Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Виникнення злоякісних пухлин - Біологія

Міністерство освіти Російської Федерації

Уральський Державний Технічний Університет - УПІ

Кафедра Технології органічного синтезу

РЕФЕРАТ:

РОЛЬ ВІРУСІВ І ПЛАЗМІД У пухлиноутворення

Виконав:

студент гр. Х-449

Покровський П.В.

Єкатеринбург

2001

1. Введення

Виникнення злоякісних (ракових) пухлин може мати різні причини, проте у всіх випадках до цього причетний генетичний матеріал клітини - її ДНК. Що б не призвело до утворення пухлини (ракового переродження), подальшим зростанням тканини управляє ДНК нестримно діляться пухлинних клітин. В основі перетворення нормальної клітини в злоякісну - пухлинної трансформації - лежить перенесення або іншу зміну ДНК. Агент, викликає проліферацію клітин, - це продукт гена. До цих пір, правда, не вдається створити загальну теорію, яка охоплювала б всі форми ракового переродження, проте вивчення злоякісних пухлин, викликаних вірусами і плазмідами, уже зараз дозволяє зробити далекосяжні висновки.

Ми розглянемо три приклади онкогенезу: 1) утворення пухлин у рослин, 2) розвиток пухлин у тварин під впливом ДНК-вірусів і 3) розвиток пухлин у тварин під впливом РНК-вірусів (ретровірусів).

2. Освіта пухлин у рослин.

У багатьох рослин зустрічаються пухлини кореневої шийки. Ці розростання тканини зменшують потік поживних речовин між підземними та надземними частинами. У багатьох рослин такі пухлини можна викликати експериментально; типові результати виходять більше ніж у половини вивчених видів (рис. 1). Збудником є Agrobacterium tumefaciens - грам-негативна грунтова бактерія з перітріхальнимі джгутиками, подібна з представником роду Rhizobium. Бактерії проникають в тканину через пошкоджені ділянки і розмножуються в межклетниках. Бувають вірулентні і авірулентние штами A. tumefaciens; вірулентні містять велику плазмиду, так звану Ti-плазміди (Ti - Tumor Inducing, індукують пухлина). Після зараження тканини плазміди проникають в рослинні клітини.

Плазмідна ДНК міцно інтегрується в хромосомну ДНК рослинних клітин і викликає їх пухлинний ріст. Шляхом щеплення таких клітин можна передати пухлина здоровому рослині; таким чином, після того як клітини зазнали пухлинну трансформацію, бактерія і її плазміда стають вже непотрібними. Інтегрована ДНК плазміди відповідальна також за здатність клітин виробляти нові ферменти, за допомогою яких синтезуються амінокислоти октопін і нопалін, так звані опинилися. Ці амінокислоти можуть використовуватися бактерією A. tumefaciens як джерело вуглецю та азоту. Завдяки Ti-плазміди Agrobacterium отримує, таким чином, переважний доступ до продуктів фотосинтезу рослини: Ti-плазміда забезпечує утворення амінокислот, які можуть бути засвоєні тільки цією бактерією.

Поряд з цим Ti-плазміда являє собою природний генний вектор для перенесення чужорідної ДНК в рослини. Гени, що визначають пухлинний ріст, можна виділити з плазміди і замінити іншими генами. З тканин, що складаються з клітин, трансформованих видозміненій плазмидой, вдавалося регенерувати цілі рослини тютюну, які росли абсолютно нормально і додатково до всього синтезували опинилися. Таким чином, гени чужорідної ДНК передавалися як домінантні чинники відповідно до звичайними законами спадковості.

Пошуки шляхів введення чужорідних генів у клітини вищих рослин інтенсивно ведуться в усьому світі з початку 70-х років. Одним з імпульсів до розвитку методів переносу чужорідних генів у рослини стали результати детального вивчення молекулярно-генетичних основ пухлинного росту у рослин за участю бактерій роду Agrobacterium. В результаті цих досліджень виявилося, що пухлинотворні плазміди агробактерій, що представляють собою міні-кільцеві ДНК, є природною векторної системою, яку зараз використовують для переносу генів в рослини. Плазміда агробактерії переносить частину своєї ДНК в ДНК рослинної клітини, в ДНК вбудовується "потрібний" ген. За допомогою цього унікального вектора вже отримано велику кількість трансгенних рослин. Важливо також те, що методи генної інженерії зараз використовують не тільки в практиці, це найважливіша методологія для пізнання фундаментальних основ організації та функціонування рослинного геному.

2.1. ЩО ТАКЕ ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ РОСЛИН

Генетична інженерія - це система експериментальних прийомів, що дозволяють конструювати штучні генетичні структури у вигляді так званих рекомбінантних (гібридних) молекул ДНК. Суть генетичної інженерії зводиться до переносу в рослини чужорідних генів, які можуть повідомляти рослинам корисні властивості. Такі маніпуляції здійснюються за допомогою відповідних ферментів - рестрикційних ендонуклеаз, розщеплюють молекули ДНК в суворо визначених ділянках, і лігази, сшивающих фрагменти в єдину рекомбинантную молекулу ДНК.

Отже, процедури генетичної інженерії зводяться до того, що з набору фрагментів ДНК, які містять потрібний ген, збирають гібридну структуру, яку потім вводять в клітину. Введена генетична інформація експресується, що призводить до синтезу нового продукту. Таким чином, вводячи в клітину нову генетичну інформацію у вигляді гібридних молекул ДНК, можна отримати змінений організм.

Рослини мають одну дуже важливу перевагу перед тваринами, а саме можлива їх регенерація in vitro з недиференційованих соматичних тканин з отриманням нормальних, фертильних (здатних зав'язувати насіння) рослин. Це властивість (тотіпотентность) відкриває для молекулярних біологів великі можливості у вивченні функціонування генів, введених в рослини, а також використовується в селекції рослин. Для конструювання рослин необхідно вирішити такі завдання: виділити конкретний ген, розробити методи, що забезпечують включення його в спадковий апарат рослинної клітини, регенерувати з одиничних клітин нормальне рослина зі зміненим генотипом. Таким чином, методологія генетичної інженерії відносно рослин спрямована на докорінну зміну методів традиційної селекції, з тим щоб бажані ознаки рослин можна було отримувати шляхом прямого введення в них відповідних генів замість тривалої роботи по схрещуванням.

Формальною датою народження генетичної інженерії рослин є отримане за допомогою Ti-плазмідної вектора перша у світі химерне рослина санбін (sunbeen) як результат перенесення гена запасного білка бобових (фазеоліна) в геном соняшника (sunflower + been). Це було першим відчутним, хоча, можливо, і недосконалим свідченням того, що стосовно рослин генетична інженерія зможе виправдати надії фахівців в галузі молекулярної генетики, біології та селекції.

2.2. Корончата Галли РОСЛИН

У групі грунтових бактерій, відомих під загальною назвою Agrobacteria, є кілька видів, які можуть заражати рослини і викликати утворення пухлин, званих корончата галлами, що складаються з недиференційованої пухлинної тканини, що росте в місці зараження. Клітини корончастих галлів у багатьох відношеннях нагадують ракові клітини тварин. Вони набувають здатність до необмеженого, нерегульованим росту. Коли клітини корончастих галлів культивують in vitro, вони ростуть при відсутності спеціальних гормонів, які необхідні при культивуванні нормальних рослинних клітин. Більш того, клітини корончастих галлів продовжують зберігати ці властивості (трансформований фенотип), навіть якщо вбити бактерії антибіотиками. Вивчення індуктора пухлин Agrobacterium tumefaciens показало, що власне опухолеродним агентом у цієї бактерії є Ti-плазміда, яка частково інтегрується в хромосоми рослин.

2.3. Агробактеріальної ТРАНСФОРМАЦІЯ РОСЛИН: Ti-Плазміди

У A. tumefaciens крім хромосоми міститься Ti-плазміда. Плазміда містить Т-ДНК (transferred DNA), яка складає 12-22 тис. Пар основ і вбудовується в ДНК рослинної хромосоми. Вона кодує ферменти синтезу фітогормонів і опинов - похідних амінокислот, які використовуються бактерією як джерело вуглецю, азоту та енергії.

Крім Т-ДНК в Ti-плазміди містяться vir-область, відповідальна за перенесення Т-ДНК в рослину, гени утилізації опинилась, а також локуси, контролюючі розмноження плазміди в бактеріальної клітці і її перенесення при бактеріальної ко?югаціі. Докази того, що саме Ti-плазміди, а не хромосомні гени бактерій відповідальні за підтримання трансформованого стану клітин корончастих галлів, були отримані при вивченні штамів Agrobacterium, містять мутантні Ti-плазміди. Агробактерії, позбавлені Ti-плазмід, що не індукують в зараженому рослині ні освіти корончастих галлів, ні синтезу опинов. Всі отримані мутації Ti-плазмід поділяють на три основні класи. Мутанти першого класу не індукують синтез опинилась, але викликають утворення корончастих галлів. Мутанти другого класу втрачають здатність індукувати розвиток пухлин. Мутанти третього класу стимулюють аномальну диференціювання нормальних клітин, наприклад надлишковий ріст коренів або пагонів. Ці генетичні дослідження показали, що ДНК Ti-плазмід містить гени, які контролюють розвиток пухлин, синтез опинилися. Оскільки у рослин з мутантними Ti-плазміди другого і третього класів за допомогою фітогормонів можна стимулювати пухлиноутворення, було припущено, що отримані мутації зачіпають гормональний метаболізм.

