- •Родоначальник
- •Ученики — мнимые и подлинные
- •Последователи
- •Днк крупным планом
- •Образец упаковки молекулярных структур в клетке
- •Главный секрет — упаковка
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Главная цель - клетка
- •И что же это значит?
- •Расширяя понимание природы
- •Что сулит миру наукоемкое сельское хозяйство?
- •Чего ждать от биотехнологии
- •Устоим ли против невежественных фанатиков?
- •Заключение
- •Об авторе
- •Зачем нам трансгенные растения
- •Накануне больших перемен
- •Генная инженерия и биоразнообразие
- •Что сделано
- •Что дальше
- •Проблемы внедрения
- •Ответственность перед обществом
- •«Золотой миллиард» или «золотой» рис?
- •Экскурс в историю и клеточную биологию
- •Экскурс в медицину и социологию
- •Экскурс в футурологию и этику
- •О еде и окружающей среде
- •Колорадский жук предпочитает не Колорадо, а Россию
- •Соя и хлопчатник
- •О «безопасности» и «экологической чистоте»
- •Перенос переносу рознь
- •Природные механизмы гпг
- •Гпг: опасности мнимые и подлинные
- •Бактерии и антибиотики
- •От растений — к бактериям
- •Не перенесем ли «что-нибудь» за обедом?
- •Почему же растет устойчивость к антибиотикам?
- •Могут ли обмениваться свойствами далекие виды?
- •«Горизонтальный» перенос — механизм эволюции
- •Паразитирование как высшая форма адаптации
- •«Вседозволенность» вирусного переноса
- •Ограничения все-таки есть
- •«Горизонтальный» перенос в эволюции
- •Эффективное средство биотехнологии
- •Почему об этом надо знать
- •Как бактерия «обманывает» растения, а ученые — бактерию
- •Как это выглядит на практике j
- •Стимул — трудности
- •Пушки вместо бактерий
- •Три «поколения» трансгенных растений
- •Основные трансгенные культуры в 2003 г. (% от общей площади посевов)
- •«Золотой» рис — манна земная
- •Что родится в дискуссии?
- •Доводы «против»
- •Мнение специалистов
- •: Общая позиция
- •Зачем все это
- •Надо набраться терпения
- •Что ж, вернемся к основной теме разговора. Итак, в борьб с органическими загрязнителями мы можем рассчитывать на по мощь наших друзей-микробов. Как же все это выглядит на прагс тике?
- •Их тоже запахивают в почву?
- •В заключение — несколько слов о проблемах и перспекти- I вах этого направления, вселяющего надежду на то, мы победим за- I грязнения, а не они нас.
- •Биоремедиация
- •Биодеградация
- •Носители информации
- •Эволюция генетических систем деградации ксенобиотиков
- •Интродукция биодеструкторов
- •Новый этап
- •«Шоковая терапия» для генной терапии
- •Альтернатива смерти — лечение, связанное с риском
- •«Почему» и «как» современной генетики
- •Аргументы и факты
- •Вредны ли гм-продукты?
- •Пестициды и генная инженерия
- •Распространение измененных генов
- •«Притянутые» проблемы
- •Кредо — безграмотность
- •О чем не сказано
- •Об организации общественных кампаний
- •РРавда рРопагандистов рРироды
- •Невинный грех простоты
- •Ложь во спасение
- •Великая битва с химерами
- •Рождение дьявола
- •Опасна ли генная инженерия?
- •Есть или не есть?
- •Спасет ли мир биотехнология?
- •Табак без никотина
- •Листья превратим в цветы?
- •Светящийся от жажды
- •Вакцины из гм-растений
- •Витаминный салат с крысиными генами
- •Лучше поздно, чем никогда
- •Словарь специальных терминов*
- •Часть 1. Методическое пособие для учителя. — м., 2002. 88 с. Часть 2. Рабочая тетрадь. — м., 2002. 160 с. Ббк т4.200.50
Паразитирование как высшая форма адаптации
Вирусы (от лат. virus — яд) — самые мелкие и простые доклеточ-ные живые существа. Первый вирус (табачной мозаики) открыл в 1892 г. И.Д. Ивановский, а термин «вирус» ввел в 1899 г. голландский ботаник М.В. Бейеринк.
Вирусы настолько малы (15—350 нм, некоторые нитевидные формы — до 2000 нм), что их называют фильтрующимися, — они проходят сквозь любые фильтры, задерживающие даже бактерий, которые в среднем раз в 50 крупнее. Большинство вирусов видны только в электронный микроскоп с рекордным разрешением.
