ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

10. ВІРУСИ: ПОШИРЕННЯ ТА СТРУКТУРА

10.4. РОЛЬ ВІРУСІВ І ПЛАЗМІД В УТВОРЕННІ ПУХЛИН (ОНКОГЕНЕЗУ)

Виникнення злоякісних (ракових) пухлин може мати різні причини, але у всіх випадках до цього причетний генетичний матеріал клітини — її ДНК. В основі перетворення нормальної клітини в злоякісну (явище пухлинної трансформації) лежить та чи інша зміна ДНК. Зміну ДНК нормальної клітини можуть спричинити віруси та плазміди (кільцеві позахромосомні ДНК, які можуть передаватися з клітини в клітину). Однією з причин цього може бути те, що як плазміди, так і віруси (у вигляді профага) можуть інтегруватись у хромосомну ДНК. Розглянемо приклади онкогенезу: утворення пухлин у рослин; розвиток пухлин у тварин під дією ДНК-вірусів; розвиток пухлин у тварин під дією РНК-вірусів (ретровірусів).

Утворення пухлин у рослин. У багатьох рослин зустрічаються пухлини кореневої шийки. Ц; розростання тканин зменшують потік поживних речовин між підземними та наземними частинами рослини. Збудником пухлини є Agrobaeterium tume faciens — грвмнегативна ґрунтова бактерія. Бувають вірулентні та невірулентні штами Agrobacterium tumefaciens. Вірулентні

штами містять велику плазміду, так звану Ті-плазміду, яка здатна інтегруватися в хромосомну ДНК рослинних клітин і спричинити пухлинний ріст.

Онкогенез у тварин, спричинений ДНК-вірусами. Дослідження канцерогенезу у тварин проводять на культурах тканин. Якщо перенести клітини тварин, наприклад, з органів курей чи хом’яків, або фібробласти людини у відповідне поживне середовище, то на внутрішній стінці культуральної посудини вони починають розмножуватись. Як правило, клітини ростуть доти, поки не почнуть дотикатися одна до одної. Із-за контактного гальмування утворюється тільки одношаровий клітинний газон. Якщо ж ці нормальні клітини інфікувати пухлинним вірусом, то контактне гальмування росту знімається, клітини продовжують розмножуватися і насуватися одна на одну. Багатошаровий ріст спостерігається тільки у клітин, які були піддані пухлинній трансформації.

Віруси поліоми та SV40 («мавпячий вірус 40") належать до групи паловавірусів. Вони містять дволанцюгові кільцеві молекули ДНК. У досліді вірус можна перенести для розмноження в клітини тканинної культури. Розмножуючись у деяких клітинах (ці клітини називаються пермісивними), вірус спричиняє їх лізис, і у міру розвитку вірусу ці клітини гинуть. В інших (непермісивних) клітинах вірус поводить себе інакше. У цьому разі розмноження вірусу пригнічується, і тільки в одній з 10⁵ клітин вірусна ДНК інтегрується в клітинну ДНК. Таке включення вірусної ДНК в геном клітини-хазяїна може супроводжуватись пухлинною трансформацією. У трансформованій клітині утворюється білок (Т-антиген), який запускає реплікацію клітинної ДНК, і починається розмноження клітин. Ін’єкція такого роду трансформованих клітин тваринам призводить до швидкого утворення пухлин.

Онкогенез у тварин, спричинений РНК-вірусами. До утворення пухлин у тварин можуть бути причетними і РНК-віруси — ретровіруси. Вони належать до ікосаедричних вірусів з оболонкою і містять (+)РНК-геном (одноланцюгову РНК). Вони спричиняють саркому Рауса у курей і лейкемію у мишей. Назва «ретровіруси» зумовлена тим, що в їх розмноженні бере участь фермент зворотна транскриптаза. РНК цих вірусів не може відтворюватися (репродукуватися) простою реплікацією. Необхідним етапом є попередня транскрипція РНК у ДНК з наступною інтеграцією цієї ДНК водну з хромосом клітини-хазяїна. Інтеграція є необхідним етаном репродукції цього віруса; тільки інтегрована вірусна ДНК буде транскрибуватися. Оскільки інтеграція у клітинну ДНК входить у життєвий цикл вірусу, то частота інтеграції є дуже високою. Очевидно, вірусна ДНК може включатися в клітинну в будь-якому місці.

Розмноження вірусу не приводить до лізису клітини. Нуклеокапсид утворюється всередині клітини, потім переміщується до плазматичної мембрани і виходить назовні, уже одягнутий в оболонку з цієї мембрани. Інтегрована ДНК ретровірусу реплікується разом з геномом клітини-хазяїна і тому міститься в кожній пухлинній клітині. Пухлинний ріст клітин зумовлений експресією (синтезом) вірусного гена «еге» Цей ген кодує білок, який, очевидно, бере участь у перетворенні диференційованої клітини у клітину ембріонального типу

Віроїдн. Збудниками деяких пухлин рослин є маленькі голі, тобто позбавлені білкової оболонки, вільні молекули РНК. їх назвали віроідами. Вони являють собою замкнені в кільце одноланцюгові молекули з довжиною ланцюга приблизно 360 нуклеотидів (молекулярна маса становить 12-10⁴ дальтон).

Отже, вони в 10 разів менші за інфекційні РНК найдрібніших вірусів. Віроїди є найменшими збудниками хвороб. Вони спричиняють хвороби картоплі, цитрусових, огірків, хризантем, хмелю, кокосових пальм та інших рослин.