Микроорганизмы, токсины и эпидемии

У ВНО существует механизм, ограничивающий возможность его генетической рекомбинационной изменчивости по сравнению с другими видами ортопоксвирусов, характеризующимися относительно высоким уровнем перестроек геномов. У него необычайно маленького размера инвертированные терминальные повторы (TIR) — от 518 до 1051 пн, у вируса вакцины на порядок больше: 10–12 тпн. Кроме того, у штаммов вируса вакцины они содержат различающиеся наборы генов. У ВНО TIR — это минимальный теломерный элемент, необходимый для репликации поксвирусной ДНК. С.С. Маренникова и С.Н. Щелкунов (1998) считают, что столь малый размер TIR существенно ограничивает возможность генетической рекомбинации ВНО. Такая консервативность свидетельствует о необычайно глубокой адаптации ВНО к организму человека. Разрушение же рамок считывания ряда генов, это такой же процесс, как и утрата внутренними паразитами органов чувств, упрощение до предела нервной системы и исчезновение пищеварительной у ленточных червей — они им больше не нужны, т. е. отбор перестал следить за формированием структуры, и этого оказалось достаточно, что бы она исчезла.

Определить цену, заплаченную ВИЧ демону Дарвина за столь совершенный механизм паразитизма, гораздо труднее, так как мы вообще еще плохо знаем, что такое ретровирусы в эволюционном аспекте.

Есть основания полагать, что РНК, как более просто построенная и менее устойчивая полимерная структура, предшествовала ДНК и белкам в эволюции. В любой клетке существует самостоятельный «мир РНК», который занимает центральное положение в процессах жизнедеятельности, а остальные структуры клетки оказываются как бы эволюционной надстройкой [Гладилин К.Л., Суворов А. Н., 1995]. Позже образовавшаяся обратная транскриптаза, видимо, стала одним из тех инструментов, которым демон Дарвина пользовался на ранних этапах биологической эволюции. Три уникальные ферментативные активности обратной транскриптазы (результат влияния трех генов, образовавшихся в разные геологические эпохи белков), позволили ей сыграть важную роль при переходе из царства РНК к царству ДНК:

1) ДНК-полимеразная — синтезирует одноцепочечную ДНК, комплементарную РНК;

2) рибонуклеазная — расщепляет исходную РНК;

3) интегразная — позволяет интегрироваться синтезированной на матрице РНК новой ДНК, с ДНК, уже закрепленной естественным отбором.

Своим появлением живые системы обязаны ретроэлементам, составляющим значительную часть геномов позвоночных [Leilb M.C., Seilarth W., 1996]. Следы древних процессов, в которых участвовали ретроэлементы и ретровирусы, запечатлены и в нашем геноме (табл. 7). В ДНК 19-й хромосомы человека содержится около 700 nef-подобных элементов (nef — это ген негативного регуляторного фактора ВИЧ, определяющего его способность прекращать размножение и переходить в состояние покоя), а также 16 участков, где с nef соседствует область, гомологичная env ВИЧ [Несмеянов Х.М. и Тарантул В.З., 1997]. По данным L. Roswitha и соавт. (1996), на долю последовательностей эндогенных ретровирусов HERV приходится около 1 % генома человека и они необходимы для поддержания его пластичности. Ретропозиция считается главным регулятором темпа эволюции, включая видообразование [Jurgen В., Henri Т., 1996]. Поэтому, можно предположить, что ретровирусы являются древнейшими паразитами, появившимися одновременно с геномами, имеющими интрон-экзонную структуру (древнейшие из известных — архебактерии: 3,8 млрд. лет). Что они потеряли, а что приобрели за этот период, судить трудно. Эти древние формы жизни, хотя и являются облигатными паразитами, более адаптированы к существованию на планете чем человек и, даже, позвоночные. Но для частного случая — механизма передачи, определить уплаченную ими цену, видимо, можно. Это касается различных предположений о том, что бы было, если бы ретровирусы передавались воздушно-капельным путем [Лем С., 1989].

Таблица 7

Количество копий ретроэлементов в геноме человека

_{Типы ретроэлементов | Ретроэлементы | Количество копий | % от генома}

С-тип-связанные HERV | HERV-ERI суперсемейство | — | 0,07 %

— " — | HERV-E (4–1, ERVA, NP-2) | 35–50

— " — | HERV-E LTR | 500–600

— " — | 51-1 | 35–50 |

— " — | ERV1 | 10–15 |

— " — | HERV-R (ERV3) | 10

— " — | RRHERV–I | 20 |

— " — | S71 | 15–20 | i

— " — | S71 LTR | 50–100 | ERV-FRD | 5–7 | i

— " — | ERV9 | 30–40 | 0,2 %

— " — | ERV9 LTR | 3000–4000 |

— " — | HERV-P (HuERS-P1, HuERS-P2, HuERS-P3/HuRRS-P) | 50–90 | 0,01 %

— " — | HERV–I (RTVL–I) | 25–50 | 001 %

— " — | ERV-FTD | 5–7 |

С-тип и HTLV-связанные HERV | HERV-H (RTVL-H, RGH) | 900–1000 | 0,2 %

— " — | HERV-H-LTR | 1000 |

— " — | HRES1 | 2 | i

A-,B- и D-типо-связанные HERV | HML семейства 1–6 | 50 | 0,5 %

— " — | HERV-K (HM, HLM, HML-1 | — |

— " — | HERV-K LTR | 10,000–25,000

— " — | ERV-MLN (HML-4) | 20–25

THE-1 элементы | THE 1 | 10,000 | 1%

— " — | THE-1 LTR | 30,000 |

Невирусные ретротранспозоны | LINE-1 | 100,000 | 5%

— " — | Alu | 500000 | 5%