2.4. Які гени локалізовані в Т-ДНК

В області Т-ДНК картіровано не менше шести генів, що відповідають за морфологію пухлини і синтез фітогормонів. Ген iaaM 1 кодує фермент триптофан-2-монооксігеназу, яка переводить триптофан в індолілацетамід. Ген iaaH 2 кодує гідролази, що перетворює індолілацетамід в гормон рослин ауксин - индолил-3-оцтову кислоту (ІУК). Спільна діяльність продуктів генів 1 і 2 обумовлює появу в рослинах невластивого їм шляху утворення природного ауксину, що в цілому призводить до зміни кількості ауксину в клітинах рослини. Ізопентенілтрансфераза, кодується геном ipt, каталізує ранні стадії біосинтезу природного цитокинина. Гени iaaM, iaaH і ipt являють собою онкогени, так як продуктами цих генів є фітогормони ауксин і цитокинин, які індукують поділ клітин. Ген 5 відповідає за синтез індол-3-лактату, який є продуктом перетворення ауксину. Цей метаболіт виявляє антіауксіновий ефект. Ген tml 6 впливає на величину пухлини; транскрипт 6а необхідний для секреції нопаліна і октопіна, а ген 6б змінює чутливість рослинних тканин до цитокініни і зберігає клітини в недиференційованому стані. Отже, чотири або, можливо, п'ять генів пригнічують диференціювання пухлинних клітин і переводять їх у стан поділу, а ще один ген кодує фермент, що каталізує синтез опинилися.

2.5. Молекулярно-генетичних МЕХАНІЗМИ агробактеріальної ТРАНСФОРМАЦІЇ

Процес трансформації можна розділити на чотири етапи: прикріплення бактерії до стінки рослинної клітини, проникнення Т-ДНК всередину клітини рослини, інтеграція Т-ДНК в геном рослини і експресія Т-ДНК.

Індукція початкових етапів трансформації може відбуватися тільки в місці ранового ушкодження рослини, де виділяються низькомолекулярні фенольні сполуки (наприклад, ацетосірінгон), вуглеводи (наприклад, глюкоза і глюкуроновая кислота) і де утворюється кислий рН. Весь процес вирізання та інтеграції Т-ДНК в рослинну хромосому здійснюють продукти генів, локалізованих в vir-області. Сприйняття ранових сигналів здійснюють білки VirA і ChvE. ChvE, білок, який кодується хромосомним геном бактерії, відчуває присутність ацетосірінгона і змінює здатність VirA відповідати на фенольні сполуки. VirA є гистидинового протеїнкіназою, здатної до аутофосфорілірованію, він двічі пронизує внутрішню мембрану бактеріальної клітини і виступає в якості донора фосфору білку VirG. Фосфорілірованний VirG активує транскрипцію інших vir-генів. Індукція vir-генів оборотна, що дуже важливо для патогена: у випадку, якщо господар - хворий і нежиттєздатний організм, перенесення Т-ДНК не здійснюється.

Оперон VirD кодує декілька продуктів. Один з них є двокомпонентною ендонуклеазою. Область Т-ДНК оточена однаковими повторами довжиною 25 пар основ. Ці послідовності є сайтами впізнавання VirD-ендонуклеази, ріжучої точно між 3-м і 4-м підставами 25 пар основ повтору. Ця ендонуклеаза відповідальна за вирізування Т-ДНК. Білки VirB і VirE необхідні для транспорту Т-ДНК з бактерії в рослину. Перенесення Т-ДНК з бактерії в цитоплазму рослинної клітини здійснюється за 30 хв.

Впровадження Т-ДНК в рослинний геном є багатоступеневим процесом. Недавні результати аналізу нуклеотидних послідовностей в ділянках рослинної ДНК, в які інкорпорує Т-ДНК, показали, що є гомологія між рослинної ДНК по обидва боки від місця вбудовування та зовнішніми областями плазмідної ДНК агробактерій. У геном рослини можуть вбудовуватися кілька копій Т-ДНК. Після вбудовування в хромосому Т-ДНК стає звичайною частиною генома рослини. Т-ДНК транскрибується в рослинних клітинах РНК-полімеразою II рослини-господаря. Транскрипти мають особливості еукаріотичних матриць. Сама бактерія в клітку не проникає, а залишається в міжклітинному просторі і використовує рослинні клітини з вбудованою Т-ДНК як фабрику, продукує опінію - джерело азоту та вуглецю.

2.6. ДНК Ti-Плазміди МОЖНА ВИКОРИСТОВУВАТИ В ЯКОСТІ ВЕКТОРА

Т-ДНК Ti-плазмід володіє двома властивостями, що роблять її по суті ідеальним вектором для введення чужорідних генів у клітини рослин. По-перше, коло господарів агробактерій дуже широкий: вони трансформують клітини практично всіх дводольних рослин. Відомо, що можна добитися зараження однодольних, у тому числі злаків. По-друге, інтегрована до складу геному рослини Т-ДНК успадковується як простий домінантний ознака відповідно до законів Менделя, а її гени мають власні промотори (регуляторна область гена, що визначає час і місце його експресії), під контролем яких можуть експресуватися вставлені в Т -ДНК чужорідні гени.

Найпростіший спосіб введення Т-ДНК в клітини рослини полягає в тому, щоб заразити його A. tumefaciens, що містить відповідну Ti-плазміди, і надати подальший природному ходу подій. Необхідно тільки вміти вбудовувати потрібні гени в Т-сегмент ДНК плазміди. Проте розміри цілої Ti-плазміди істотно більше розмірів молекул, звичайно використовуваних в роботі з рекомбінантної ДНК. Щоб подолати ці труднощі, розроблений наступний підхід. Насамперед Т-сегмент вирізують з Ti-плазміди за допомогою рестриктаз і вбудовують в один із стандартних плазмідних векторів для розмноження в клітинах бактерій - Escherichia coli. E. сoli містить плазміду pBR322, яка здатна до самореплікаціі, тобто розмноження, що приводить до збільшення числа її копій. Після того як в плазміду pBR322 впровадили ділянку Ti-плазміди, це рекомбінантний структура може потім реплицироваться багаторазово, що призводить до збільшення числа копій ділянок Ti-плазміди. Цей процес називається клонуванням. Бактерії, що містять плазміду pBR322 з ділянкою Т-ДНК, розмножують, після чого цю плазміду виділяють. Потім з використанням рестриктаз і стандартних прийомів роботи з рекомбінантної ДНК в Т-сегмент вбудовують певний ген. Цей молекулярний гібрид, тепер вже містить Т-ДНК з вбудованим в неї геном, знову розмножують в E. сoli, а потім вводять в клітини A. tumefaciens, що несуть відповідну повну Ti-плазміди. В результаті обміну ідентичними ділянками (гомологичная рекомбінація) між Т-сегментами нативної і сконструйованої Ti-плазмід Т-ДНК з вбудованим чужорідним геном включається в Ti-плазміди, заміщаючи нормальну Т-ДНК. Таким чином, ми отримуємо клітини A. tumefaciens, що несуть Ti-плазміди з вбудованим в Т-сегмент потрібним геном. Останній етап полягає у зараженні рослин цими модифікованими генно-інженерними методами агробактерій. Клітини отриманих трансгенних рослин будуть містити інтегровану Т-ДНК з вбудованим чужорідним геном, тобто мета роботи, що складалася у введенні даного гена в геном рослини, буде досягнута. Недавні дослідження, однак, показали, що цю процедуру можна спростити, якщо використовувати бінарні векторні системи, створення яких полягає в тому, що агробактеріальної клітина повинна містити принаймні дві різні модифіковані Ti-плазміди. Одна з них повинна містити тільки vir-область, гени якій будуть брати участь в вирізання Т-ДНК. Такі плазміди називають плазмидами-помічницями. Друга Ti-плазміда повинна містити область Т-ДНК з потрібним вбудованим геном. Продукти vir-генів здатні вирізати Т-ДНК як на власній плазміді, так і на сусідній, тобто vir-гени можуть працювати незалежно від їхнього місця розташування.

В цілому ідеальна векторна система на основі Ti-плазміди повинна: 1) містити всі сигнали, необхідні для перенесення і стабільної інтеграції в ядерну ДНК рослин; систему для експресії чужорідних генів у рослинах (впізнаваний рослинними полімеразами промотор), маркер, який необхідний для селекції трансформованих клітин; 2) не містити онкогенів, тобто генів, які пригнічують диференціювання рослинних клітин. Другий пункт досягається за допомогою транспозони мутагенезу (транспозон - послідовність ДНК, здатна переміщатися по геному). У результаті введення транспозона в Т-ДНК можна виключити гени, які призводять до пухлиноутворення (iaaM, iaaH, ipt), що не відбивається на механізмі перенесення Т-ДНК. Зазвичай використовують бактеріальні транспозони (Tn5, Tn7). При цьому знімається блок з процесів регенерації. При модифікації Ti-плазміди необхідно передбачити також наявність унікальних сайтів рестрикції, в які буде клонований чужорідний фрагмент ДНК. Такі унікальні сайти рестрикції створюються включенням в штучні Ti-конструкції послідовностей, які містять множинні сайти розрізання для рестриктаз EcoR1, Hind III, BamH1 та ін. У деяких випадках в одному множині сайті є 18-20 сайтів, впізнаваних різними рестриктазами, чому ці ділянки і називаються полілінкерамі.

Крім того, при конструюванні векторних молекул має бути передбачено наявність промоторів, що працюють в рослинах. Промотор (ділянка, до якого приєднуються РНК-полімерази) повинен володіти набором властивостей, а саме: силою (активної експресією), можливістю регуляції, ткане- і органспеціфіческой експресією. Так, наприклад, до регульованих промоторів відноситься промотор генів білків теплового шоку (генів, активність яких індукується при підвищеній температурі), а тканеспеціфічная експресія характерна для генів, що контролюють синтез запасних білків, наприклад зеина, який виявлений тільки в тканинах насіння злаків. Найбільш популярним є промотор гена вірусу мозаїки цвітної капусти (CAMV). Гени, підшиті до такого промотор, активно експресуються у всіх тканинах.

