6.4. Генетика вирусов

Вирусы, как и прокариоты, могут подвергаться значительным изменениям в течение существования вида. Это наблюдается на фоне изменений в генетическом коде - вставки новых нуклеотидов, потери их (делеции), замены последовательностей и пр. Единицей мутации считают мутон. Замена элемента генома приводит к последующим изменениям в свойстве вирусов. На основе механизмов изменений, у вирусов выделены спонтанные и индуцированные мутации.

Спонтанные мутации. Спонтанные мутации накапливаются в геноме вируса под воздействием естественных мутагенов. Скорость спонтанного мутагенеза в ДНК-геномах низкая и составляет 10^-8 вирусных частиц. РНК-содержащие вирусы имеют более высокую скорость мутаций, частота их составляет до 3-7 %. Частота спонтанного иммуногенеза у ДНК-содержащих вирусов, примерно, 0,1 %. Высокая скорость спонтанных мутаций у РНК-содержащих вирусов, видимо, определяется сбоями в обратной транскрипции, отсутствием механизмов повторных процессов. Из-за спонтанных мутаций трудно поддерживать вирус в гомогенной популяции. Чтобы обойти эту трудность, вирусы периодически реклонируются.

Индуцированные мутации. Большая часть мутаций у вирусов получена из популяции дикого типа, путем обработки различными химическими веществами или УФ-лучами. Их называют мутагенами. Применение мутагенов увеличивает частоту мутаций в популяции. Большинству мутаций присуще свойство возврата - риверсии к дикому типу. Дикий тип в вирусологии - это исходный штамм или популяция.

Мутации можно поделить на две группы: не имеющие фенотипического проявления, выявляются при специальном анализе, и имеющие фенотипические проявления. Число вовлеченных в мутацию генов различают как – локализующиеся в одном гене (точечные или генные) или затрагивающие более обширные участки генома (множественные либо геномные).

У различных вирусов выявлено большое количество мутантов:

1. Мутанты морфологии бляшек. Они имеют измененную морфологию. Считают, что у syn-мутантов изменено гликолизирование поверхностных белков. У аденовирусов с большими бляшками вирус быстрее освобождается из клетки, по сравнению с диким типом и пр.

2. Мутанты по спектру хозяев. Получены мутанты вируса помоны, способные расти только на клетках, трансформированных вирусом полиомы, но не на нормальных клетках.

3. Температурочувствительные мутанты. Температурочувствительные мутации- это наиболее удобный тип мутаций вирусов (ts-мутанты), благодаря условной летальности своего фенотипа. Они возникают в результате missens-мутации, при которой нуклеотидная последовательность меняется таким образом, что образовавшийся белковый продукт не способен сохранить функционально активную конформацию при высокой температуре. При низкой температуре он способен принимать функционально активную конформацию и размножаться. ts-мутанты не могут функционировать при высокой температуре, при этом, инфекционность вируса снижается.

4. Холодочувствительные мутанты. Холодочувствительные мутанты (cs) с успехом применяют в бактериальных системах, в сочетании с ts-мутантами для выявления периодов работы определенных генов. Они полезны также у вирусов.

5. Делеционные мутанты. Такие мутанты выделены для многих вирусов. Разработано несколько процедур для получения делеционных мутантов в заранее намеченном месте генома. Мутанты теряют важные участки и требуют для пассирования присутствия вируса-помошника. Когда утрачены несущественные участки мутанты жизнеспособны. Они удобны при картировании белков в вирусном геноме.

6. Другие мутанты. Получены мутанты, устойчивые к ингибиторам, устойчивые к лекарственныи веществам, потерявшие ферменты, устойчивые к температуре и пр.