Рис. 13. Разные субтипы ВИЧ-1 неравномерно распределены по планете. Названия субтипов вирусов, превалирующих в разных регионах, обозначены заглавными латинскими буквами.
Рис. 28. Метод ПЦР весьма чувствительный, его проведение требует большой предосторожности. Необходимые пояснения см. на рисунке и в тексте.
Рис. 30. Когда обратная траскриптаза синтезирует ДНК на вирусной РНК ей необходимо иметь в качестве строительного материала все четыре типа кирпичиков-нуклеотидов, из которых построена ДНК. Если встречается «кирпич», сильно отличающийся по своей форме, это останавливает всю дальнейшую работу. В качестве такого «кирпича» выступают специальные нуклеозидные ингибиторы (А). Ненуклео-зидные ингибиторы действуют по другому принципу (Б). Они специфически связываются с обратной транскриптазой и денатурируют ее. В результате фермент перестает работать и синтез ДНК-копии вирусной РНК прекращается.
Рис. 36. Красная ленточка – международный символ озабоченности проблемой СПИДа и солидарности с ВИЧ-инфицированными.
Первоначально основная догма молекулярной биологии была сформулирована как
Однако детальное изучение устройства вирусов показало, что у некоторых из них геномом служит не ДНК, как обычно, а РНК. Такие необычные вирусы были названы ретровирусами (ретро – обратный). Как же реализуется генетическая информация, заложенная в РНКовом геноме? Благодаря изучению жизненного цикла ретровирусов в 1970 г. стало ясно, что основная догма требует существенного дополнения. Два американских вирусолога – Дэвид Балтимор и Ховард Мартин Темин – открыли в это время реальный механизм передачи информации от вирусной РНК к ДНК, т. е. прямо оборатное тому, что имеет место в клетках высших организмов. Такой процесс получил название обратной транскрипции, а фермент, его осуществляющий, был назван обратной транскриптазой или ревертазой. Оба первооткрывателя обратной транскриптазы получили в 1975 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся взаимодействия между опухолевыми вирусами и генетическим материалом клетки».
После этого основная догма молекулярной биологии в окончательном виде изображается сегодня следующим образом:
После небольшого ликбеза по устройству и работе генетического аппарата (генома) живых организмов вернемся снова к ВИЧ, который является типичным представителем ретровиру-сов. Но для начала расскажем вкраце весьма непростую историю его обнаружения.
История открытия
Начало обнаружению вируса, вызывающего СПИД, было положено в 1981 г., когда группа ученых Национального института рака в США, руководимых известным иммунологом и вирусологом Робертом Галло, открыла возбудителя одного из видов рака человека, называемого Т-клеточным лейкозом. Это заболевание было впервые зарегистрировано в конце 70-х гг. в странах Карибского бассейна и в Южной Японии. В тяжелой форме лейкоз протекал очень быстро: больные погибали за 3–4 месяца. Возбудителем острого Т-клеточного лейкоза у человека оказался вирус, который назвали вирусом Т-клеточной лейкемии человека (по-английски сокращенно HTLV–I). По существующей классификации он был отнесен к классу ретровирусов, т. е. вирусов, у которых генетический аппарат представлен не ДНК, а РНК. Как самостоятельная группа ретровирусы известны с 1974 г., хотя отдельные представители таких вирусов у животных были открыты еще в начале прошлого века. Всех их ученые разделили на несколько подклассов. HTLV-1 стал первым обнаруженным ретровирусом человека и был отнесен к подклассу онковирусов, т. е. вирусов, вызывающих рак (отсюда приставка онко– онкологические). Некоторые разновидности HTLV–I, особенно выделенные у зеленых мартышек и шимпанзе, имели много сходного с ним. На этом основании было предположено, что вновь открытый вирус возник первоначально в Африке, где им заразились приматы Старого Света, а потом и человек тоже, а на американский континент этот ретровирус проник благодаря работорговле.