Дикие гены - Хельга Хофман-Зибер

Теория микроорганизмов, выступающих в роли возбудителей заболеваний, доказала свою правильность. Все было рационально и доказательно. Ну, почти…

Оставалась еще одна небольшая проблема. О ней и говорить-то не стоило. Так, мелкое недоразумение. Эта история началась как анекдот: немец, русский и голландец решили заняться изучением одной из болезней табака. Немец – агроном и химик Адольф Майер – был первым из этого трио, кто в 1882 году дал данному заболеванию название: мозаичная болезнь табака, так как она вызывала появление характерных пятен на листьях. Вдохновившись идеями Коха, Майер начал искать соответствующий возбудитель и сделал неожиданное открытие. Вообще-то открытия как такового не было, потому что под микроскопом не удалось обнаружить ни малейшего намека на возбудитель. Тем не менее он должен быть, потому что если инъекция сока из больного растения вводилась в здоровое, то последнее тоже заболевало.

Русский ученый Дмитрий Иосифович Ивановский в 1892 году провел исследование причин данной болезни и пришел к аналогичным выводам. Но он пошел еще дальше и использовал в своих опытах новейший керамический фильтр Шамберлана, имеющий такие мелкие поры, что сквозь них не проходили бактерии. И все же профильтрованный сок оставался заразным. Что бы ни предпринимал Ивановский, вывести культуру бактерий из этого сока он не мог. В чем же дело? Неужели заболевание вызывают какие-то невидимые субстанции? Это означало возрождение теории миазмов и возвращение в мрачные времена Средневековья. Должно быть, допущена какая-то техническая ошибка. А может быть, все дело в каких-то особенно мелких бактериях, которые могли миновать фильтр и для которых еще не найдены подходящие условия разведения? Ивановский не унывал. Он был уверен, что все обязательно разъяснится.

Третий из этой группы ученых – голландский микробиолог Мартин Виллем Бейеринк – придерживался на этот счет совершенно иной точки зрения. Он считал, что дело не в бактериях. В 1898 году возбудитель был охарактеризован им как Contagium vivum fluidum, то есть живая инфекционная жидкость. Подобно жидкости, он способен был проходить через все возможные фильтры и размножался только в живых клетках, а не в стерильной питательной среде. Бейеринк назвал его старым латинским словом, которым обозначались возбудители болезней до открытия бактерий, – вирус.

Хотя в последующие годы было выявлено немало заболеваний, возбудителей которых обнаружить не удалось, учение о миазмах приказало долго жить. О том, что же именно стоит за этим явлением, было немало споров, поскольку многие отказывались верить в таинственную живую жидкость, выдуманную голландцем. Прошло почти 40 лет, прежде чем невидимое удалось сделать видимым. В 1939 году на снимках, выполненных с помощью только что изобретенного электронного микроскопа, удалось разглядеть крошечные продолговатые белковые структуры – вирус мозаичной болезни табака.

Возбудитель мозаичной болезни стал первым вирусом, который удалось увидеть в электронный микроскоп. За ним последовало бесчисленное множество других. Сегодня нам известно много различных вирусов, которые встречаются практически везде.

По-видимому, на нашей планете нет ни одного живого организма, который не являлся бы целью вирусов. От бактерий и табачного листа до слона – никто не способен уберечься от них. Вирусы считаются самыми успешными и распространенными биологическими объектами. С ними никто не может сравниться. Пожалуй, их можно назвать тайными повелителями нашей планеты.

Возможно, вас немного удивило словосочетание «биологические объекты». Не проще ли было назвать вирусы живыми организмами? В том-то и дело, что, с точки зрения биологов, для этого вирусам недостает одного очень важного аспекта: у них нет собственного обмена веществ и рибосом (которые необходимы, чтобы производить белки на основе РНК). Это значит, что они не получают питания из окружающей среды и не могут самостоятельно размножаться. Однако вирусы являются признанными мастерами манипуляций! Для размножения они используют клетки организма-хозяина. Проникнув внутрь, они осуществляют их перепрограммирование, чтобы клетки начали производить новые вирусы. Поэтому вирусы мозаичной болезни табака могли неделями и месяцами плавать в питательных бульонах Майера, Ивановского и Бейеринка, никак себя не проявляя. Бактерии в подобных условиях вели бы себя подобно акулам в бассейне с куриными окорочками.

Итак, вирусы, в соответствии с определением не могут считаться живыми организмами. Они не живые… но и не мертвые. И это предоставляет нам ряд интересных возможностей для создания необычных речевых оборотов: «Дружище! Что это у тебя нос так распух и покраснел?» «На меня напали невидимые живые мертвецы».

Оригинально, но не исключено, что после такого ответа вас нарядят в смирительную рубашку и отправят в психушку, где вы сможете устроить дискуссию по поводу научного определения вирусов.

Если вы пришли к заключению, что жизнь в клетке бьет ключом, то мы должны сообщить: это только цветочки. Все, что было рассказано ранее, напоминает покой осеннего сада, нарушаемый только шелестом падающей листвы. А вот за свежепокрашенным забором клеточной мембраны вас ожидают настоящие джунгли, где водятся по-настоящему дикие гены. Там начинается мир вирусов.

Начнем с самого простого: все живые организмы (бактерии, археи, тетя Хедвиг и табак) имеют геномы, состоящие из двух нитей ДНК, закрученных в спираль Уотсона и Крика. А что же вирусы? Они хранят свою наследственную информацию во всем, что им только под руку подвернется. Конечно, среди них найдется несколько экземпляров, которые ведут себя подобно нам и тоже имеют две нити ДНК. Но есть и такие, которые говорят: «Да бросьте вы, одной нити будет вполне достаточно!» Это наводит на мысль о пресловутом одноногом конькобежце, но такая система действует! А кто-то вообще обходится без ДНК и предпочитает скоростной вариант с использованием матричной РНК в качестве носителя наследственной информации. В этом случае при заражении клетки сразу же считывается РНК вируса и начинают производиться его белки. Быстрее не придумаешь. Среди вирусов встречаются и вольнодумцы, которые делают все наоборот и используют в качестве носителя наследственной информации РНК, представляющую собой зеркальное отражение мРНК. На первый взгляд не самое умное решение, но эти вирусы одновременно приносят с собой специальные белки, с помощью которых «негатив» РНК моментально превращается в мРНК. И, разумеется, существуют вирусы, геном которых представляет собой обычную двойную спираль РНК.