«Вседозволенность» вирусного переноса

Итак, клетка-хозяин может в течение многих поколений воспроиз­водить геном вируса заодно со своим собственным, а вирусы, поки­дающие предыдущего хозяина (донора) и выводимые во внешнюю среду, находя себе нового хозяина (реципиента), «одаривают» его фрагментами генома донора. Изменение наследственных свойств клетки в результате естественного или искусственного привнесе­ния в нее чужеродной ДНК называют трансформацией.

А дальше все повторяется: новый хозяин (уже в роли донора) размножает вирусные частицы и «снабжает» ими следующего ре­ципиента, трансформируя его наследственный код, и т. д.

91

Иными словами, обнаружен новый механизм «горизонтального! переноса и трансформации геномов, ограниченный уже не генетичес| кой совместимостью (как при гибридизации), а лишь пригодность! генома хозяина для «встраивания» вирусных геномов. Наскольк< второе ограничение слабее первого, легко сообразить, вспомнив, чтс вирусы поражают все клеточные формы жизни (1,5 млн видов). Са мих же вирусов известно всего около тысячи видов. Если учесть, чт< вирус может «захватить с собой» у донора и часть генома другого ви руса, которым тот был инфицирован прежде, приходится признать что такой «горизонтальный» перенос оказывается всепланетным i всетаксонным (охватывающим все организмы).

Впервые «горизонтальный» перенос наследственной информа ции с помощью упомянутого механизма (или, как говорят спе циалисты, путем вирусной трансдукции) американские генетики Дж. Ледеберг и Н. Циндер обнаружили в 1952 г. у бактерий, но за тем выяснилась его возможность и у эукариот. Такой перенос бьи осуществлен в Станфордском университете (Калифорния, США в 1972 г., когда и родилась, по сути, генная инженерия.

Ограничения все-таки есть

Любые организмы в процессе жизни и смерти теряют множество макромолекул, которые некоторое время существуют независимо от синтезировавших их организмов. Многие макромолекулы в сво бедной среде сохраняются даже дольше, чем в организмах (их вы сокая концентрация в живых существах обусловлена постоянный воспроизводством). В организмах они быстро воспроизводятся, но и быстро распадаются, а в менее агрессивной в химическом отно шении свободной среде лучше сохраняются (это подтверждает, на пример, широко используемое в криминалистике выделение спе цифических белков и нуклеиновых кислот из одежды). В организ мах же макромолекулы долго сохраняются только в вечной мерзлоте (их не раз выделяли из останков ископаемых животных,: например мамонтов). Между тем обрывки последовательностей нуклеиновых кислот обнаружены в горных породах возрастом 100 млн лет.

Иными словами, мы живем в среде, изобилующей макромолеку­лами, которые с пищей, водой, воздухом могут попадать в организм.: Легче всего это происходит у сапротрофных организмов, питакн щихся органическими остатками, поглощая их через поверхность тела (высшие грибы), клеточные оболочки (сапротрофные простей­шие) и мембраны (бактерии). «Горизонтальный» перенос путем за-₍ хвата фрагментов чужих геномов особенно вероятен для бактерий.

92

Химически агрессивная среда цитоплазмы обычно разрушает такие фрагменты гораздо быстрее, чем с них снимается копия для синтеза белка. Как и все организмы, бактерии живут только благодаря изби­рательному поглощению вещества из внешней среды. Вероятность за­хвата фрагмента чужого генома обратно пропорциональна его длине (молекулярному весу) и, следовательно, осмысленности и специфич­ности содержащейся в нем информации. А ведь этот фрагмент пред­стоит не только прочесть (что возможно благодаря универсальности генетического кода), но и «правильно понять», т. е. на основе полу­ченной информации отдельные молекулы должны не только синтези­роваться, но и правильно собраться в надмолекулярные функцио­нальные системы клетки. Еще труднее представить себе подобную систему, эффективно работающую в чуждой для нее цитоплазмати-ческой среде. Обычно последствия такой работы оказываются нега­тивными для клетки в целом. Иными словами, неспецифический «го­ризонтальный» перенос, если и отражается на физиологии клетки, то почти всегда разрушительно.

Все это справедливо и для вирусной трансдукции. Специфика лишь в том, что, как уже отмечалось, вирусы в процессе эволюции совершенствуют механизм «встраивания» своего генома в клетки хозяина.