Нарешті, у векторі повинні бути передбачені маркери, за допомогою яких можливий відбір трансгенних рослин. У літературі маркерні гени ще називають репортерного. Їх досить багато. Наприклад, luxA і luxB - це гени, виділені з ДНК світлячків. Вони контролюють синтез люціферази, яка забезпечує перехід люцефірінов з окисленої форми в основну, що й забезпечує світіння. Останнім часом користується популярністю інший репортерний ген - pgfp, який контролює синтез GFP-білка (green fluorescent protein). Цей ген був виділений з ДНК медузи Acquorea victoria. Трансгенні рослини з цим геном світяться в ультрафіолеті зеленим світлом.

Традиційний спосіб трансформації рослинних клітин за допомогою Т-ДНК полягає в нанесенні агробактерій, що містять Ti-плазміди, на спеціально пошкоджений втечу. Зараз використовують широкий арсенал методів для отримання трансгенних рослин. Створено навіть спеціальний прилад - "Shotgun", який стріляє найдрібнішими вольфрамовими кульками, одягненими в молекули ДНК, здійснюючи таким чином трансформацію рослинних клітин.

2.7. ПРАКТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ Генетична інженерія РОСЛИН З ВИКОРИСТАННЯМ Ti-ПЛАЗМІД

Ще кілька років тому вчені ставили запитання, чи можна створити сорти, збалансовані за складом амінокислот, стійкі до холоду, посухи, що не вражаються шкідниками. Сьогодні можна з упевненістю стверджувати, що такі трансгенні рослини вже вийшли в поле. За літературними даними, до 1997 року в 30 країнах світу проведено понад 3 тис. Польових випробувань. У цих експериментах використовували трансгенні рослини 40 різних видів, що відносяться до різних родин, включаючи злаки. Після успішних експериментів з'явилися побоювання про можливу шкоду генетичної інженерії для природи і людства. Проте вже більш ніж за чверть століття свого існування генетична інженерія не принесла шкоди ні природі, ні людині. Головне, в будь-яких експериментах з генної інженерії слід дотримуватися розроблені правила.

Найбільш гостро стоїть питання про отримання рослин, стійких до шкідників сільського господарства, так як хвороби рослин стали основним лімітуючим фактором одержання врожаю. В арсеналі генної інженерії рослин є багато прийомів, що дозволяють отримати трансгенні рослини, стійкі до комах. Традиційно використовують ген bt, продуктом якого є бактеріальний токсин Bacillus thuringiensis. Ця тюрингская бактерія продукує великий білок (протоксін), контрольований геном bt, який, потрапляючи в кишечник личинок комах, руйнується під дією ферментів, а його фрагмент (ендотоксин) призводить до їх загибелі. На наведена схема конструювання вектора і одержання трансгенних рослин бавовни, які набувають ознака стійкості до комах. В даний час вже синтезований штучний ген bt, конструкція з яким більш ефективна, а самі трансгенні рослини мають широкий спектр стійкості до комах. Трансгенні рослини картоплі, бавовни, кукурудзи з геном bt вже виробляються фірмами "Monsanto", "Ciba Seeds" і продаються на ринках світу, хоча дискусії про їх використання ще не закінчені.

Відомо, що рослини, так само як і тварини, здатні виробляти імунітет. Цим чудовим властивістю володіють тільки стійкі рослини, у яких при атаці патогенів сильно змінюється метаболізм. Наприклад, у стійких рослин накопичуються такі хімічні сполуки, як перекис водню (Н2О2), саліцилова кислота (SA), фітоалексини (з'єднання, що виконують захисну функцію в рослині). Підвищений вміст цих сполук сприяє протистоянню рослини в боротьбі з патогенами. Ось один із прикладів, який доводить роль саліцилової кислоти в імунній відповіді рослин. Трансгенні рослини тютюну, які містять бактеріальний ген, що контролює синтез саліцилат гідролази (цей фермент руйнує SA), були нездатні до імунної відповіді. Тому зміна генно-інженерним шляхом рівня саліцилової кислоти або вироблення в рослинах у відповідь на патоген H2O2 може бути перспективним для створення стійких трансгенних рослин.

В останні роки вчені використовують новий підхід для отримання трансгенних рослин з "antisense RNA" (перевернутої або антисмислової РНК), який дозволяє управляти роботою інтересуемого гена. У цьому випадку при конструюванні вектора копію ДНК (к-ДНК) вбудованого гена перевертають на 180 ?. В результаті в трансгенному рослині утворюється нормальна молекула мРНК і перевернута, яка в силу комплементарності нормальної мРНК утворює з нею комплекс і закодований білок не синтезується. Такий підхід використаний для отримання трансгенних рослин томатів з поліпшеною якістю плодів. Вектор включав к-ДНК гена PG, контролюючого синтез полігалактуронази (polygalacturonase) - ферменту, що у руйнуванні пектину, основного компонента міжклітинної простору рослинних тканин. Продукт гена PG синтезується в період дозрівання плодів томатів, а збільшення його кількості призводить до того, що томати стають більш м'якими, що значно скорочує термін їх зберігання. Відключення цього гена в трансгени дозволило отримати рослини томатів з новими властивостями плодів, які не тільки значно довше зберігалися, але й самі рослини були більш стійкі до грибних захворювань. Такий же підхід можна застосувати для регулювання термінів дозрівання томатів, а в якості мішені в цьому випадку використовують ген EFE (ethylene-forming enzyme), продуктом якого є фермент, що бере участь в біосинтезі етилену. Етилен - це газоподібний гормон, однією з функцій якого є контроль за процесом дозрівання плодів.

Таким чином, стратегія антисмислових конструкцій широко застосовна для модифікації експресії генів. Ця стратегія використовується не тільки для отримання рослин з новими якостями, а й для фундаментальних досліджень у генетиці рослин.

Слід згадати ще про один напрямок в генної інженерії рослин, яке до недавнього часу в основному використовували у фундаментальних дослідженнях - для вивчення ролі гормонів у розвитку рослин. Суть експериментів полягала в отриманні трансгенних рослин з комбінацією певних бактеріальних гормональних генів, наприклад тільки iaaM або ipt і т.д. Ці експерименти внесли істотний внесок у доказ ролі ауксинов і цитокінінів в диференціювання рослин.

В останні роки цей підхід стали використовувати в практичній селекції. Виявилося, що плоди трансгенних рослин з геном iaaM, які знаходяться під промотором гена Def (ген, який експресується тільки в плодах), є партенокарпічний, тобто сформованими без запилення. Партенокарпічні плоди характеризуються або повною відсутністю насіння, або дуже невеликою їх кількістю, що дозволяє вирішити проблему "зайвих кісточок", наприклад в кавуні, цитрусових і т.д. Вже отримані трансгенні рослини кабачків, які в цілому не відрізняються від контрольних, але практично не містять насіння.

Залишається додати кілька слів ще про один аспект можливостей використання Ti-плазміди агробактерії. Обеззброєний, позбавлену онкогенів Ti-плазміди вчені активно використовують для отримання мутацій. Цей метод носить назву Т-ДНК-інсерційного мутагенезу. Т-ДНК, вбудовуючись в геном рослини, вимикає ген, у який вона вбудувалася, а по втраті функції можна легко відбирати мутанти. Цей метод чудовий також тим, що дозволяє відразу виявити і клонувати відповідний ген. В даний час таким способом отримано безліч нових мутацій рослин і відповідні гени клоновані. У нашій лабораторії М.А. Раменське на основі Т-ДНК мутагенезу отримані рослини томатів з неспецифічною стійкістю до фітофторозу.

Областей застосування трансгенних рослин так багато, що всі наявні відомості неможливо викласти в рамках однієї статті. На рівні лабораторних експериментів ведуться роботи по отриманню рослин, стійких до холоду, важких металів, підвищеного вмісту солей та ін. Трансгенні рослини, стійкі до гербіцидів (хімічних сполук, які використовують для боротьби з бур'янами), до вірусів, рослини з підвищеним вмістом масел і незамінних амінокислот вже вирощують на мільйонах гектарів. Не менш цікавий і інший аспект робіт - отримані трансгенні рослини зі зміненими декоративними властивостями. Один із прикладів - це отримання рослин петунії з різнобарвними квітками. На черзі блакитні троянди з геном, контролюючим синтез блакитного пігменту, клонованою з дельфініум.

Отже, багато надії вже зараз перетворилися на звершення, а агробактерії з її дивовижною Ti-плазміди в руках вчених стала справжнім інструментом як для пізнання функціонування рослинного геному, так і для вирішення багатьох проблем, які стоять перед сільським господарством. На жаль, у нашій країні трансгенні рослини ще залишаються на рівні лабораторних експериментів, оскільки дорога від лабораторії до поля, як і багато років тому, залишається Непротоптана, а в багатьох лабораторіях, у тому числі і в нашій, вже є трансгенні рослини, які чекають своєї години.

2. Онкогенез, що викликається у тварин ДНК-вірусами.

Дослідження канцерогенезу у тварин нерідко проводяться на культурах тканин. Якщо перенести клітини тварин, наприклад з органів курей або хом'ячків, або фібробласти людини у відповідну живильне середовище, то на внутрішній стінці культурального судини вони почнуть розмножуватися. Зазвичай клітини продовжують рости лише до тих пір, поки не почнуть стикатися між собою. Через контактного гальмування утворюється тільки одношаровий клітинний газон. Якщо ж ці нормальні клітини інфікувати опухолеродним вірусом, то контактне гальмування знімається, клітини продовжують розмножуватися і починають насуватися один на одного. Багатошаровий зростання спостерігається тільки у клітин, що зазнали пухлинну трансформацію. З клітинної маси легко виділити окремі клітини і таким шляхом отримати чисті лінії (клони) трансформованих клітин.

