Этот текст является адаптацией нашей научной статьи о строении вируса КОВИДа, которая подана в международный журнал и скоро появится в печати. Подозреваю, что данный текст поймет очень мало жертв ЕГЭ, хотя я попытался сделать его максимально простым.
Несколько слов о том, как вирус заражает и убивает клетку. Клетка покрыта липидной мембраной, состоящей и двух слоев липидов, которые обращены гидрофобными поверхностями друг другу и практически склеенных. В мембрану включены особые белки, которые своей центральной частью находятся внутри липидного бислоя, а их концы смотрят внутрь клетки и наружу. Напомню, что любой белок — это цепь химически скрепленных друг с другом аминокислот. Есть такой белком АСЕ2, которые является рецептором вируса, то есть та часть этого белка, которая смотрит наружу может склеиваться с белком короны, образующим шипы вируса. Склеивание очень крепкое - доказано, что при создании белка шипа было искусственное вмешательство. То есть, вирус не сам образовался, а ему помогли стать таким опасным.
Попав в воздухоносные пути, вирус склеивается с АСЕ2. Такое склеивание ведет к тому, что мембрана изгибается и клетка захватывает приклеившийся вирус в эндоцитозный пузырек, который потом должен идти в лизосомы, органеллы, где ненужные клетке вещества разрушаются. Но вирус умнее клетки. Он пробивает мембрану и попадает в цитоплазму, т.е. концентрированный раствор белков внутри клетки. Там РНК вируса освобождается от белков, и начинает синтезировать сама себя. Сначала синтезируется комплементарная цепь, а не базе комплементарной цепи образуется оригинальная. При этом вирусу приходится бороться с защитными силами клетки. Там любая молекула РНК, если она не покрыта белками, разрушается особыми ферментами РНКазами. Чтобы не быть разрушенной вирусная РНК склеивается с комплементарной цепью, образуя двойную цепь типа таковой у ДНК. Но клетка разрушает любую свободную двойную цепь РНК. Поэтому вирус заставляет клетку образовать особые пузырьки, где двойная РНК прячется от защитных сил клетки.
Когда количество двойной РНК оказывается достаточной для начала сборки, то часть двойных цепей разделяется и на их основе синтезируется вирусный белок шипа, который внедряется в мембрану особой мембранной сети внутри клетки. Эти шиповые белки приклеиваются друг к другу в мембране этой цитоплазматической сети и образуют полусферу, которая выпячивается в просвет данной сети. Со стороны цитоплазмы в полусферу набивается РНК, покрытая вирусными белками, и полусфера превращается в сферу, которая попадает в просвет сети. Затем полу-готовая вирусная частица идет в аппарат Гольджи, где белки шипов присоединяют длинную цепь полисахаридов типа крахмала или целлюлозы. Готовые вирусные частицы накапливаются в более крупных пузырьках и затем выбрасываются из клетки.
После того как вирус выделен от больного, его идентифицируют с помощью особого метода так называемой гибридизации ин ситу. Суть метода в том, что к разрушенному путем растворения окружающей вирусную частицу мембраны вирусу или нагретому образцу тканей (нагревание нужно для того, чтобы освободить РНК от покрывающих ее белков, добавляют небольшой фрагмент РНК, с последовательностью нуклеотидов, комплементарной одному из участков РНК вируса. Медленно снижая температуру, добиваются, чтобы добавленный фрагмент РНК нашел комплементарную (см. Википедию) себе последовательность в РНК вируса, если она конечно имеется в образце. Если склеивание цепей произошло, то двойную цепь РНК (она встречается в организме, но обычно она небольшая по длине) это идентифицируют с помощью метки под световым или электронным микроскопом. Кстати, нечто похожее на гибридизацию, но в другом аспекте, хотя тоже основанном на вероятности совпадений применяют для определения преступников и отцовства и даже на основе полученных результатов преступников казнят. Подобная реакция используется в тестах на вирусы. (10.1016/S0140-6736(20)32079-1 и 10.1038/s41593-020-00758-5).
