https://www.dia-m.ru/catalog/reactive/?utm_source=biomol&utm_campaign=up-baner#reactive-order
Подписаться
Биомолекула

Разные, заразные, но не все опасные

Разные, заразные, но не все опасные

  • 232
  • 0,0
  • 0
  • 0
Добавить в избранное print
Обзор

Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Представим себе, что исполнилось заветное желание миллионов жителей нашей планеты. Исчезли все вирусы. Люди перестали болеть, слово «пандемия» исчезло из словарей, светлое будущее наконец наступило... Или нет, а может все будет наоборот? Попытаемся разобраться, выживет ли человек без вирусов, все ли вирусы опасны, и существует ли понятие «полезного вируса».

Конкурс «Био/Мол/Текст»-2021/2022

Эта работа опубликована в номинации «Школьная» конкурса «Био/Мол/Текст»-2021/2022.

некоммерческая школа-пансион «Летово»

Партнер номинации — некоммерческая школа-пансион «Летово».


BIOCAD

Генеральный партнер конкурса — международная инновационная биотехнологическая компания BIOCAD.


«Диаэм»

Генеральный партнер конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.


«Альпина нон-фикшн»

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

Теплая погода в конце мая и ощущение приближающихся летних каникул могут заставить ликовать любого школьника, и я не была исключением. По вечерам мы обсуждали планы на лето, планировали поездки на дачу и путешествие на море. Но затем все это оказалось под угрозой. Сначала моя мама заболела коронавирусом. Следом за ней, моя сестра заболела ротавирусом. А потом, когда все уже поправились, заболела я. Во время осмотра врач сообщил, что у меня мононуклеоз, вызванный вирусом Эпштейна—Барр. Вирусы, вирусы, вирусы... На улице светило солнышко, за окном слышались веселые крики ребят, а я лежала в постели и мечтала, чтобы все вирусы на свете в один миг исчезли. И в тот самый момент я задумалась, неужели все без исключения вирусы приносят лишь вред? Ведь все на свете бывает вредным или полезным. Есть съедобные и несъедобные грибы, есть полезные и опасные растения... Неужели с вирусами иначе?

После своего выздоровления в попытке ответить на этот вопрос я погрузилась в новый удивительный микромир, мир настолько малый, что даже самые сильные микроскопы порой бывают бесполезны. Оказывается, существует огромное количество различных видов вирусов, которые могут поразить клетки организмов всех существующих видов жизни на нашей планете (от простейших одноклеточных до млекопитающих). По последним оценкам существует более 100 миллионов различных видов вирусов, и это не считая тех, что поражают бактерии и другие вирусы [1]. Количество видов вирусов не просто превышает по численности количество видов всех живых организмов на нашей планете, но и генетически вирусы в некотором смысле разнообразнее. Например, клеточные организмы имеют только двунитевые ДНК-геномы линейной или кольцевой формы. А геном вируса может быть как однонитевой, так и двунитевой молекулой РНК или ДНК, линейной или кольцевой формы. Также существуют вирусы с обратной транскрипцией [2]. Все многообразие вирусов смог сгруппировать в 6 групп Дэвид Балтимор [3]. Данную классификацию чуть позже дополнил русский ученый Вадим Агол.

Разнообразие вирусов

Рисунок 1. Разнообразие вирусов

Что же происходит с нашим организмом, когда вирусы попадают в нас? Вирус это не живой организм, а только белковая оболочка (капсид) с геномом внутри, который никому не мешает, пока не встретит необходимую клетку. Встретив ее, вирус прикрепляется к клетке с помощью рецепторов и проникает внутрь. Далее генетический материал вируса высвобождается из оболочки и попадает в ядро клетки. С этого момента она перепрограммируется и начинает копировать вирусный геном, создавая большое количество вирусных белков для сборки новых вирусных частиц. Затем вирусный геном и вирусные белки собираются в новые вирусы. Новые вирусы покидают клетку, а клетка чаще всего погибает [4], [5].