Віруси поліоми і SV40 ("Мавпячий вірус 40") відносяться до групи паповірусов. Вони містять дволанцюжкові кільцеві молекули ДНК. В експерименті вірус можна перенести для розмноження в клітини тканинної культури. Розмножуючись в деяких (так званих пермісивними) клітинах, вірус викликає їх лізис, і в міру його розмноження клітини гинуть. В інших (непермессівних) клітинах вірус поводиться інакше. У цьому випадку розмноження вірусу пригнічується, і приблизно в одній з 105клеток вірусна ДНК інтегрується в клітинну ДНК. Таке включення вірусної ДНК в геном клітини-хазяїна може призводити до пухлинної трансформації. У трансформованому клітці утворюється білок (Т-антиген), який запускається реплікацію клітинної ДНК, і в результаті починається розмноження клітин. І?екція такого роду трансформованих клітин живота призводить до швидкого утворення пухлин.

Онкогенез, що викликається у тварин РНК-вірусами.

До утворення пухлин у тварин можуть бути причетні також і РНК-віруси - ретровіруси. Вони відносяться до ікосаедрічеськая вірусам з оболонкою і містять (+) РНК-геном (одноцепочечную РНК). В якості онкогенних вірусів вони, наприклад, викликають саркому Рауса і курей і лейкемію у мишей. Назва "ретровіруси" пов'язане з тим, що в їх розмноженні бере участь зворотна транскриптаза. РНК цих вірусів не може відтворюватися шляхом простої реплікації - необхідна її попередня транскрипція в ДНК з подальшою інтеграцією цієї ДНК в одну їх хромосом клітини-хазяїна. Інтеграція - необхідний етап репродукції вірусу; тільки інтегрована вірусна ДНК буде транскрибуватися. Так як інтеграція в клітинну ДНК входить в життєвий цикл вірусу, частота інтеграції дуже велика. Ймовірно, вірусна ДНК може включатися в клітинну в будь-якому місці.

Розмноження вірусу не приводить до лізису клітини. Нуклеокапсид утворюється внтурі клітини, переміщується потім до плазматичної мембрани і виходить назовні, одягнений в оболонку з цієї мембрани. Інтегрована ДНК ретровируса реплицируется разом з геномом клітини-хазяїна і тому міститься в кожній клітині пухлини (саркоми). Пухлинний ріст клітин обумовлений експресією вірусного гена "src". Цей ген кодує білок, який мабуть, являє собою кіназу, фосфорилюється білки. Можна думати, що ця киназа бере участь у перетворенні диференційованої клітини в клітину ембріонального типу.

Нещодавно була з'ясована послідовність основ в вірусної РНК. Виявилося, що вона схожа в послідовністю одного з генів людини. Звідси можна зробити висновок, що src - це ген тваринного походження, який в результаті неточною транскрипції був включений в РНК вірусу разом з вірусними генами і закріпився в ній. Це міг бути ген, що кодує важливий для ембріональної клітини фактор росту. Таким чином, пухлини, викликані ретровирусами, в кінцевому рахунку обумовлені переносом якогось гена тваринного походження в клітку тварини.

"Рак викликається вірусами". Це колись божевільна ідея Л. А. Зільбера висказанна ще в середині 30-х років. Те, що віруси можуть викликати пухлини у мишей, у щурів, у курей - доведено. Але при чому тут людина? Загадка походження раку хвилювала вчених з тих пір, як медики навчилися розпізнавати це страшне захворювання. Що викликає злоякісне переродження клітин, стрімке лавиноподібний їх зростання, коли, втручаючись в здорові тканини і органи, вони душать, обплутують, вбивають все живе? На початку нашого століття з'ясувалося, що рак може виникнути під впливом різних хімічних речовин, їх стали називати канцерогенами. Ртуть і миш'як, дим сигарети і анілінові барвники, кам'яновугільна смола і мінеральні масла, друкарська фарба та азбест ... Часом здається, що лише жменьці з нас якимось дивом вдається вижити в цьому канцерогенний океані.

Отже, злива, потік, потоп канцерогенів. А може бути, і генетичний рок: є люди, яким судилося занедужати на рак, це закладено в них спадково, генетично?

Пішов в історію XIX століття з його блискучими відкриттями в мікробіології, закінчився і ХХ, разом з другим тисячоліттям, з лавиною відкриттів у всіх галузях науки і техніки. Однак віз і нині там. Досі про причини розвитку раку (по науковому - етіології), досі нічого не відомо. Звичайно, ми знаємо, що може служити фактором ризику, але чому і у кого завтра розвинеться пухлина - ніхто сказати, на жаль, поки не може. Людина знайшов збудників багатьох страшних хвороб. Ще наприкінці ХIX століття Д. І. Івановський відкрив світ вірусів, а на самому початку XX століття один з перших вірусологів Європи А. Боррель вперше у пресі висловив гіпотезу: а не фильтрующиеся чи віруси викликають злоякісні пухлини?

Незабаром В. Еллерман і О. Банг повідомляють, що лейкози у курей дійсно можуть мати вірусне походження. І готові експериментально підтвердити це ... Втім, тоді лейкози незараховували ще до злоякісних новоутворень, так що питання начебто зовсім неясний. Неясний для всіх, крім ... І. І. Мечникова. Ще в 1910 році цей великий провидець науки друкує в газеті "Русское слово" статтю, в якій пише буквально наступне: "Одна причина раку, безумовно, знаходиться в самому організмі, але інша потрапляє в нього у вигляді екзогенного початку, швидше за все - вірусу" .

Проходить всього лише один рік, і ветеринарний лікар П. Раус представляє докази вірусної природи щільною (інакше, солідної) пухлини курей, так званої саркоми Рауса. Це відкриття було зроблено в 1911 році, а Нобелівська премія за нього була присуджена Раусу через ... півстоліття. Щастя, що він встиг дожити до свого тріумфу!

Між відкриттям і його визнанням (і використанням) досить часто лежать "дистанції величезного розміру". Згадаймо, що закони Г. Менделя були абсолютно не оцінені сучасниками і по суті перевідкриття заново через 50 років, коли їх творця вже не було в живих. Вірус поліомієліту відкрив К. Ландштейнер у Відні в 1909 році, а ефективна вакцина проти цього страшного захворювання з'явилася на світ лише в 50-і роки. Вірус грипу вперше виділений від людини К. Ендрюсом в 1933 році, ефективних грипозних вакцин немає досі, а вже Нобелівською премією за вирішення проблеми грипу, як кажуть, і не пахне. Так що Раус - щаслива людина!

Втім, повернемося в початок ХХ століття. Промайнула в ті роки в роботах А. Борреля, І. І. Мечникова, В. Еллерман, О. Банга, П. Рауса думка про вірусну природу раку, думка, значною мірою підказана полюванням за вірусами, погасла на цілу чверть століття.

Справді, були відкриті хвороботворні віруси, що викликають віспу, кір, грип, свинку, жовту лихоманку, але де він, вірус раку людини, і якщо він є, чому його ніхто і ніколи не зміг наздогнати і побачити?

... 14 грудня 1935. Всесоюзна нарада з вивчення ультрамікробів і фільтруються вірусів.

На трибуні - Зильбер. Радянська вірусологія тільки народжується. І він один із найпалкіших її піонерів, творець першої спеціалізованої вірусологічної лабораторії Наркомату охорони РРФСР. Вчений починає з загальновизнаних аргументів:

"Існує думка, що фильтрующиеся віруси рідко вражають людину. Це, однак, зовсім невірно. Якщо ми підрахуємо захворюваність ... то одержимо, що ... з 1929 по 1934 ... грипом, кором, поліомієлітом і віспою захворіли 25142 650 осіб, у той час як основними бактерійними інфекціями - 4072446 людина ".

Отже, переконувати в необхідності вивчення вірусів, здається, не доводиться.

Але ... І далі Зильбер заговорив про те, що не могло не викликати глибокої і напруженої тиші залу:

"... Необхідно зупинитися на успіхах в галузі вивчення етіології деяких злоякісних пухлин. Я прекрасно розумію необхідність надзвичайної стриманості і глибокої обережності в цьому складному і важливому питанні. Однак неможливо обійти мовчанням роботи самого останнього часу, в яких висловлюється принципово новий погляд на цю складну проблему ... Дозволено думати, що фактор, що викликає деякі пухлини ссавців, є не самою клітиною цієї пухлини, а екзогенних, автономним від неї агентом, який в інших випадках, однак, так тісно пов'язаний з нею, що не може бути відокремлений від неї фільтруванням ... Пройти повз цих фактів не представляється можливим ... "

Настороженість залу змінилася подивом, здивування вирішилося нерозумінням. Добре ще, якщо ввічливим, без усмішок і іронічних вигуків ... Занадто багатьом, на відміну від Зильбера, ці факти здалися не вартими уваги, повз них цілком можна було пройти ... Та й які факти? Пухлини мишей, щурів і кроликів, викликані штучно в експерименті?

І все ж історичні слова теж були вимовлені: "... фактор, що викликає деякі пухлини млеко живлять, є ... агентом, автономним від клітини, який ... однак, так тісно пов'язаний з нею, що не може бути відокремлений від неї фільтруванням ". Слово вірус ще відсутня, але воно і тільки воно повинне стояти тут, поруч з іншими: "не може бути відокремлений від неї (клітини) фільтруванням". Поки це більше натяк, ніж висновок, але який віщий натяк!

Моцарт казав про "миті, коли відразу чуєш всю ще не написану симфонію". Ніхто не вірить в неї, крім самого автора, бо тільки авторський слух готовий сприйняти звучить майбутнє. Для цього необхідний особливий провидницький слух. Зильбер володів таким слухом. І гучне несхвалення опонентів не могло його притупити.

"Нелегко, - пише учень і послідовник Зильбера член-кореспондент АН СРСР професор Г. І. Абелевий, - постійно бути в опозиції до загальноприйнятих думок. Те, що для нього було ясним і навіть очевидним ... аж ніяк не представлялося таким більшості дослідників. .. Факти, наведені Левом Олександровичем, як вагомі доводи на користь своєї точки зору, далеко не завжди звучали для них однозначно ... І справа тут не в байдужості або консерватизмі. Справа в різному складі розуму і в різних підходах до проблеми ".

