Генетический аппарат вирусов и фагов

Вирусы — это внеклеточная форма жизни, обладающая соб­ственным геномом и способная к воспроизведению только в клет­ках живых организмов.

Вирион (или вирусная частица) состоит из одной или не­скольких молекул ДНК или РНК, заключенных в белковую обо­лочку (капсид), иногда содержащую также липидные и углеводные компоненты.

Вирусы размножаются только после инфицирования живых клеток. Различные вирусы проникают в животные и растительные клетки, а также бактерии (вирусы бактерий называются бактерио­фагами). Вирусы являются внутриклеточными паразитами на гене­тическом уровне и используют для своего размножения белок- синтезирующий аппарат клетки-хозяина.

Жизненный цикл вируса начинается с проникновения внутрь клетки. Для этого он связывается со специфическими рецепторами на ее поверхности и либо вводит свою нуклеиновую кислоту внутрь клетки, оставляя белки вириона на ее поверхности, либо проникает целиком в результате эндоцитоза. В последнем случае после проникновения вируса внутрь клетки следует его «раздева­ние» — освобождение геномных нуклеиновых кислот от белков оболочки. В результате этой процедуры вирусный геном становится доступным для ферментных систем клетки, обеспечивающих экс­прессию генов вируса. Именно после проникновения вирусной геномной нуклеиновой кислоты в клетку заключенная в ней гене­тическая информация расшифровывается генетическими система­ми хозяина и используется для синтеза компонентов вирусных час­тиц. По сравнению с геномами других организмов вирусный геном относительно мал и кодирует лишь ограниченное число белков, в основном белки капсида и один или несколько белков, участвую­щих в репликации и экспрессии вирусного генома. Необходимые метаболиты и энергия поставляются хозяйской клеткой.

Геном вирусов, заключенный внутри вирионов, может быть представлен ДНК или РНК, последние могут быть одно- и двуцепочечными, кольцевыми и линейными.

По сложности строения генома вирусы широко варьируют. - от фага Q_p (РНК-содержащий вирус бактерий), имеющего 4 гена, до вируса оспы (ДНК-содержащий вирус), геном которого насчиты­вает около 250 генов. Кроме того, все гены вирусов могут быть за­ключены в одной молекуле нуклеиновой кислоты или распределены по нескольким молекулам, которые вместе и составляют геном та­кого вируса. Например, у реовирусов геном представлен двуцепо- чечной РНК и состоит из 10 молекул (или сегментов). Геномы ви­русов, содержащих одноцепочечную РНК, также могут быть либо цельными (ретровирус), либо сегментированными (вирус гриппа). Геном РН К -содержат их вирусов представлен только линейными молекулами РНК.

Все известные ДНК-содержащие вирусы позвоночных имеют геном, заключенный в одной молекуле ДНК, линейной или кольце­вой, одно- или двуцегючечной.

У некоторых вирусов, например у вируса гепатита В, геном представлен кольцевой молекулой двуцепочечной ДНК, в обеих цепях которой в разных местах обнаружены одноцепочечные участ­ки.