«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 05 (12) | страница 21

От вирусов животных вирусы бактерий — бактериофаги и вирусы растений — вироиды сильно отличаются по структуре. Бактериофаги обзавелись «захватами», чтобы удерживать бактерию, а вироиды очень малы, чтобы проникать сквозь плотную оболочку растительных клеток — это небольшие циркулярные суперспециализированные молекулы РНК. Кроме того вирусы различаются размерами, формой, способом самовоспроизведения и типом клеток, на которых они могут паразитировать.

Разнообразие форм и размеров вирусов. Схематическое изображение некоторых вирусов растений (а), животных (б) и бактериофагов (в)

Существует три теории происхождения вирусов. Согласно первой вирусы — результат дегенерации одноклеточных организмов. В эволюции дегенерация — отнюдь не редкий процесс, но эта теория не объясняет разнообразие вирусов.

Теория доклеточных организмов, перешедших к паразитизму, и теория дериваты клеточных структур, ставших автономными (гипотеза «взбесившихся генов») — две наиболее популярные теории происхождения вирусов. В пользу теории доклеточного паразитизма говорит существование хвостатых фагов, а в пользу клеточных структур, обретших самостоятельность — R-плазмоиды. Кроме того, гипотеза «взбесившихся генов» объясняет общность дефектных вирусов, сателлитов, плазмидов и прионов. Если она верна — возникновение вирусов не было единичным событием и продолжается постоянно. Тогда должны возникать новые вирусы — абсолютно новые, а не развившиеся из ранее существовавших.

Между вирусами возможен обмен целыми блоками генетической информации, причем эти вирусы могут быть генетически весьма далеки друг от друга. Новые функции у вирусов могут возникать при неожиданном сочетании собственных генов и интеграции генов чужих. Увеличение генотипа вируса за счет неработающих генов может привести к образованию новых генов. Все эти механизмы делают вирусы одними из самых быстроизменяющихся организмов на земле.

Вирусы могут менять «хозяев», на которых они паразитировали веками. Считается, что именно так произошел вирус СПИДа — «переквалифицировавшись» с обезьян на людей, и грипп «испанка», бывший ранее одним из птичьих вирусов.

Основные стратегии репликации и выражения генетической информации у вирусов. В рамку заключена та форма нуклеиновой кислоты, которая присутствует в варионе

Внешний вид и размер вирусов зависят от их специализации. В общем случае они имеют вид белковой «сердцевины», в которую «запечатана» ДНК или РНК. Иногда — белковое ядро обволакивает липидная мембрана, с включенными белками и углеводами. Форма вирусов разнообразна и зависит от свойств белка, из которого построен вирус. Чаще всего вирионы представляют собой жгуты (палочки), икосаэдры (20-гранник), вирионы с головкой и хвостовым отростком (фаги), спирали (чаще — вироиды). Размер вирусов так же различен. Один из самых крупных вирионов — вирион натуральной оспы — может быть виден в световой микроскоп как кирпичик размером 450x260x260 нм.