... 1935 ... Може бути, занадто передчасні ідеї Зильбера? Але адже все, що стосується вірусів - збудників гострих інфекцій, - слухається з увагою і гострим інтересом. І лише міркування про фільтри агента пухлин, який "не може бути відділений від клітини фільтруванням", падають на кам'янистий ґрунт ... Значить, рано?

Божевільна ідея про вірусну природу раку або, принаймні, деяких його видів підкріплюється і здогадками інших вчених. М. Ф. Гамалія ще раніше висловлював ідеї про те, що можуть існувати віруси, що розмножуються в клітинних ядрах. Адже є паразити, які розмножуються в ядрах туфельок-інфузорій. При цьому туфельки гинуть ...

Аналогія ще не доказ, розмірковував Зильбер. Але досліди у пошуках агента, не відокремлюються від клітини фільтруванням, захоплюють його цілком, безмежно, самовіддано.

"Киньте все і займіться цим!"

Досліди, сотні, тисячі дослідів ...

У доповіді, зробленій в листопаді 1944 року на конференції Центрального онкологічного інституту, Зильбер вже зміг впевнено заявити: "Фільтрати молодих, щойно виникли пухлин ... опинялися здатними викликати злоякісний ріст. Гіпотетичний екстрацелюлярний, внесений в клітку ззовні збудник злоякісного росту став реальним агентом , доступним для вивчення ".

З 1944 року дійсно було кинуто все, і Зильбер зі своїми співробітниками та учнями зайнявся тільки вірусної теорією походження пухлин. За 22 роки (в 1966 році серці Зильбера перестало битися) були пророблені десятки тисяч дослідів, написані сотні статей, зроблені десятки доповідей, видані унікальні монографії. За день до смерті вчений дописав свою останню, одинадцяту (!) Книгу, яка звалася "вирусогенетичної теорія виникнення пухлин".

Але ... історія ще не доказала і понині - ні історія наукового подвигу Л. А. Зільбера, ні історія розкриття таємниці раку ...

Барельєф Зильбера прикрашає нині стіну конференц-залу інституту вірусології в Москві. Тут же профілі Дженнера, Мечникова, Пастера, Іванівського ...

В розвитку вчення про вірусне походження злоякісних новоутворень можна виділити ряд етапів, кожен з яких характеризується своїм власним "коефіцієнтом" співвідношення емпіричних і теоретичних компонентів.

У I період (1903-1910 роки) явно переважали теоретичні, точніше умоглядні, елементи, оскільки вірусний онкогенез як такої був невідомий, і роль вірусів в походженні злоякісних новоутворень лише передбачалася (Боррель, Мечников).

II період (1910-1944 роки) характеризується переважанням емпіричних моментів, так як саме в цей час були відкриті специфічні опухолеродние віруси курей, мишей і ряду інших тварин.

Своєрідність III періоду (1944-1968 роки) пов'язане з розвитком і затвердженням вирусогенетичної концепції Зильбера про походження злоякісних новоутворень. Наріжним каменем з'явилося положення про те, що опухолеродние віруси являють собою не інфекційні, а інтеграційні агенти. Правомірність цієї концепції була доведена спочатку для ДНК-онкогенних вірусів (Л. А. Зільбер, Р. Далбекко), а потім і для РНК-онкогенних вірусів (Г. Тьомін). На термінах і поняттях інфекційний вірус і інтеграційний вірус слід зупинитися докладніше.

Інфекційний вірус-збудник інфекції - завжди вірулентен. Вірулентний вірус. Власне кажучи, це масло масляне. Вірус і вірулентний - слова одного кореня. Вірус - отрута, вірулентний -ядовітий. Вірулентний вірус - отруйний отруту. Тим не менш, прикметник вірулентний несе в собі важливий і неоднозначний зміст стосовно до іменника вірус.

По-перше, цим терміном визначають збудників гострих вірусних інфекцій, тобто захворювань з коротким інкубаційним періодом, бурхливою течією і відносно швидким фіналом: вилікуванням, залишковими незворотними явищами або загибеллю. Такі грип, поліомієліт, кір, паротит (свинка), вірусні енцефаліти, мозаїчна хвороба тютюну і т. Д. І т. П.

Власне, народження вірусології як дисципліни відбулося завдяки тільки вірулентним вірусів. Мільйонні збитки змусили власників тютюнових плантацій звернутися до Д. І. Іванівському. Тисячі покалічених дитячих тіл "підганяли" вірусологів у всіх країнах в їх полюванні на вірус поліомієліту ... Зараз така ж полювання ведеться на збудника СНІДу ...

Тут зробимо важливе додавання: якщо інфекційний вірус послабити або вбити, вийде вакцина, так що інфекційний вірус може бути і не вірулентним, точніше - авірулентним ...

Вірулентний вірус, втручаючись в клітку, підпорядковує її, змушує працювати на себе, штампувати все нові і нові копії, виснажує клітку і, розграбувавши її, створивши полчища собі подібних, знищує клітку ...

Так протікає гостра вірусна інфекція, викликана вірулентними вірусами.

Основною науковою заслугою Зильбера є встановлення принципово нового положення, згідно з яким крім вірулентних вірусів є ще якісно відмінні від них - помірні (так називали їх на самому початку, за аналогією з помірними фагами) або інтеграційні віруси. Ці агенти викликають утворення принципово іншого комплексу вірус-клітина, в якому відбувається об'єднання, інтеграція геномів мікроорганізму і клітини-хазяїна.

Геном - не дуже чітке поняття. Саме тому генетики його, як правило, не вживають. Вірусологів дно влаштовує, хоча зміст цього терміна цілком генетичний. Два генома в одній системі це означає: два різних зберігача спадкової інформації в клітині (ДНК клітини і ДНК або РНК вірусу), два самостійних механізму транскрипції цієї інформації (тобто окремі інформаційні РНК клітини і вірусу), два самостійних механізму реплікації (множення) нуклеїнових кислот - клітини і вірусу, два окремих процесу трансляції білків в рибосомах, які роблять і клітинні та вірусні білки.

Два генома і дві різні долі. Вірус триває в потомство, клітина найчастіше убита і гине. Геном вірусу бере гору над геномом клітини, саме тому на листі тютюну з'являються іржаві плями, саме тому віспинами зриті особи перехворіли віспою людей, саме тому тяжкими паралічами відзначений поліомієліт: гинуть нервові клітини спинного мозку. Так буває при взаємодії вирулентного вірусу з чутливою клітиною. А що ж відбувається при інтеграції геномів і що це таке взагалі?

У 1935 році для Зильбера це було лише стан вірусу, який так тісно пов'язаний з кліткою, що не може бути відокремлений від неї фільтруванням. Пізніше мова стала йти вже не про вірус в цілому, а лише про його нуклеїнової кислоти. Ясно, що це могло статися, коли роль нуклеїнових кислот у спадковості стала наповнюватися сучасним змістом. Вірусологи зіграли в цьому найважливішому для всієї біології подію видатну роль.

Ще в 1952 році американські дослідники А. Херші і М. Чейз вивчали взаємодії вірусу-бактеріофага Т2 і кишкової палички, позначаючи радіоактивною міткою або білок, або нуклеїнову кислоту вірусу. Досліди незмінно переконували, що в клітку кишкової палички проникає в основному ДНК бактеріофага, саме вона відповідальна за появу нових вірусних частинок. Не забувайте, йде тільки 1952! Уотсон і Крик ще б'ються над розгадкою структури ДНК. Про роль вірусних нуклеїнових кислот в той час взагалі толком нічого не знали ...

І раптом ... для того, щоб відбулося зараження клітини і почалася хвороба і бурхливий поява нових вірусів, зовсім не обов'язково наявність цільного вірусу, достатньо лише його нуклеїнової кислоти. Через кілька років цей висновок був блискуче підтверджений А. Гірером і Г. Шрамм у ФРН і X. Френкель-Конрат в США. З вірусів мозаїчної хвороби тютюну вдалося виділити нуклеїнову кислоту, і вона одна, тільки вона, викликала хворобу і руйнування клітин. Відкриття в 1956-1957 роках інфекційності деяких вірусних нуклеїнових кислот стало вельми важливою віхою в історії вірусології.

Незабаром встановили, що інфекційні процеси, викликані нуклеїновими кислотами і цільними вірусами, істотно відрізняються, хоча ці відмінності носили вельми своєрідний характер. При зараженні нуклеїновими кислотами прихований період хвороби скорочувався на третину, хоча пояснити - чому, ніхто поки не може. Припущення, що прискорена репродукція пов'язана з відсутністю необхідності "роздягатися", не може вважатися задовільним, оскільки не треба "роздягатися" тільки мікропопуляціі вірусу, що викликала інфікування. Але ці кілька тисяч або сот тисяч віріонів погоди не роблять, їх занадто мало, захворювання викликають їхні наступні генерації, які представлені вже повноцінним, цілком "одягненим" вірусом.

Розрізняються і деякі інші реакції на цілісний вірус і на голу нуклеїнову кислоту. Так, наприклад, антитіла діють лише на вірус, а ось фермент рибонуклеаза, навпаки, тільки на вірусну РНК. Але важливо підкреслити ще раз: відмінності носили непринципових характер.

Отже, до початку шістдесятих років стало ясно, що молекули РНК вірусу тютюнової мозаїки, поліомієліту, енцефаліту та деяких інших мають самостійної інфекційної активністю. Виявилося, що кордони живого можуть бути відсунуті навіть не до вірусів, а до вірусних нуклеїнових кислот.

Але якщо так, неминуче постали нові питання: чи тільки вірусна нуклеїнова кислота - єдиний носій інфекційних властивостей вірусу, здатний здійснювати зараження без участі білка, або білок все ж в природних умовах якось бере участь у цьому? Одна справа - в пробірці, in votro, інше - в житті.