Схема жизненного цикла вируса

Рисунок 2. Схема жизненного цикла вируса

Получается вирусы — наши враги, они захватывают и разрушают наши клетки и клетки всех живых организмов. Может ли это значить, что мир стал бы лучше, исчезни из него все вирусы? Ответ на этот вопрос я нашла в одной из научно-популярных статей [6]. По мнению авторов, человечество не продержалось бы и пары дней без вирусов. Ведь они, например, контролируют численность бактерий в мировом океане. Быстрый рост числа бактерий может привести к гибели всего живого. Кроме того, вирусы сыграли важную роль в эволюции живых организмов. Если уничтожить все вирусы, то огромное биологическое разнообразие, украшающее нашу планету, рухнет. Ведь большое генетическое разнообразие вирусов позволяет создавать новые гены и усложнять виды [7]. По мнению профессора Агола, «вирусы — ключевые созидатели живой природы и двигатели ее эволюции» [2].

Это удивительно, но большинство вирусов безвредно для человека и лишь малая часть может создать угрозу для жизни. Более того, многие вирусы просто необходимы человеку. Например, эндогенные ретровирусы присутствуют в нас с самого рождения и, как утверждают ученые [8], имеют непосредственное отношение к появлению у млекопитающих плаценты, которая в свою очередь необходима для обмена веществ между плодом и матерью. Другие поразительные примеры пользы вирусов показывают нам, что есть вирусы-защитники, способные защитить нас от других более опасных существ. Так, например, вирус гепатита G существенным образом замедляет распространение вируса иммунодефицита человека. Аналогичным образом, гамма-герпесвирусы, в основном находящиеся в состоянии покоя у людей, способствуют устойчивости к определенным штаммам бактерий, включая листерию и чумную палочку [6]. А есть и вирусы-помощники, которые широко используются в медицине для уничтожения устойчивых к антибиотикам видов бактерий — бактериофаги. Многие ученые называют использование бактериофагов медициной будущего [9]. Кроме того, в медицине широкое распространение получает «вирусная терапия рака». Оказывается, некоторые виды вирусов могут существенно влиять на раковые опухоли, замедляя и останавливая их рост [10].

Также вирусы играют огромную роль в контроле численности различных видов живых существ [11]. Если число представителей какого-либо вида начинает быстро расти, неизбежно возникают вспышки вирусных инфекций внутри популяции, что заставляет численность снижаться, высвобождая ресурсы для остальных видов. Таким образом, жизнь всех организмов, будь то растения, животные, грибы или бактерии, находится в постоянной гармонии [12].

Опасные и полезные вирусы

Рисунок 3. Опасные и полезные вирусы

Поразительно, но, несмотря на то, что вирусы вызывают у нас болезни, люди не смогут существовать без вирусов, и наше дальнейшее выживание зависит от них. Теперь я вижу, как важны вирусы для жизни живых существ на нашей планете. Я ошибалась, когда думала, что мир станет лучше без них. Человек должен изучать вирусы, чтобы подружиться с ними и использовать их во благо всего живого. Конечно, вирус — это паразит, но иногда этот паразитизм больше похож на симбиоз, взаимную зависимость, которая приносит пользу всем. Тем не менее люди должны быть готовы к встрече с малой частью опасных вирусов. А для этого всем нам нужно заботиться о своем здоровье и всеми способами укреплять иммунную систему.

Литература

  1. Racaniello V. (2013). How many viruses on Earth? Virology Blog;
  2. Агол В.И. (2015). Природа патогенности вирусов. «Природа». 5;
  3. Периодическая система вирусов, или Классификация вирусов по Балтимору 50 лет спустя;
  4. Введение в вирусы. Khan Academy;
  5. Шунаева А. (2013). Вирусы. «Квантик». 10;
  6. Нюэр Р. (2020). Полезные пожиратели. Что будет с нами, если все вирусы исчезнут? BBC News;
  7. Ржешевский А. (2015). Золотой век вирусов. «Популярная механика». 9;
  8. Многоликая и уникальная: плацента в лабиринте эволюции;
  9. Враг моего врага — мой друг. Как бактерии и вирусы помогают создавать антитела для лечения человека;
  10. Вирусы против рака;
  11. Потехин А.П. (2020). Мирный вирус. Санкт-Петербургский государственный университет;
  12. Агол В.И. (2009). Вирусы: корневая система древа жизни? «Природа». 9.

Комментарии