Вирусы (у которых нет даже обмена веществ) состоят из белковой оболочки и находящейся внутри нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК). Все другие формы жизни обязательно содержат и ДНК, и РНК. Но, как и все другие формы жизни, вирусы наделены собственным, хотя и очень простым, геномом, который кодирует строение белков их оболочки. Она не только защищает наследственный код вируса, но и обеспечивает его активность.
В отличие от других организмов вирусы в неблагоприятных условиях кристаллизуются («замирают»), а затем вновь восстанавливают активность.
89
Вирусы настолько просты, что обходятся без собственного аппа рата считывания наследственной информации и использования ei для синтеза белков. Они существуют лишь потому, что паразитируют на организмах, обладающих клеточным строением (бактериях и эу кариотах) и аппаратом матричного копирования генетической ин формации и синтеза белков, который вирусы и используют для соб? ственного воспроизведения. В результате их «многогранной» дея тельности люди болеют гриппом, корью, свинкой, полиомиелитов (детским спинным параличом), бешенством, СПИДом, оспой и т. д Животные и растения, в том числе домашние, тоже страдают (и не' редко погибают) от вирусных заболеваний.
Как же размножаются вирусы? Благодаря химической активное ти белков своей оболочки они «взламывают» защитные средств! клетки-хозяина, препятствующие проникновению в нее чужеродньгЛ элементов из внешней среды. Попав в ее цитоплазму, вирус инакти-вирует («отключает») хозяйскую ДНК и «заставляет» воспроизво дить (копировать) его собственный наследственный «текст» и синте зировать по этой программе собственные белки. В итоге образуются все новые вирусные частицы.
Такой удивительный способ самовоспроизведения обусловле! универсальностью генетического кода — единой системой кодиро' вания (и считывания) наследственной информации, свойственно! всем известным живым организмам. Если бы код вируса отличался от кода хозяина, тот не мог бы синтезировать нужные ему макромо лекулы.
Иными словами, напрасно мы считаем себя первоотрывателям! универсальности генетического юзда^Нобел_£вхщая_дремия 1968 г, по физиологии и медицине). Первыми это сделали задолго до на< предки вирусов, которые в дальнейшем научились «порабощать» хозяйские клетки. Таким же путем _пошли многие эндопаразиты использующие внутреннюю среду хозяина в качестве собственно! среды обитания. Это, в частности, глисты (паразитические черви), отказавшиеся от кишечника и сохранившие лишь последнюю — внутриклеточную — стадию пищеварения. Но поскольку труднс найти другое столь же универсальное свойство живого, как генетИ' ческий код (разве что выработка энергии в клетках молекулам! АТФ), можно сказать, что ни одна группа паразитов не нашла стол! обширного поля для применения своего «открытия», как вирусы; Им доступны любые организмы, чем и обусловлено их повсеместное присутствие в биосфере. Более того, эволюция непрерывн( увеличивает разнообразие потенциальных клеток-хозяев и, сталс быть, разнообразие вирусов, которые могут в них паразитировать)
90
Но несмотря на простоту вирусы вряд ли можно отнести к первичным формам жизни, ибо без более сложных организмов (хотя бы бактерий) они не могут существовать.
Главное для участия вирусов в «горизонтальном» переносе — их способность «встраивать» свой геном в геном клетки-хозяина, которая, делясь, воспроизводит не только свой геном, но заодно и вирусный. Впрочем, хозяин не совсем беззащитен. Со временем он использует против вирусов химические средства борьбы, например интерферон (который теперь синтезируют искусственно), и т. п. В результате организм выздоравливает. Но именно на этой стадии, когда хозяин «учится» противостоять натиску вирусов и зараженные ими клетки перестают погибать, геном вируса окончательно встраивается в геном хозяина. Иными словами, выздоровевший хозяин остается носителем и «размножителем» вирусов (его клетки в течение многих поколений воспроизводят геном вируса заодно со своим).
Выздоровевший многоклеточный организм или резистентные (защищенные от данного вируса) одноклеточные организмы сами не болеют, но обычно не могут полностью воспрепятствовать проникновению вирусов и их воспроизводству. Дело в том, что иммунная система хозяина сопротивляется вредоносному действию, только превосходящему некоторый порог. Вот где, похоже, проявляется «заинтересованность» вируса в упрощении собственной организации и стремление «доверить свои обязанности» клеткам хозяина.
Таким образом, иммунная система хозяина допускает размножение вирусов в небольшом количестве, но не участвуя в метаболизме клетки, они выводятся из нее во внешнюю среду. Поскольку хозяин воспроизводит геном вируса заодно со своим, синтезированные вирусные частицы подчас уносят с собой фрагмент его ДНК или РНК. Обычно такой фрагмент содержит всего несколько генов (1—2% генома бактерии и гораздо меньше у эукариот).
1е