Читать онлайн «Путешествие в страну микробов». Страница 42

Сравнительное изучение было проведено и другими учеными, которые получили сходные результаты. Таким образом, исследования показали, что мутация у вирусов вызывала специфические изменения в структуре их нуклеиновых кислот и белков. Если считать вирусы неким подобием модели генов, можно предположить, что и в генах клеток, подверженных мутациям, происходят сходные химические изменения нуклеиновых кислот и белков. А это влечет за собой наследственные изменения некоторых свойств клетки.

Доказательства того, что РНК вирусов является генетическим материалом, предоставил нам все тот же ВТМ. Прежде всего ученым удалось изменить частицы ВТМ, устранив из их состава белковый компонент. В таком состоянии вирусы напоминали кусочки изолированного провода, с которого местами снят слой изоляции. Осталась нетронутой лишь РНК, однако инфекционные (вирулентные) свойства вируса сохранились. Затем ученые удаляли из ВТМ весь белок и снова испытывали вирулентные свойства частиц. Они все еще сохранялись, но стали приблизительно в 1000 раз слабее, чем неразрушенные частицы ВТМ.

Потом внимание ученых привлекли интересные опыты X. Френкель-Конрата. Очень тонкими химическими методами ему удалось отделить друг от друга РНК и белок ВТМ. Он доказал, что вирулентна лишь РНК. Затем он попытался снова связать разъединенные компоненты — белок и РНК. Ему удалась и эта операция. Воссоединение РНК с белком вернуло вирусу его прежнюю высокую инфекционность. Френкель-Конрат назвал это воссоединение компонентов вируса реконструкцией (фото 53).

На этом опыты не закончились. Впереди был наиболее сложный этап. В двух различных мутантах ВТМ (назовем их А и Б) Френкель-Конрат осторожно отделил РНК от белковой «оболочки». Потом, взяв белок из вируса А, он смешал его в пробирке с РНК, взятой из вируса Б. При этом были созданы как бы некие «перекрестные» вирусы: белковый цилиндр был от вируса А, а РНК — от вируса Б. Реконструкция, таким образом, удалась и в этом случае. Но каков был ее результат? Новый вирус обладал свойствами лишь того из прежних вирусов-мутантов, от которого была взята РНК, то есть свойствами вируса Б. О том, что это значит, говорит сам ученый:

«Этот опыт очень ярко иллюстрирует положение, согласно которому именно нуклеиновая кислота (РНК), а не белок является генетически активным материалом, важнейшим компонентом вируса, определяющим его характер и характер вызываемой им болезни».

Но можно ли на основании одних опытов с ВТМ делать столь обобщающие выводы? Рискованно. Правда, в настоящее время инфекционную РНК удалось выделить и из других РНК-содержащих вирусов: вируса полиомиелита и вируса энцефалита лошадей.

Мы говорили о мутантах ВТМ, созданных природой. Сегодня нам известны уже и его лабораторные мутанты. Первые из них увидели свет в лаборатории Г. Шрамма.

Шрамм в своих опытах исходил из возможности замены аминогруппы (—NH2) в молекуле цитозина гидроксильной группой (—ОН) при помощи азотной кислоты. При таком замещении цитозин преобразуется в урацил. Мы знаем, что и тот и другой содержатся в молекулах РНК.

Шрамм ставил себе целью действием азотной кислоты изменить расположение нуклеотидов в РНК и тем самым повлиять на ее свойства. Это оказалось нелегкой задачей. Сначала нужно было выделить РНК из вирусов, а потом воздействовать на нее азотной кислотой и уже измененную РНК снова «одеть» белковой «оболочкой». Однако все это Шрамму удалось, и в результате опытов были получены мутанты ВТМ, отличавшиеся особой формой действия на растения табака. Известно уже свыше 10 таких искусственно созданных мутантов ВТМ, и их свойства сейчас тщательно изучаются. Некоторые из них отличаются даже составом аминокислот, представленных в белковых субъединицах. Читатель знает, что изменение порядка расположения нуклеотидов в РНК вызывает и изменения в наборе аминокислот в белках, поскольку нуклеотиды являются как бы «генетическим алфавитом» при синтезе белков.

