Техника - молодёжи 1961-11, страница 21

ииях вирусы, состоит из молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), одетой в белковый чехольчик. Применяя соответствующие химические методы (обработка фенолом и др.), удается легко разделять вирус на оба эти вещества. Если затем поместить некоторое количество белка и нуклеиновой кислоты в раствор с определенной концентрацией фосфорных солей и кислотностью, то некоторые молекулы между собой вновь соединяются. Возникают ранее существовавшие вирусные частицы, способные заражать растения табачной мозаикой. Этот метод реконструкции открыл возможность сочетания белка и РНК, принадлежавших вирусам с разными химическими и биологическими свойствами. Например, из листьев подорожника были выделены частицы ВТМ с иным белковым составом их оболочек и с необычными инфекционными свойствами. Полученные от этой линии белки и нуклеиновые кислоты можно было реконструировать с этими же веществами, выделенными из других вирусов.

Все опыты по искусственной гибридизации обеих составных частей вирусов и последующему заражению растений согласованно указывали, что свойства вируса определяются нуклеиновой кислотой. Нами впервые было показано, что у вируса табачной мозаикн молекула РНК является тем посланием, с которым передаются свойства родителей детям. Отдельные звенья ее длинной молекулы можно сравнить со словами письма, в котором даны приказы на выработку соответствующих свойств. А главным и основным в этой информации был ключ к образованию определенной структуры белка, то есть последовательности остатков аминокислот и длины молекул. Именно нуклеиновая кислота оказалась одновременно и носителем наследственных свойств и инфекционным началом.

В процессе реконструкции иногда возникали новые наследственные свойства. Это было результатом изменения строения молекул РНК.

Дальнейшие исследования ВТМ пошли по линии более детального изучения обеих составных частей и биохимических особенностей возникающих мутаций.

Молекулярный вес одной молекулы РНК, способный вызывать инфекцию растений, оказался равным 2 млн. В ее составе насчитано 6,5 тыс. нуклеотидов, то есть атомных групп, состоящих из азотистого основания, сахара и фосфата (остаток фосфорной кислоты). Спиралеобразная молекула РНК находится в плотной упаковке из 2 200 маленьких молекул белка (полипептидов), каждая из которых имеет молекулярный вес в 17 600. Каждый пептид состоит из остатков 158 аминокислот, причем изучена последовательность их расположения. Общий вес вирусной частицы составляет 40 миллионов. Следовательно, на долю нуклеиновой кислоты приходится 5% от общего веса вируса. Множество белковых молекул надежно охраняют спиралевидную нитку РНК.

Интересные данные получены при изучении наследственных изменений ВТМ. Обычным способом их вызывания является воздействие азотистой кислотой на выделенную РНК и последующий ре-сиитез ВТМ. Всего изучено около 30 мутаций. Оказалось, что изменение моле

кулы РНК обычно приводит к изменению аминокислотного состава белков (полипептидов) ВТМ. В полипептидах замещается от одной до семнадцати аминокислот. Например, в одной линии про-лин был замещен лейцином, треонин -— серином, аспарагиновая кислота — ала-нином. Но во всех случаях общее количество аминокислот в белке остается неизменным (158). Это указывает, что длина полипептида определяется длиной молекулы РНК.

В некоторых случаях изменение молекулы РНК приводило к изменениям степени токсичности вирусных частичек, но не влияло на состав их белков. Следовательно, он может зависеть лишь от части молекулы РНК.

При изучении белков у измененных (мутировавших) вирусов обнаружилось, что они образуют как бы более рыхлую и слабую оболочку. Следовательно, в процессе длительной эволюции естественным отбором были созданы очень надежные защитные оболочки, которые ухудшаются новыми мутациями. Это наглядно подтверждает вредное значение большинства новых мутаций.

ФАГИ

иогие вирусы паразитируют в клетках бактерий. Поэтому их называют бактериофагами, то есть «пожирателями бактерий.

В отличие от растительных вирусов в нх составе имеется дезоксирибоиукле-иновая кислота (ДНК). Ее молекулярный вес может достигать 40 млн., и по своему строению она похожа на двойную закрученную спираль. Существуют различия и в механизме заражения. ВТМ проникает в клетки растений целиком и только через повреждения в нх оболочках. Иное делу с фагами. Вспомним интересные опыты А. Хершей и М. Гэззи с фагами Т-2, поражающими кишечную палочку. Этот вирус этохож иа головастика. Его хвост состоит из одного белка, а голова снаружи одета белковой капсулой. Электронная фотография и другие точные методы анализа показали, что хвост служит для прикрепления вируса к бактерии и что через него в бактерию проникает огромная молекула ДНК. Белковая оболочка остается снаружи. Примерно через 20 минут бактерия может лопнуть, и из нее выйдут около 100 вирусов. Следовательно, именно ДНК принесла в клетку бактерии механизм, управляющий распадом бактериальных веществ и синтезом новых молекул ДНК и белка. Вокруг проникшей нити ДНК как бы внезапно собираются белковые молекулы, образуя головную капсулу и хвост. Генетический материал вируса, то есть молекула ДНК, ведет себя в клетке как оккупант: завоевывает внутриклеточное пространство и использует ресурсы «чужой страны» для собственных нужд.

Проникшая в клетку нить ДНК может быть не агрессивной, а уподобиться бомбе замедленного действия. В этом случае она физиологически объединяется с хромосомой бактерии и вместе с ней воспроизводится при клеточном делении, не причиняя вреда клетке. Это состояние вируса называется провирусом. Но вот вдруг в каком-либо поколении происходит взрыв — одна из множеств бактерий разрушается, освобождая сотню вирусов»

РНК — ато программа, по которой pas-вивается вирус табачной мозаики.

подобных исходному. Следовательно, под влиянием каких-то условии неактивный провирус вновь приобрел активность и превратился в вирус, способный к размножению, к созданию себе подобных частиц. В частности, это может происходить под влиянием ультрафиолетовых лучей и некоторых сильнодействующих на клеточное ядро химических соединений (иприт, перекиси).

Провирус может сообщать бактериям новые свойства. Например, дифтерийный

Молекула РНК плотно упакована в 2 200 молекул белка, каждая us которых состоит us остатков J 58 аминокислот.

17