Главная > Химия > Биохимия, Т.3
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

30.22. Двухцепочечная РНК подавляет синтез белка в клетках, обработанных интерфероном

Устойчивость животных клеток ко многим вирусам заметно увеличивается под действием интерферонов - группы небольших белков, которые синтезируются и секретируются клетками позвоночных, инфицированными вирусом. Двухцепочечные молекулы РНК оказывают некоторое стимулирующее действие на образование интерферона. Интерфероны связываются с плазматической мембраной других клеток организма и стимулируют их способность сопротивляться вирусной инфекции. Клетки приобретают устойчивость к широкому спектру вирусов. Иммунность, которую обеспечивают антитела, наоборот, весьма специфична. Интерфероны обладают очень высокой активностью: всего достаточно для проявления выраженного противовирусного действия.

Интерферон повышает противовирусную устойчивость клеток путем увеличения синтеза трех ферментов: олигонуклеотид-синтетазы, эндонуклеазы и киназы. До тех пор пока сенсибилизированная клетка не заражается вирусом или не подвергается воздействию двухцепочечной РНК, эти три фермента бездействуют. Активация этих ферментов блокирует синтез белков двумя различными путями (рис. 30.40). Протеин-киназа фосфорилирует один из факторов инициации синтеза белка и тем самым инактивирует его. Напомним, что тот же фактор инициации служит мишенью регуляторного каскада в ретикулоцитах (разд. 29.27). Другой важный результат воздействия двухспиральной РНК на сенсибилизированные интерфероном клетки - стимулирование деградации мРНК. Эндонуклеаза активируется олигоаденилатом, который называется Двухцепочечная РНК стимулирует синтетазу, образующую этот стимулятор

Рис. 30.40. Двухцепочечная РНК стимулирует расщепление мРНК (А) и ингибирует инициацию синтеза белка в клетках, обработанных интерфероном (Б). [Farrell P.J., Sen G.C, Dubois M. F., Ratner L., Slattery E., Lengyel P., Proc. Nat. Acad.Sci. USA, 75, 5896 (1978).]

эндонуклеазы. Было бы крайне интересно выяснить, играют ли эти регуляторные пути какую-либо роль в незараженной клетке, помимо того что они защищают ее от вирусов.

Заключение

Вирусы представляют собой плотно упакованную инфекционную нуклеиновую кислоту, окруженную защитной оболочкой. Они содержат ДНК или РНК, которые могут быть одно- или двухцепочечными. Простейшие вирусы имеют всего 3 гена, а наиболее сложные - около 250 генов. Вирусные оболочки в большинстве случаев состоят из большого числа белковых субъединиц одного или нескольких видов, так как вирусы содержат крайне ограниченное количество генетической информации. Два основных способа укладки - цилиндрическая оболочка, обладающая спиральной симметрией, и сферическая оболочка, обладающая икосаэдрической симметрией. Частица вируса (вирион) табачной мозаики состоит из 2130 идентичных субъединиц, уложенных спиралью вокруг одноцепочечной молекулы РНК; она образуется в результате самосборки, которая осуществляется путем присоединения белковых дисков к петле РНК. Вирус кустистой карликовости томатов образует икосаэдрическую оболочку, так как домены, из которых состоит его белок оболочки, связаны друг с другом подвижно. Сборка фага Т4 - гораздо более сложный процесс, в котором участвует примерно 50 белков. Три основных пути сборки ведут к независимому образованию головки, отростка и нитей отростка. Формирование фага Т4 идет в строго определенном порядке, в нем участвуют процессы самосборки и сборки с участием ферментов. Кроме того, важную роль в сборке фага Т4 играют вспомогательные (морфопоэтические) белки.

Незараженные клетки не могут синтезировать РНК по РНК-матрице. Следовательно, общее свойство РНК-содержащих вирусов

(кроме РНК-содержащих опухоле-родных вирусов) - это кодирование РНК-зависимой РНК-полимеразы. РНК, содержащаяся в вирионах некоторых вирусов (например, фага служит при заражении информационной РНК. У других вирусов (например, у реовирусов) геномная РНК должна сразу после заражения транскрибироваться. Транскрипция осуществляется ферментом, который имеется в вирионе. РНК-содержащие вирусы используют различные способы синтеза белка. Белки вируса полиомиелита образуются путем расщепления гигантского предшественника. Реовирус содержит отдельную «хромосому» для каждого синтезируемого им белка, а вирус везикулярного стоматита транскрибирует несколько моноцистронных РНК с одной геномной РНК.

Не все вирусы разрушают свои клетки-хозяева. Умеренный фаг X может принимать форму дремлющего профага, когда его ДНК интегрирована с бактериальной хромосомой путем реципрокной рекомбинации. Этот профаг сохраняет способность к размножению и лизису, которую он проявляет, когда происходит его исключение из клеточной ДНК. Подобно этому, ДНК-содержащие опухолеродные вирусы SV-40 и полиомы либо размножаются и лизируют

свои клетки-хозяева, либо их ДНК интегрирует с ДНК клетки-хозяина. Ретровирусы могут размножаться только путем интеграции с клеточной ДНК. Эти вирусы содержат обратную транскриптазу, катализирующую синтез двухспиральной ДНК с использованием в качестве матрицы геномной РНК. Продуктивная инфекция ретровирусами в отличие от онкогенных ДНК-содержащих вирусов не является литической. Клетки, в геноме которых содержится ДНК вируса SV-40, полиомы или ретровируса, имеют аномальные поверхности и характеризуются нарушениями роста. При введении чувствительным животным они образуют опухоли. Эти вирусы - удобная модель для изучения молекулярных основ рака, так как они имеют всего около пяти генов. Удалось показать, что трансформацию вызывает киназа, которую кодирует ген src вируса саркомы птиц.

Устойчивость клеток животных ко многим - вирусам заметно увеличивается под действием интерферона - белка, который синтезируют и выделяют клетки, зараженные вирусом. Интерферон увеличивает образование трех ферментов, блокирующих синтез белка путем ингибирования фактора инициации и стимулирования деградации мРНК.

Биологические исследования представляют собой, в частности, упражнения по эстетике природы. Занимаясь биологией, мы получаем удовольствие главным образом оттого, что снова и снова осознаем, насколько экономичны, изящны и целесообразны те механизмы, которые случайно возникли в ходе эволюции и были закреплены отбором. Вирусолог может чувствовать себя одним из самых счастливых биологов, так как он может изучить избранный им объект до подробностей строения его отдельных молекул. Вирусолог наблюдает, как вирус - этот полнейший паразит - использует для своего существования наиболее общие принципы биологии клетки... David Baltimore, Нобелевская лекция, 1976 г.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление