Краткий взгляд на мир вирусов глазами увлеченного наукой доктора психологии Валерия Розанова
«Плохие новости, завернутые в белок».
Вот таким простым способом идентифицировал вирусы один из лауреатов Нобелевской премии по медицине Питер Медавар. Чтобы быть точным, это сообщение не обязательно плохое, и очень редко бывает таковым для людей.Типичный вирус любит пробовать бактерии. Это так называемый бактериофаг (по оценкам, 10 ^ 31
Однако, как известно (а мало кто в этом убедился самостоятельно), даже более сложные организмы не могут избежать вирусов. Из общего числа примерно 100 миллионов видов вирусов (что, кстати, больше, чем у всех видов живых организмов) . Но о большинстве из них мы практически ничего не знаем. На сегодняшний день обнаружено менее шестисот вирусов, поражающих млекопитающих, из которых 263 также подходят для лечения людей. Однако эти цифры, естественно, постоянно меняются, поскольку каждый год обычно появляется несколько новых видов.
На пороге жизни
Вирус — поистине увлекательное явление, застрявшее где-то на границе жизни и неживой материи. В отличие от бактерий, грибов, растений или животных, он не отвечает трем из шести основных признаков живых организмов. У него нет клеточной структуры, нет обмена веществ, поэтому он не может получать энергию от обмена веществ и не может воспроизводиться без присутствия клетки другого организма. На самом деле он в основном стоит где-то сложа руки и спокойно позволяет вести себя, куда его понесет ветер. Пока не будут созданы правильные условия, его жизнеспособность сравнима со средней песчинкой или пылинкой.
Однако внутри клетки другого организма он вполне может «ожить». Как только он «вводит» свое знаменитое сообщение, будь то в форме ДНК или РНК, он начинает использовать (или, скорее, злоупотреблять) производственную способность клетки с целью ее репликации. Рибосомы, которые умеют читать отчет и никак не исследуют его происхождение, начнут честно производить белки по рецепту, содержащемуся в нем. Новые вирусные частицы (так называемые вирионы) затем собираются из копий отчета и произведенных белков, которые затем пытаются покинуть клетку, чтобы они могли оседлать волны кровотока и начать свой визит к клеткам-соседям.
Неудивительно, что это лишает клетку энергии и что она не может выполнять свою работу, как прежде. В зависимости от того, какая это конкретная клетка, у нее меньше энергии для дыхания, меньше энергии для перекачивания крови . Когда вирус посещает достаточное количество клеток, появляются симптомы. Как известно, если их соберется слишком много и в слишком важных местах, это может даже стать причиной гибели хозяина. На этом его пир закончится, а его потомки тем временем могут устроить «афтепати» в камерах другого «счастливчика», тем самым обеспечив «выживание» будущим поколениям.
Маленький, но многочисленный
Поскольку все это происходит внутри клетки, вы, наверное, можете себе представить, что средний вирус не попадает в категорию тяжелого веса. Большинство вирусов имеют размер (диаметр) в диапазоне от 5 до 300 нм (нанометров), что примерно в тысячу раз меньше толщины человеческого волоса. Поскольку длина волны видимого света колеблется примерно от 400 до 700 нм, увидеть их невозможно даже в самый мощный оптический микроскоп. Так что, если вы хотите посмотреть на вирус , вам придется дотянуться хотя бы до какого-то электрона (не верьте названию статьи, увеличительного стекла точно недостаточно для изучения вирусов).
Кстати, работая на более низких длинах волн, электронный микроскоп естественным образом не распознает цвета. Для красных или розовых выступов, так называемых Белки-шипы самого известного вируса, какими вы их знаете из СМИ, всего лишь плод воображения авторов изображений
Небольшие размеры вирусов, естественно, еще более очевидны, если посмотреть на их вес с учетом всех трех измерений. Чтобы уравновесить среднего человека частицами (называемыми вирионами) одного из мельчайших вирусов (исходя из плотности около 1 г на см3), вам потребуется почти столько же людей, сколько потребуется, чтобы сбалансировать всю планету Земля. Тем более абсурдным является тот факт, что общая масса вирусов на Земле примерно в три раза превышает массу всего населения Земли. Одним словом, они невероятно маленькие и легкие, но при этом их очень много. В литре морской воды их в несколько раз больше, чем количество людей на планете.
Естественно, легендарное сообщение, которое скрывают вирусы, тоже относительно небольшое или короткое. По сравнению с длиной человека (приблизительно 3 миллиарда нуклеотидов) он в несколько тысяч раз короче (например, в случае SARS-CoV-2 до 100 000 раз) и обычно содержит лишь несколько генов (например, в случае SARS -CoV-2 только одиннадцать так называемых кодирующих генов по сравнению с более чем 20 000 человеческих).
Вечный спутник
Как мы знаем, несмотря на свой ограниченный размер и сложность, вирусы могут нанести достаточный ущерб даже более сложным организмам и даже напрямую изменить их. Некоторые вирусы, т.н. ретровирусы, например ВИЧ, содержат дополнительные ферменты, которые позволяют им интегрировать свою генетическую информацию или ее части в геном клетки-хозяина. Такие интеграции, вероятно, происходили нечасто в эволюции, и по оценкам, примерно 8% ДНК человека представляют собой остатки устаревших вирусов. Однако это вирусное наследие также имеет свои преимущества, например, в развитии плаценты или борьбе с некоторыми инфекциями.
Вирусы были с нами с незапамятных времен и были здесь задолго до нас. К тому времени, когда мы обнаружили первых из них чуть более ста лет назад, они уже унесли сотни миллионов жизней, часто с эффектом буквального истребления, как в случае с 90% индейского населения. Однако после их обнаружения наша борьба с ними далека от завершения. Подсчитано, что около 300 миллионов человек умерли, вероятно, от самой смертоносной из них, оспы, только в 20 веке. Именно против них нам удалось добиться, пожалуй, наибольшего успеха на сегодняшний день, когда в 1980 году они были объявлены окончательно истребленными, в основном благодаря всемирной вакцинации.
Однако нынешняя пандемия показывает нам, что это была лишь одна из многих битв в возможно, нескончаемой войне с этими миниатюрными, но далеко не легкими противниками и вечными спутниками.