Что приходит на ум, когда вы слышите слово «вирус»? Возможно, обычная простуда, грипп или, может быть, даже глобальная пандемия, вызванная коронавирусом. На самом деле вирусы постоянно присутствуют в живом мире, заражая, воздействуя и взаимодействуя со всеми организмами, от крошечных до гигантских, и их можно найти в каждой экосистеме на планете. Они так же вездесущи и необходимы для нашей жизни, как воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьем, и пища, которую мы едим. Но что именно они собой представляют? Они живые? Что они делают и как они это делают?
Маленький, но могучий
Вирусы (вирус — по-латыни значит яд) - это самая распространенная разновидность живых организмов на земле. В стакане морской воды, например, их больше, чем людей на Земле. Подавляющее большинство вирусов совершенно безвредны для человека. Каждый нацелен на конкретную группу хозяев. Мельче вирусов нет существ на нашей планете.
Вирусы занимают место на древе жизни, которое стирает грань между существованием и небытием. Вирусы не принадлежат ни к растительному, ни к животному царству. Они стоят на рубеже двух миров, который разделяет природу живую и неживую. Поэтому их называют "организмами на границе жизни".
Жизнь обычно определяется как организм, который может жить и воспроизводиться автономно, используя свои собственные биологические механизмы, производящие энергию. Вирусы, с другой стороны, по сути являются паразитами, которые для размножения должны использовать механизмы репликации клетки-хозяина. Поскольку они не могут сделать ничего из этого самостоятельно, некоторые утверждают, что они не живые. Они переносят генетический материал, но не потребляют энергию и не имеют клеточной структуры. Однако другие ученые предполагают, что, поскольку вирусы состоят из одних и тех же строительных блоков жизни, ДНК и РНК, они граничат с жизнью. Это непрекращающийся спор, который остается в значительной степени неразрешенным в научном сообществе последние 100 лет.
Вирусы состоят из трех частей: генетического материала (либо ДНК, либо РНК), защитной белковой оболочки или капсиды, иногда еще из внешеней жировой мембраны.
Ученые считают, что они, по крайней мере, так же стары, как и первые клетки, появившиеся около 4 миллиардов лет назад, но вирусы могут быть еще старше, поскольку существуют в доклеточном мире как самовоспроизводящиеся сущности, которые впоследствии эволюционировали в формы, паразитирующие на других клетках.
Вирусы были открыты 70 лет назад нашим соотечественником Дмитрием Ивановским. Он исследовал причины заболевания табака. Это была странная болезнь: листья растения покрывались мозаикой из темных и светлых пятен, скручивались и поникали, словно загнивали на корню. Ученый решил процедить сок больного растения через самый надежный бактериальный фильтр, такой фильтр, который не пропускает микробов . Затем отфильтрованным соком Ивановский смазал здоровое растение. Вскоре ткань на его листьях тоже стала отмирать. Значит, сок был заражен какими-то возбудителями, настолько мелкими, что они прошли даже через фарфоровый фильтр, задерживающий всех бактерий. Возбудителей назвали фильтрующимися вирусами (вирус — по-латыни значит яд).
Вирусы вызывают опасные болезни растений, животных и человека - оспу, бешенство, корь, полиомиелит, грипп и печально известный Covid 19.
Поразительное свойсво вирусов
В 1935 году американский биохимик Стенли открыл самое поразительное их свойство. Как и Ивановский, он экспериментировал с вирусами табачной мозаики. Выделил их из табачного сока, изолировал от привычной среды, и вирусы вдруг потеряли все свои жизненные свойства. Превратились в… кристаллы. Обычные вроде бы кристаллы, как у соли или сахара.
Вирус, писал Стенли, стал «мертвым, как камень». Кристаллический вирус не размножается. Но стоит вновь ввести кристаллы, казалось бы, безжизненного вещества в ткани зеленого табака, как они тут же «оживают», быстро размножаются и заражают все растение.
Размножение по методу кукушки
Размножаются вирусы совсем по-особенному, как никто больше в природе. Они не делятся, не почкуются и не прибегают к помощи половых клеток. Нет, они действуют по методу кукушки: проникнув в живой организм, «заставляют» его строить из запасенных для собственных нужд питательных веществ… новых вирусов. Размножающийся вирус лишь дает указания «терроризированной» им клетке, по какому плану изготавливать его детей, и следит, чтобы работа велась строго по нужному ему образцу. Образец — те несколько генов, из которых, по существу, и состоит вирус. Они построены из нуклеиновых кислот и содержат зашифрованный код его наследственности.
Нуклеиновое «тельце» вируса спрятано, словно грифель в карандаше, в белковой муфте. Это его броня. Но когда вирус проникает в живую клетку, он оставляет белковые доспехи у ее порога, снаружи, вне клетки, хотя некоторую часть белка, по-видимому, забирает с собой.
Клетка, израсходовав все жизнетворные соки на воспроизведение чужих детищ, конечно, гибнет, перегруженная паразитами, которых сама произвела на свет под дулом, так сказать, пистолета нуклеиновых кислот вируса.
Поскольку вирусы не могут размножаться без помощи других организмов и вообще теряют всякие жизненные свойства, если изгнать их из этих организмов, некоторые ученые не считают вирусы живыми существами. Это группы генов, говорят они, заключенные в защитную белковую оболочку.
В некоторых вирусах можно убить живое начало, разрушая их молекулярные структуры ультразвуком. Они перестают после этого размножаться, но свои физические свойства не теряют — не распадаются, не растворяются, не загнивают, как любое мертвое тело, а лишь кристаллизуются.
Бактериофаги
Вирусы могут быть как друзьями, так и врагами. Ученые научились манипулировать их уникальными характеристиками. Бактериофаги — это типы вирусов, которые атакуют бактерии, прикрепляясь к бактериальным клеткам и вводя в них свой генетический материал. При правильном использовании вирусы могут убивать бактериальную инфекцию. Таким образом, фаговая терапия используется для лечения бактериальных инфекций у людей.
