Вирусы ДНК-содержащие и РНК-содержащие
Геном — это совокупность генов, заключенная в гаплоидном наборе хромосом. Хотя основные принципы хранения и реализации генетической информации у всех живых организмов одинаковы, количество и компоновка у разных видов весьма разнообразна.
Если геном высших организмов, в том числе и человека, состоит из хромосом, различных по величине и функции, то геном бактерий представлен обычно одной кольцевой хромосомой. Что касается вирусов, которые, как известно, не являются клетками в собственном смысле слова, то их генетическая информация содержится практически в одной-единственной молекуле нуклеиновой кислоты на каждую вирусную частицу.
Расскажем прежде всего о геноме вирусов. Особенно давно исследователей интересуют бактериофаги-вирусы, паразитирующие на бактериях. Генетическая информация у многих вирусов животных и бактерий содержится в ДНК. Молекула ДНК, хранящая информацию о вирусоспецифических РНК, компактно располагается в вирусной частице в окружении вирусных белков. ДНК фага проникает в клетку и освобождается от белковой оболочки. А. Херши и М. Чейз в 1951 г. показали, что в процессе заражения вирусом кишечной палочки в клетку проникает именно ДНК фага, а не белок. Тем самым была подтверждена теория о роли ДНК в хранении наследственной информации в мире живого.
В число вирусов с ДНК-геномом входят также некоторые вирусы, вызывающие заболевания человека, как, например, вирусы натуральной оспы, вирусы, поражающие верхние дыхательные пути.
Множество видов вирусов, проникающих в клетки бактерий, высших растений, животных и человека, содержат генетическую информацию в РНК. Сравнительно небольшой геном РНК-вирусов, кодирующий минимальный набор белков, воспроизводится в цитоплазме зараженной клетки. Как и все прочие вирусы, РНК-вирусы пользуются энергетическими и другими ресурсами клетки-хозяина для своего воспроизведения.
РНК-содержащие вирусы способны причинять большой ущерб, оказываясь в благоприятных для размножения условиях. Так, вирус табачной мозаики может опустошать табачные плантации. Вирус ящура является серьезной проблемой для животноводов. Что касается инфекций человека, то достаточно вспомнить о полиомиелите. Вирус полиомиелита, размножаясь в клетках спинного мозга, вызывает параличи, особенно у детей. Полиомиелит приводит к полной инвалидизации и зачастую к гибели ребенка из-за паралича дыхательных мышц. В настоящее время в СССР это заболевание почти полностью ликвидировано в результате вакцинации, успешно применявшейся уже около 20 лет. Эффективность вакцинации объясняется тем, что вирус полиомиелита обладает стабильным набором вирусоспецифических белков.
Тем не менее пока не удается остановить эпидемии вирусного гриппа. Дело в том, что генетический аппарат данного РНК вируса имеет сложное строение. Отдельные участки его РНК ведут себя как самостоятельные функциональные единицы в ходе размножения вируса.
Из-за этого частота генетической рекомбинации в его геноме в условиях его широкого распространения среди населения весьма высока. В результате каждый год эпидемии вызываются гриппозным вирусом с иным набором специфических белков — не тех, против которых изготовляются вакцины. Быстрая генетическая эволюция вируса гриппа — лишь один из примеров высокого уровня приспособляемости вируса и изменчивости его генома, что характерно в большей или меньшей степени для многих микроорганизмов.
Таким образом, как РНК-содержащие, так и ДНК-со-держащие вирусы имеют весьма простое строение генома, что обусловлено их внутриклеточным существованием. Практически, те несколько генов, которые кодируют специальные белки, содержатся в одной молекуле нуклеиновой кислоты на каждую вирусную частицу. С функциональной точки зрения, вирусный геном — это придаток генома клетки-хозяина. Система клетка — вирус работает на вирус, обеспечивая его жизненный цикл.