Далее выделенный вирус добавляют к так называемому органоиду легких (doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109218 ), который получается из стволовых клеток человеческого организма путем модулирования синтеза их генов транскрипционными факторами, то есть генами-регуляторами синтеза информационной РНК. Органоиды сейчас широко применяются для замены лабораторных животных и самого человека, особенно на первых этапах тестирования будущих лекарств. Поэтому сейчас не требуется заражения самого человека. Его на этом этапе успешно заменяют органоиды. Органоиды могут быть заменены животными, которым в геном вставляется белок АСЕ2. Я об этом уже здесь писал. Кроме ин ситу гибридизации для идентификации вируса применяют электронную томографию, которая позволяет сделать трехмерную реконструкцию самой вирусной частицы и составляющих ее белков. Трехмерная организация белков вируса дает еще более специфичную и точную диагностику, чем гибридизация.
Пару слов об иммунитете. В крови циркулируют клетки иммунитета: Т и Б лимфоциты и моноциты. Когда чужеродный белок попадает в кровь, он поглощается моноцитами и разрушается в лизосомах. Там небольшие кусочки белка связываются с белками главного комплекса гистосовместимости. После того, как фрагмент инородного белка приклеится к фактору гистосовместимости, этот фактор перемещается на плазматическую мембрану (оболочку клетки) и белковый фрагмент оказывается доступен для его "ощупывания" лимфоцитами группы Т, которые называют помощниками (Т-хэлперами). На плазмалемме (оболочке) помощников располагается белок, носящий название CD4. Если к фактору гистосовместимости приклеен фрагмент своего белка, то ничего не происходит. Если Т-хэлпер (помощник) контактирует с незнакомым антигеном, который презентирует (показывает на своей оболочке) своя клетка или макрофаг, то он передает сигнал Б-лимфоциту, чтобы тот начал мутагенез (процесс направленного создания новых генов) для создания клейких для данного фрагмента белка антител. Т-помощник секретирует (выделяет) другие особые белки, которые запускают созревание (дифференцировку) Б-лимфоцитов. Последние должны попасть в ближайший лимфатический узел, где он превращаются в особые плазматические клетки, которые начинают в большом количестве синтезировать антитела против данного фрагмента. Чтобы получить антитела, наиболее клейкие к данному антигену, лимфоцит начинает изменять свой геном и подбирает наиболее эффективную последовательность нуклеотидов гена для синтеза фрагмента антител, который ответственен за склеивание с антигеном, чтобы склеивание было наиболее сильным. И этот новый ген остается в геноме (в ДНК) лимфоцита (благоприобретенный признак - привет Ламарку и академику Лысенко).
После завершения мутагенеза (создания нового гена, т.е. новой цепи ДНК) Б-лимфоцит перемещается в лимфатический узел (хотя уже может находится там) и становится плазматической клеткой, которая синтезирует найденный вариант антител. Антитела связываются с новыми порциями инородного белка, удаляя его из плазмы. Прореагировавшие с фрагментами чужих белков Т–помощники становятся клетками памяти - они хранят информацию о фрагменте чужеродного белка дольше, чем в крови циркулируют антитела. Причина в том, что антитело удаляется иммунной системой, поскольку оно, а точнее тот клейкий их участок, который быль вновь создан Б-лимфоцитом во время мутагенеза, является чужеродным для организма. Если оставшиеся с прошлого раза клетки памяти (помощники) сохранились, то выработка антител, склеивающих чужеродные белки, начинается быстрее.
В системе иммунной защиты важная роль принадлежит клеткам убийцам. T-киллеры, отличаются наличием на клеточной оболочке белка CD8 (чтобы запомнить - близко по буквам алфавита: КВ: Киллер Восемь- и ХЧ: хэлпер-четыре). Эти убийцы двигаются к зараженным вирусом клеткам, по фрагменту вирусного белка на комплексе гистосовместимости узнают, что клетка инфицирована, приклеиваются к ней, а потом убивают. Надеюсь, что приведенная научная информация кому-то будет полезной.
Да, кстати, забыл сообщить диссидентам, что, согласно их критериям, ни вирус оспы ни бактерия чумы не выделены.
|
|