Бурхливі, запеклі дискусії вірусологів нагадували часом ристалища філософів. У жовтні 1962 року на конференції в Інституті вірусології імені Д. І. Іванівського всерйоз обговорювали, що може і чого не може зробити гола вірусна нуклеїнова кислота, завжди або іноді грає свою дивовижну роль і яка ця роль ...

Дві точки зору зіткнулися на конференції - Л. А. Зільбера і А. А. Смородинцева.

На думку Зильбера, саме нуклеїнова кислота вірусів сприяє виникненню стійких змін спадковості клітин і різноманітних хворобливих, патологічних процесів. Він говорив: "Виявилося можливим, наприклад, перетворити нетоксикогенним (неотруйний) штам дифтерійного мікроба в токсігенний (отруйний), інфікувавши його фагом, виділеним з токсикогенного штаму. Нуклеїнова кислота фага, що є його генетичним елементом, інтегрується (об'єднується) з геномом бактерійної клітини, змінюючи її властивості і роблячи її резистентної (стійкою. - Д. Г., Вл. С.) до повторного впливу фага ".

Але чи може внесення додаткової генетичної інформації викликати зміни в тваринних клітинах? Деякі факти змушують думати, що коло інтеграційних захворювань більш широкий. Подання про пухлини як інтеграційних захворюваннях створює нові аспекти вивчення їх патогенезу, профілактики та лікування. "Незважаючи на гіпотетичність деяких суджень, - сказав Зильбер на закінчення, - наведені дані засновані на точних фактах ... І це буде стимулом до широкого розгортання досліджень в нових напрямках".

А. А. Смородінцев заперечував проти прагнення зводити вірусні нуклеїнові кислоти в ранг абсолютно самостійних інфекційних агентів, здатних виходити із заражених клітин і циркулювати в організмі як повноцінних збудників. На його думку, "участь нуклеїнових кислот в явищах репродукції вірусів не дає підстав до переоцінки їх ролі в природному розвитку гострих інфекційних процесів, обумовлених участю зрілих вірусних часток, здатних повноцінно проникнути в чутливі клітини і диференціювати чутливі та резистентні тканини".

Забігаючи наперед, скажемо, що праві були обидва, кожен по-своєму. Через кілька років вони дали більш точні формулювання, що враховують думки опонентів. Зильбер підкреслив, що гостра вірусна інфекція не відноситься до "інтеграційним хвороб", а Смородінцев погодився з тим, що "роль вірусних нуклеїнових кислот може бути врахована як суттєвий або навіть головний фактор розвитку вірусних пухлин ..."

Це зближення крайніх точок зору пояснювалося накопиченням величезної кількості нових фактів про особливості різних вірусів. Виявилося, що в одних випадках нуклеїнова кислота вірусу дійсно індукує гострий процес, руйнування клітин. Це нуклеїнова кислота інфекційних (вірулентних) вірусів, в інших - вона інтегрується з клітинним геномом. Такі нуклеїнові кислоти "помірних" фагів, це було відомо. Але чи може такий процес мати місце при взаємодії вірусів і клітин вищих тварин і людини?

... 1964 рік. Москва. Вчені, які зібралися з усіх кінців планети, відзначали сторіччя з дня народження Д. І. Івановського. Доповідь Л. А. Зільбера носив дивна назва: "Неінфекційні віруси". До цієї незвичайної групи вірусів він відніс все ДНК-містять онкогенні віруси. Вчений сказав тоді буквально наступне: "... можна вважати доведеним, що механізм їх дії на клітину полягає в основному в інтеграції їх нуклеїнової кислоти з геномом клітини, завдяки чому в клітці виникають спадкові зміни, що виводять клітку з підпорядкування системам, що регулює клітинний ріст" .

"Те, що ви маєте на увазі, - гаряче заперечував професор В. Л. Рижков, - є гібридизація на молекулярному рівні. Але гібрид між людиною і вірусом немислимий, це абракадабра, з точки зору генетика!".

Минуло кілька років, і інтеграція геномів вірусу і клітини отримала чітке експериментальне підтвердження. На щастя, це сталося ще за життя Зильбера, в середині 60-х років, і було доведено на моделі паповавирусов.

Дивна назва "папова" утворене з перших складів назв ДНК-онкогенних вірусів папіломи, поліоми, вакуліолізірующего вірусу (ПАНОВА).

Саме тоді було встановлено, що ДНК паповавирусов дійсно вбудовується (інтегрує) в ДНК хромосом клітинних ядер. При цьому вона втрачає здатність самостійно подвоюватися і давати життя новим вірусам. Відтепер вона реплицируется тільки разом з хромосомою клітини-хазяїна! Це і означає інтеграцію двох геномів: онкогенного вірусу і клітини-хазяїна. Це і запідозрив Зильбер за багато років до того, як це було фактично виявлено. Саме тут і прихована основа основ вирусогенетичної концепції походження злоякісних пухлин.

Концепція, підкріплена безліччю фактів і дослідів, стала теорією. Ми викладемо саму її суть, неминуче коротко і спрощено.

Отже, ДНК вірусу об'єдналася з ДНК клітини, відтепер вони взаємно впливають один на одного. Клітинна ДНК пригнічує (репресує) ту частину вірусного генома, яка завідує синтезом структурних вірусних білків і залишає без зміни ту частину, яка відповідає за синтез ранніх білків. Тому виробляються все нові і нові ранні білки, а структурні вірусні білки клітина взагалі не продукує.

Роль ранніх білків полягає в тому, щоб забезпечити безперервне конвеєрне виробництво серцевини вірусу - вірусної нуклеїнової кислоти. У драмі "вірулентний вірус-клітина" ранні білки з успіхом грають цю роль, забезпечуючи швидку напрацювання багатьох молекул вірусної РНК (або ДНК) по "кресленням" однією проникла молекули.

У драмі "помірний (інтеграційний) вірус-клітина" дія розгортається істотно інакше. Нуклеїнові кислоти вірусу і клітини об'єдналися, але ранні білки намагаються зіграти свою звичайну роль. Для подвоєння (реплікації) ДНК необхідно в цілому участь 10 різних ферментів. Але геном паповавирусов може викликати синтез всього 6 білків. І щоб ранні білки все ж виконали свою головну місію, необхідно активізувати діяльність клітинних ферментів, які беруть участь у синтезі клітинної ДНК, поставивши їх на службу вірусам.

Але при об'єднанні геномів вірусу і клітини ферменти не діють, синтез структурних вірусних білків загальмований кліткою; відбувається лише синтез ранніх білків, він йде безперервно, постійно. При цьому весь час подвоюється і ДНК клітини, в якій сидить ДНК вірусу, що примушує клітину до безперервного клітинного ділення. Отже: ранні білки "підштовхують" клітку до передчасного поділу, кожне нове ділення призводить до нового синтезу ранніх білків, а ті знову ... Порочне коло замкнулося. Вірусна нуклеїнова кислота, як батіг, поганяє клітинне розмноження, що виходить з-під регулюючих впливів організму. Автономно і постійно діляться клітини набувають цілий комплекс нових властивостей, втрачаючи при цьому нормальний вигляд, стаючи особисто безсмертними і несучи при цьому загибель організму ...

Повторюємо, фактичне доказ інтеграції ДНК паповавирусов, насамперед вакуолізуються вірусу (так званого ОВ40- "0" -обезьяньего) були одержані за життя Зильбера в його лабораторії і в лабораторії видатного американського вірусолога Р. Далбекко. Але питання про те, чи є механізм інтеграції обов'язковим і для РНК-онкогенних вірусів, залишався до 1966 року відкритим.

Дійсно, як можна уявити собі інтеграцію вірусної РНК в клітинну ДНК? Молекулярна біологія таких механізмів не знає. А адже РНК-онкогенні віруси дуже численні і значні. Досить нагадати, що до їх числа належить знаменитий вірус курячої саркоми, про відкриття якого П. Раусом в 1911 році ми говорили на самому початку цієї глави.

Вірус саркоми Рауса був ретельно вивчений в лабораторії Зильбера. Було встановлено, що вірус цей може долати видовий бар'єр і викликати пухлини у ссавців - щурів і морських свинок. За це відкриття Л. А. Зільбер і Г. Я. Світло-Молдавський, І. Н. Крюкова і А. С. Скорикова були удостоєні Державної премії СРСР. Але як РНК цього онкологічного "чемпіона" може інтегрувати в клітинну ДНК, залишалося неясним. У вирусогенетичної концепції походження раку зяяла велика пролом-Правда, ще в 1964 році зовсім молодий тоді учень Р. Далбекко, Г. Тьомін, висловив ряд міркувань про те, що геном вірусу саркоми Рауса зберігається в ураженій їм клітці у формі такого собі "провируса", який являє собою не РНК, а ... ДНК! Цікава гіпотеза! Але ... абсолютно незрозуміло, як РНК вірусу саркоми Рауса могла перетворитися (!) В ДНК. Молекулярна біологія таких перетворень не знала, а Г. Тьомін був ... дуже молодий і вкрай сміливий.

Треба відзначити, що, на щастя, з цими рисами легко поєднувалися вражаюча працездатність і рідкісна цілеспрямованість. По суті справи, він усе життя займався одним питанням, яке йому запропонував ще в студентському гуртку його вчитель Р. Далбекко - механізмом репродукції вірусу саркоми Рауса. Перші 8 років роботи, з 1956 по 1964, привели Темина до створення гіпотези провируса, в яку, будемо справедливі, майже ніхто не повірив, а наступні 6 років пішли на доказ цієї гіпотези. У 1970 році Г. Тьомін, що працював в університеті Вісконсіна, і незалежно від нього в Массачусетському технологічному інституті Д. Балтімор виявили у деяких РНК-вірусів невідомий досі фермент, здатний синтезувати ДНК-копію на матриці вірусної РНК. Стаття Г. Темина, опублікована в січневому (за 1972 рік) журналі "Nature", так і називалася: "Синтез ДНК, що направляється РНК". Знову відкритий фермент отримав назву "зворотна транскриптаза" (ревертаза), а всі віруси, що містять його, стали іменуватися вельми своєрідно і навіть дещо грайливо - "ретровіруси". За це відкриття Г. Тьомін і Д. Балтімор були удостоєні Нобелівської премії, це було визнано найбільшою подією в біології, а в вирусогенетичної концепції закрилася гігантська пролом.

