Механизм самозащиты эукариот от чужеродной ДНК

А) Система маленьких интерферентных РНК. В 2006 году Эндрю Файре и Крейг Меллоу (Andrew Fire, Craig Mello) получили Нобелевскую премию по физиологии за открытие явления РНК-интерференции на червячках Caenorhabditis elegans. Впоследствии выяснилось, что такую систему самозащиты от чужеродных вирусных молекул имеют все эукариоты.

Схема самозащиты эукариотической клетки от нападения вирусов с помощью маленьких интерферентных РНК.

Когда в клетке появляется вирус, то белок Dicer-убийца узнаёт двухцепочечную вирусную РНК и режет её на маленькие фрагменты размером по 25 пар азотистых оснований. Затем, белковый комплекс RISC присоединяет к себе один из фрагментов вирусной РНК, убирает вторую цепь и, используя первую цепь как матрицу, находит в цитоплазме вирусную РНК и уничтожает её (режет на кусочки).

Затем, комплекс RISC идёт в ядро, находит там ДНК-копию вируса, садиться на неё и блокирует её считывание. Через некоторое время к молчащей вирусной ДНК ферменты клетки пришивают метильные хвостики, что полностью отключает ДНК вируса.

Б) Фагоцитоз. У всех многоклеточных организмов от губки до человека есть специальные клетки иммунной системы – фагоциты. Фагоциты способны «поедать» чужеродные бактериальные клетки с помощью фагоцитоза.

В) Аутофагия. Если внутрь клетки эукариота попадает бактерия, то она уничтожается с помощью механизма – аутофагии (т.е. самопереваривания). Внутри клетки есть рецепторы, которые отличают свои здоровые молекулы от своих повреждённых и от чужих. Всё чужое и бракованное – отправляется на переваривание в лизосому (в клетках животных), или в вакуоль (в клетках растений).

Г) Продуцирование антител клетками иммунной системы. Клетки иммунной системы продуцируют антитела. Антитела связываются с вирусами, бактериями, простейшими и не позволяют им проникать внутрь клеток хозяина, а также – блокируют их жизнедеятельность.

Для того, чтобы попасть внутрь клетки хозяина – вирус (или бактерия) должны быть узнаны «как свои» клеткой (т.е. на поверхности вирусов и бактерий есть белки узнавания, после «узнавания» - клетка впускает патогенов внутрь с помощью механизма рецептор-опосредуемого эндоцитоза. При этом, чтобы иметь возможность заражать разные клетки – в ДНК вируса есть сложная система модификации рецепторных белков своей мембраны. Клетки иммунной системы такие рецепторы выделяют в окружающую среду (они теперь называются антитела). Рецепторы–антитела соединяются с вирусом и мешают ему проникнуть в здоровую клетку хозяина.

Тема: Природная генная инженерия.