Мы видели, сколько биологических тайн, сколько важных вопросов генетики помог нам разрешить мир микроорганизмов. Многое удалось нам понять и объяснить. Но многое еще и не решено. Чего можно ожидать от дальнейших исследований? Попросим ответить на этот вопрос одного из участников исследований, уже немало сделавшего на этом поприще, Френкель-Конрата. Он пишет:

«Мы делаем пока только первые, робкие шаги. Начинаем разгадывать код, раскрывающий нам тайну соотношений структуры белков и нуклеиновых кислот. Постепенно нам все яснее становится путь переноса генетической информации. Многие ученые, работающие в области химии, освещают нам понемногу и механизм действия ферментов в клетке. И когда изучение генетической информации и исследования функций ферментов сольются в едином усилии, тогда, быть может, наши дети — а возможно, лишь наши внуки — начнут понимать ту высокоорганизованную взаимную игру ферментов и генетического материала, игру энергии и процессов воспроизводства, которую мы называем жизнью».

Человеку с самого начала его существования угрожали серьезные враги. Являлись они неожиданно, коварно, не бряцая оружием. Бороться с ними было нечем. С какой стороны ждать нападения — неизвестно. Нападали без предупреждения, разили невидимо и без промаха, часто сеяли смерть.

Как защитить себя от врагов, которых не знаешь? Как бороться с болезнями, которые непонятным образом передаются от одного человека другому?

Какой страх должны были вселять они в прошлом! И чем большей тайной они были овеяны, тем страшнее казались. Индийцы верили, что болезни возникают по злой воле демонов. Вызывающего лихорадку демона они представляли маленьким, подобным комару, существом. Сколь близким к истине было их наивное представление, мы поняли лишь сравнительно недавно, узнав, что переносчик малярии — комар.

Гиппократ, которого называют отцом медицины, считал, что болезни связаны с повреждением «соков» в человеческом теле. Когда в 429 году до н. э. в Афинах вспыхнула чума и улицы были полны гниющих трупов, он высказал мысль — вполне справедливую, — что с трупа болезнь переходит на здоровых людей. Роль переносчика он приписывал воздуху: «Все массовые болезни переносятся воздухом. Воздух дает нам жизнь, но он же приносит и болезни». Сохранились письменные свидетельства из более ранних времен о том, что люди уже тогда предполагали о перенесении болезней с больных на здоровых. У палестинцев было точное предписание, имевшее целью предотвратить распространение проказы. Подозреваемых больных должен был осмотреть священнослужитель. Если он обнаруживал на коже симптомы начинающегося заболевания, то изолировал больного на 7 дней, после чего вновь его осматривал. При наличии признаков болезни изоляция продлевалась еще на 7 дней, а если пятно распространялось и дальше, больного объявляли прокаженным. Его ожидала полная изоляция от остальных людей. Прокаженного обязывали предостерегать случайных встречных, чтобы они не приближались к нему: «… а прокаженный, с такой язвой, должен разорвать свою одежду, распустить волосы и, бороду свою прикрыв, возглашать: «Нечистый, нечистый!» И пока будет на нем рана его — будет он нечистым, и жить будет одиноко, и жилье его будет далеко за селением…»

Эти меры, предпринимавшиеся уже более трех тысячелетий назад, мы лучше поймем и оценим теперь, в век микробиологии, поскольку знаем, что проказа — заразная болезнь, а ее возбудитель — микроорганизм.

Высказывания о заразной природе некоторых болезней встречаются также в сочинениях римских историков и поэтов. Так, Овидий писал: «Мертвецы гниют на земле, распространяя вокруг себя смрад и заразу».

В Средние века мысль о заразности отдельных болезней распространилась еще шире. На собственном опыте люди стали понимать, что заразны не только проказа и чума, но и болезни, вызывающие сыпь и пятна на теле. Богатый торговый город Венеция, посещаемый огромным количеством людей, выделил прилежащий остров для размещения лиц, прибывающих из стран, в которых распространена чума. Гостей, которые могли непосредственным контактом заразить венецианцев, держали на этом острове 40 дней. От итальянского слова «каранта» (сорок) и произошел термин «карантин», который означает санитарное мероприятие для предупреждения распространения заразных болезней, заключающееся в изоляции на известный срок больных и лиц, соприкасавшихся с ними.