Ми недарма назвали цю главу настільки докладно: про онкогенних вірусах, природу раку і ... чому іншому.

Це дійсно так: почавши розповідь з гіпотези Борреля про можливу роль вірусів в походженні раку, ми буквально не можемо зупинитися, потік подій несе нас і поза нашою волею змушує торкатися все нових і нових біологічних проблем ...

Отже, вивчення першого, по-своєму класичного об'єкта онковірусологіі - вірусу курячої саркоми, розпочате Раусом в 1911 році, призвело Темина і Балтімора до відкриття зворотної транскрипції і нового ферменту - ревертази. Значення цього відкриття виявилося настільки велике, що ми змушені зараз торкнутися проблем, що далеко виходять за рамки та онкології і вірусології.

З часу видатного відкриття Уотсона і Крику, тобто з середини 50-х років нашого століття, безперечною вважалася основна догма біології, згідно з якою гени, укладені в подвійній спіралі ДНК керують активністю будь клітини за допомогою двох процесів: транскрипції, в ході якої на ДНК як на матриці, синтезуються молекули РНК, і подальшої трансляції, в ході якої на РНК, як на матриці, синтезуються молекули білків. Шлях ДНК-> РНК> білок здавався єдиним, непорушним і універсальним! РНК-віруси здавалися несуттєвим, хоча і очевидним винятком, про який не дуже-то і замислювалися ... Ніхто, однак, не сумнівався в тому, що спадкова інформація у цих вірусів зберігається не в ДНК, а в РНК, ну а інше відбувається "майже так само", як у ДНК-вірусів. Досить порівняти репродукцію вірусу поліомієліту та грипу, приміром, щоб у цьому переконатися.

Протягом першого десятиліття після відкриття темінь і Балтімором зворотної транскрипції, тобто до початку 80-х років, здавалося, що цей незвичайний феномен, що вкладався в зовсім іншу формулу:

РНК> ДНК> білок, стосується тільки одного з сімейств РНК-вірусів - ретровірусів, де він і був виявлений, і більш нікого. Хоча слів немає: сімейство це досить велике, а представники його заслуговують найпильнішої уваги.

У сімейство ретровірусів входить три так звані підродини:

1. пухлинні віруси,

2. віруси - збудники деяких повільних інфекцій,

3. так звані "пінять" віруси.

До першого з цих підродин відносяться збудники лейкозів і деяких щільних пухлин ссавців, птахів і рептилій, єдиний безперечний (поки що!) Збудник пухлинного процесу у людини (вірус так званого Т-клітинного лейкозу людей) і агент, що викликає ... СНІД, - ні більше ні менше! Зауважимо, однак, що вірус СНІДу зворотну транскриптазу містить, але опухолеродним не є: на відміну від свого близького побратима - вірусу Т-клітинного лейкозу людини - він не трансформує людські лімфоцити, а вбиває їх.

До другого підродини відносяться збудники деяких так званих повільних інфекцій. Ми вже згадували про їх існування. Саме поняття такого роду ввів у науку ісландський дослідник В. Сигурдссон в 1954 році, висловивши припущення про причину повільної інфекції-скрепі (почесухе овець).

До підродини пеня відносяться віруси, що не володіють онкогенних, але вражають багатьох ссавців, включаючи людину і викликають так звані сінцітіеобразующіе ефекти, тобто злиття клітин.

Вже з цього короткого переліку випливає, що зворотна транскрипція зовсім не рівнозначна злоякісної трансформації. Для всіх перерахованих агентів характерне утворення ДНК-копії вірусної ДНК і вбудовування цієї копії в ДНК клітини-хазяїна. Саме це необхідно для утворення нових вірусних частинок, такий механізм репродукції цих, вірусів, але наслідки для клітини можуть бути самими різними: повна загибель (як при СНІДі), злиття різних клітин в багатоядерний синцитий (при репродукції пеня вірусів), і нарешті - злоякісна трансформація (як при лейкозі та освіті деяких щільних пухлин у ссавців, птахів, рептилій і Т-клітинному лейкозі людини).

Отже, відкрита на моделі онкогенних РНК-вірусів зворотна транскриптаза виявилася інструментом репродукції цілого ряду неонкогенних ретровірусів. І все ж це була поки тільки вірусологія, причому вірусологія одного тільки сімейства РНК-вірусів. Однак в останні роки стали з'являтися дані про те, що зворотна транскрипція спостерігається не тільки при реплікації вірусів, але й у незаражених клітинах дріжджів, комах і ссавців.

Як це відбувається і що це означає? Мова йде про цілий напрямку досліджень у сучасній молекулярній генетиці, і тут дуже важко виділити найістотніше, тим більше що дослідження тривають. Але ми спробуємо.

Перш за все необхідно підкреслити, що в останні роки були відкриті абсолютно невідомі раніше генетичні елементи, присутні в хромосомах більшості, а мабуть, взагалі всіх організмів (у всякому разі, вони вже виявлені у бактерій, дріжджів, рослин, комах і хребетних) - так звані транспозони. Ці елементи здатні змінювати своє місце розташування в геномі клітини.

За сучасними уявленнями, у зв'язку з відкриттям транспозонов, геном представляється якісно іншим, ніж це було не тільки в епохи Г. Менделя і Т. Моргана, а й під час відкриття подвійної спіралі ДНК Д. Уотсоном і Ф. Криком. Геном - це не застиглий шматочок якогось невідомого речовини або навіть цілком конкретної ДНК, а динамічна структура, яка чимось нагадує атом, що має, як відомо, не тільки стабільне ядро, але і цілий рій переміщаються елементів (зокрема, електронів) по орбітах навколо . Саме тому академік Г. П. Георгієв справедливо зазначив, що "ген постійний у своїй мінливості"!

Немає сумнівів у тому, що й самі транспозони, і характер їх переміщення відбивають якісь нові, невідомі раніше сторони генетичної регуляції, які найбільше причетні до непізнаним ще законам мінливості і еволюції живої матерії. Відкрита, по суті, нова глава в вченні про спадковість і мінливість, причому ми ще читаємо тільки передмова до неї ...

Для того щоб переміщатися, транспозони повинні мати певну структуру в своїх кінцевих ділянках. Тільки таким шляхом вони можуть вбудовуватися в певні ділянки хромосоми. Яке ж було здивування вчених, коли з'ясувалося, що структура цих кінцевих ділянок практично будь-яких вивчених транспозонов виявилася аналогічною такої в ... ретровірусної ДНК. Зараз це вже непорушна істина, відома в деталях, які ми спробуємо популярно викласти.

Синтез ДНК-копії ретровірусної ДНК відбувається у дві фази. На першому - зворотна транскриптаза синтезує так звану "мінус" - нитка ДНК безпосередньо на матриці віріонної РНК. Затравкой синтезу є при цьому клітинна транспортна РНК. На другому етапі синтезується "плюс" - нитка ДНК, комплементарна першій "мінус" - нитки. Для цього в якості затравки потрібні короткі фрагменти вірусної РНК, відрізані ферментом від довших її шматків.

Експерименти, проведені Д. Бішопом і X. Вармус в Каліфорнійському університеті, а також Д. Тейлором в Інституті онкологічних досліджень у Філадельфії, показали, що у кінців ретровірусної ДНК-копії, що знаходиться в лінійній двунітевой формі, є однакові послідовності довжиною в кілька сотень пар нуклеотидів. Ці ділянки назвали довгими кінцевими повторами - LTR (від англійського long terminal region). Вони виявилися на обох кінцях ретровірусної ДНК (а ми пам'ятаємо, що це і є провірус Темина!) Абсолютно ідентичними з точністю до одного нуклеотиду. Крім того, біля кордонів кожного ЬТК послідовності виявилися також ідентичними, якщо ... якщо читати в протилежних напрямках. Вони були названі інвертованими повторами. І нарешті, було встановлено, що в інтегрованій вірусної ДНК по краях довгих кінцевих повторів розташовуються однакові короткі послідовності, що належать геному хазяїна. Це означає, що при вбудовуванні вірусної ДНК в хромосому клітини господаря в місці інтеграції відбувається дуплікація.

Ось які реальні механізми вбудовування генома РНК-яке містить онкогенного вірусу в геном клітини-господаря, процесу, передбаченого Л. А. Зільбером стосовно до вірусного канцерогенезу багато десятиліть тому.

Але, як ми бачимо, справа не тільки у вірусному канцерогенезі. Справа в тому, що транспозони самих різних живих істот - від бактерій до людини - також містять LTR, інвертовані повтори і короткі дуплікації послідовностей в місці інтеграції. Ця схожість виявилося настільки істотним, що виникла думка про те, що зворотна транскрипція може бути частиною механізму переміщення деяких транспозонов, ніякого відношення, здавалося б, до ретровірусів не мають. Зокрема, особливої уваги удостоївся транспозон, що отримав назву copia і представляє собою неінтегрованих форму ДНК в культурі клітин плодової мушки дрозофіли, співслужили генетиці не меншу службу, ніж вірус саркоми Рауса онкології, а вірус мозаїки тютюну - вірусології.

