-видимому, оба эти механизма не столько исключают, сколько дополняют друг друга. Понятно также, что каждая система вирус-клетка характеризуется своим индивидуальным способом проникновения нарушителя границы клеточного государства.

Современные руководства по вирусологии буквально переполнены описанием подробностей каждого такого отдельного разбоя, и только в некоторых из них содержатся отдельные попытки прописать лекарства, защищающие клетки от гибели. Мы имеем в виду химиотерапевтические средства, к сожалению, крайне немногочисленные в вирусологии. Но об этом — в другом месте. Сейчас в нескольких словах охарактеризуем самое главное — проникновение вируса в клетку.

Термин «виропексис» предложил в 1948 году видный вирусолог австралиец венгерского происхождения Ф. де Сент-Гроот. Это не что иное, как разновидность пиноцитоза (или эндоцитоза), то есть обычного механизма поступления в клетку из внешней среды питательных и регуляторных белков, гормонов и других высокомолекулярных веществ. В отдельных участках цитоплазмы, в особых ямках, где располагаются специфические рецепторы, после взаимодействия с вирусом возникают выпячивания (инвагинации). Затем эти выпячивания замыкаются и образуются внутриклеточные вакуоли, содержащие в себе проникшее в клетку вещество, в частности, вирус, если это был он.

Вакуоли сливаются между собой, образуя крупные внутриклеточные полости, соединяющиеся затем с лизосомами. Вы помните об эти стражах постоянства внутренней среды клеток, наполненных разнообразными ферментами? Теперь мы их видим в работе: содержимое лизосом изливается в вакуоли, и начинается эффективная ферментативная переработка. Белки разлагаются до аминокислот, нуклеиновые кислоты до отдельных мононуклеотидов и т. д. Казалось бы, лизосомы должны в порошок растереть непрошеных гостей, ведь вирусы — типичные нуклеопротеиды! Но этого не происходит. Напротив, лизосомы своими ферментами помогают вирусной мембране слиться с клеточной, выстилающей внутреннюю полость вакуоли. Вот почему мы говорили о том, что механизмы виропексиса и слияния мембран вируса и клетки не противоречат, а дополняют друг друга.

Итак, мембраны слиты! В одних системах вирус — клетка это известно до мельчайших подробностей, в других — только начинает изучаться. Например: какой из вирусных белков является белком слияния? По-настоящему он идентифицирован только у пара- и ортомиксовирусов. Так, у вируса кори или парагриппа (оба — парамиксовирусы) им является один из двух гликопротеидов, находящихся на поверхности вирусной частицы. У вируса гриппа (ортомиксовирус) функцию белка слияния выполняет малая субъединица гемагглютинина — важнейшего поверхностного антигена этого возбудителя. Так или иначе, но этот процесс происходит при проникновении в клетки любых вирусов.

Итак, все сказанное подводит нас к главнейшему событию, без которого не может начаться вирусная инфекция — «раздеванию», высвобождению вирусного генома от белкового покрытия. Условия для такого раздевания создаются всеми предшествующими, описанными нами процессами: связыванием со специфическими рецепторами, проникновением в клетку, слиянием мембран.

Не отвлекаясь на частности (а великое множество их уже известно и еще более неизвестно), можно сказать, что вирус, проходя внутрь клетки, раздевается постепенно, сбрасывая по мере своего взаимодействия с клеткой одну одежду за другой, стремясь обнажиться до такой степени, которая позволит ему начать смертельный для клетки «танец»: для одних вирусов такими продуктами являются сердцевины вирионов, в других — нуклеокапсиды, в третьих — нуклеиновые кислоты. Но во всех случаях критерием достаточной для начала инфекции степени раздевания вируса является способность начать транскрипцию.

Жизненный цикл ретровируса. А — белок сердцевины; Б — гликопротеин оболочки; В — клеточная мембрана; Г — обратная транскрипция.

Нам не нужно здесь объяснять, что такое транскрипция — мы говорили об этом выше, путешествуя по клетке. Напомним, что центральная догма молекулярной биологии клетки выражается формулой: ДНК (транскрипция) → РНК (трансляция) → белок.

То, как реализуют свою генетическую информацию вирусы, называют — стратегией вирусного генома (!). (Заметим: это не наше выражение, мы заимствуем его из обширной литературы по молекулярной вирусологии.) Стратегия генома ДНК-содержащих вирусов в отношении синтеза иРНК та же самая, что и у клетки (ДНК→РНК→белок). Стратегия та же! А тактика?