Спочатку (1981 рік) Е. Флавелл і Д. Иш-Горовець в Лондоні розробили метод виявлення неінтегрованих форм ДНК copia і встановили, що ця ДНК дуже схожа на неінтегрованих ретровірусну ДНК в заражених клітинах. Це було дуже цікаво, але ще не говорило про реальне походження такого роду елементів. Важливі відомості були отримані І. Р. Архипової в Москві, в Інституті молекулярної біології АН СРСР. Вона та її колеги з вичерпною повнотою показали, що і виникнення цих елементів і їх переміщення в геномі здійснюється в культурі клітин дрозофіли за допомогою зворотної транскрипції.

Інший доказ участі зворотної транскрипції в походженні і переміщенні транспозона було отримано при вивченні дріжджів в лабораторії Д. Дінка в Массачусетському технологічному інституті. Був вивчений переміщається генетичний елемент з умовною назвою Ту. У серії витончених експериментів з переконливістю було встановлено, що переміщається ДНК Туявляется копією з ... РНК, що зазнала спеціальній обробці, а тому як би міченої.

Отже, ДНК генетичного фактора дріжджів, ніякого відношення не має до ретровірусів, є копією чи не ДНК, а якоїсь РНК. Ясно, що це могло бути результатом лише зворотної транскрипції. Не дивно, що переміщаються генетичні елементи стали називати ретротранспозонів.

Отже, відкрито новий невідомий раніше спосіб синтезу генів живих істот самого різного рівня організації: від ретровірусів до ссавців. Таким способом є зворотна транскрипція ДНК на матриці РНК. Важливо підкреслити, що синтез ДНК-копій ретровірусної РНК є не більш ніж окремим випадком такого роду процесу, хоча він і був відкритий перший.

Це не дивно, але знаменно: почалася ж вся вірусологія з відкриття вірусу мозаїчної хвороби тютюну - не єдиного, та й не головного представника царства Вира (особливо в наш вік тотальної боротьби з курінням!). Схоже, що й зворотна транскрипція ретровірусної РНК також не найголовніша заслуга цього ферментативного механізму.

Є думка (його автор - американський молекулярний біолог Дж. Дарнелл-молодший), що першим значущим речовиною спадковості була саме РНК, а аж ніяк не ДНК. Цьому погляду сприяє велика універсальність РНК: вона здатна зберігати інформацію і відтворюватися, по суті, так само, як ДНК, але на відміну від неї може безпосередньо направляти синтез білка і навіть вести себе як фермент, про що ми вже говорили в першому розділі книги.

Все це дуже цікаво і дуже ймовірно. Але навіть якщо все це так, то, безперечно, що на якомусь етапі розвитку життя РНК передала свою роль ДНК.

Саме тому зворотна транскрипція є древнім механізмом перенесення інформації з РНК на ДНК. Так, процес, який спочатку розглядали як екзотичну здатність, притаманну лише невеликій групі вірусів, тепер допомагає простежити шлях еволюції, що призвела до життя на основі ДНК.

З усіх цих даних випливають важливі слідства з усіх обговорюваних нами питань.

По-перше, стає абсолютно очевидним, що не можна говорити про якийсь спільне походження всіх вірусів. Мабуть, через це вразливі всі розглянуті вище концепції. Здається безперечним, що РНК-віруси - давніші, а містять ДНК - більш молоді. Адже вірусна РНК в значній мірі зберегла всі ознаки давньої РНК, які у неї були, коли життя на основі ДНК ще не існувала: РНК-і хранитель генетичного коду цієї групи агентів, і безпосередній організатор синтезу вірусних білків в рибосомах інфікованих клітин, а в цілому ряді випадків (стосовно малим рібовірусам) і монопольний організатор всього інфекційного процесу (згадаймо інфекційність РНК вірусів поліомієліту, арбовирусов і т. д.).

Можна припустити, що ці рібовіруси є істинними нащадками тих древніх доклітинних форм життя, коли ДНК ще не стала практично монопольним хранителем генетичної інформації майже всього живого. В рамках цієї гіпотези цілком імовірним здається уявлення про певний еволюційному ускладненні стародавніх рібовірусов від пикорнавирусов через арбовіруси до парамиксовирусам і ортоміксовірусів. У цьому ряду можна відзначити збільшення маси рибонуклеїнової кислоти, відповідно кількості вірусіндуціруемих білків, поява окремих ферментів в структурі віріона і, нарешті, сегментацію самого геному, що збільшує можливості генетичного маневрування. Найскладніший в цьому ряду - вірус грипу з 8 фрагментами РНК і цілим набором ферментів, з вираженою здатністю змінювати свою антигенну структуру та біологічні властивості, можливо, і один з найбільш "молодих" ...

Інша група агентів - ДНК-віруси дуже схожі на "оскаженілі" гени. Принаймні Д. Б. Голубєв схильний вважати їх такими.

Ще в 1970 році були опубліковані роботи американця субак-Шарпа, який порівняв складу молекул нуклеїнових кислот трьох різних груп ДНК-утримуючи-щих вірусів і відповідних тканин хребетних, в яких ці віруси паразитують. Він встановив, що чотири дрібних вірусу з групи папова (СВ-40, поліоми, папіломи Шопа і папіломи людини) мають нуклеотидное будова і склад, багато в чому схожі з складом тканин людини і тварин. Ця схожість створює грунт для об'єднання ДНК вірусу і клітин і лежить в основі онкогенності цих вірусів. Особливо чітко виявилося це тим же субак-Шарпом при вивченні аденовірусів, серед яких є, як відомо, і високоонкогенні і практично неонкогенні представники. Так от, у високоонкогенних аденовірусів гомология вірусної і клітинної ДНК виражена у високому ступені, а у неонкогенних - взагалі не виражена.

Чи всі ДНК-віруси - оскаженілі фрагменти клітинних ДНК або тільки малі (якщо це взагалі так), ми не знаємо. Можливо, раз виникнувши, такого роду агенти потім самостійно прогресивно еволюціонували від паповавирусов до вірусів групи віспи - складним, великим, багато оснащеним ферментами (майже бактеріям).

Жоден з нас не готовий наполягати на тому, що висловлені припущення безперечні. Але яким би не було реальне походження всіх цих агентів (як ми помітили, за винятком ретровірусів), вони, на думку Д. Б. Голубєва, живі істоти, що мають свою еволюційну історію і "борються" за виживання свого виду за всіма законами дарвінівської біології .

А що ж ретровіруси? Щоб сказати щось про їх походження, потрібно зробити новий екскурс в область онковірусологіі, в її сучасний стан.

Віроіди.

Нещодавно вдалося встановити, що збудниками деяких пухлин рослин є маленькі "голі", тобто позбавлені білкової оболонки, вільні молекули РНК. Їх назвали віроіди. Це замкнуті в кільце одноцепочечниє молекули з довжиною ланцюга приблизно в 360 нуклеотидів (мол. Маса 12 ? 10-4Да).

Таким чином, вони в десять разів менше інфекційних РНК найдрібніших з відомих досі вірусів, і, отже, це найдрібніші збудники хвороб. Віроіди викликають хвороби картоплі, цитрусових, огірків, хризантем, хмелю, кокосових пальм та інших рослин.

Г. Шлегель "Загальна мікробіологія", М., Мир, 1987

Генетична інженерія рослин: звершення і надії (Лутова Л.А., 2000), БИОЛОГИЯ
Історія розвитку життя на землі
. Геохронологічна таблиця. ЕРИ Періоди та їх Тривалість (В млн. Років) Тваринний і рослинний Світ Назва і тривалість (В млн. Років) Вік (В млн. Років) Кайнозойская (Нового життя). 67 67 Антропоген, 1.5 Поява і розвиток людини. Тваринний і рослинний світ прийняв сучасний вигляд Неоген,

История коневодства в Тамбовской области
в Зонному Tambov Претендентові: Irina Nikitina, вихованець 11 “B” сформуйте Інспекторів CG: L.I. Ivina, вчителька Біології L.N. Kozhevnikova, вчительки Англійського Tambov 1998 Історично область Tambov була відома, як територія chanters. За допомогою кількості приватних кінних

Індивідуалізація тварин
1. Індивідуалізація поведінки тварин. "Психологія тварин незрівнянно менш звертала на себе увагу вчених, ніж їх форма. Живіт- ная психологія повинна представити дочеловеческую феноменологію розгортається свідомості, її ко нець - при початку психології людини, в яку вона вливається. "

Зображення Діоніса у вигляді козла і бика
У звичаях європейського селянства дух зерна виступає, як правило, в тваринній формі. Чи не можна покласти цей факт в основу пояснення відношення тих або інших тварин до стародавніх божеств рослинності - Діонісу, Деметре, адонісу, Аттісу і Осирісу? Діоніс у вигляді козла і у вигляді бика. У

Зоровий аналізатор людини
Середня школа N8 РЕФЕРАТ На тему: «Зоровий аналізатор людини» Учня 9а класу Шерстюкова А.Б. м. Обнінськ 1998р. Зміст Введення I.Строєніє і функції ока Очниця Допоміжні системи Глазодвігательние м'яза Брови Веки Слізний апарат Оболонки, їх будова і функції Зовнішня оболонка Середня (судинна)

Земноводні
РАЙОННА НАУКОВО-ПРАКТИЧНА КОНФЕРЕНЦІЯ «ПЕРШІ КРОКИ» Тези доповіді на тему: Земноводні Автор: учениця 11 «Г» класу ЗОШ №4 м Слов'янська-на-Кубані Ліпатова Ксенія. Адреса: ул.Вигонная 43 кв.22 Науковий керівник: Запорощенко Раїса Іванівна. м Слов'янськ-на-Кубані 2003р. Свою наукову роботу я

Політичні переконання Ф.М. Достоєвського
Ермашов Д. В. Народився 30 жовтня (11 листопада)1821 р. в Москві в сім'ї лікаря московської Маріїнської лікарні для бідних. Первинну освіту отримав вдома. У 1837 р. закінчив московський пансіон Л. Чермака, в тому ж році по наполяганню батька поступив в Головне інженерне училище в Петербурге,

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати