Virusens natur och ursprung. Virusens ursprung och natur Mänskliga virussjukdomar

Naturligtvis kan moderna former av virus inte jämföras med primära livsformer. De måste skilja sig från de senare som ett resultat av den historiska utveckling de har genomgått, men behålla de allmänna typiska dragen för icke-cellulär organisation.

Med upptäckten av virus 1892 av D.I. Ivanovsky fylldes en lucka i historien om utvecklingen av organismer. Engels ståndpunkt om en lång period av historisk utveckling av icke-cellulära varelser konkretiserades i virusvärlden.

Virusens natur. Virus intar en särställning jämfört med andra grupper av mikroorganismer. De befinner sig liksom på gränsen mellan levande och livlös natur. Deras natur har varit föremål för många studier och diskussioner genom virologins historia. Vad är de - varelser eller ämnen, en varelse med egenskaperna hos ett ämne eller vice versa? Att dessa frågor ställs visar att deras egenskaper är dubbla. Faktum är att i den yttre miljön är virus, inklusive fager, helt inerta formationer som inte visar tecken på liv - andning, matning, reproduktion. Många av dem kan förvandlas till kristaller. I kristallint eller torkat tillstånd kan de bevaras i många år. De beter sig som kemiska föreningar. Men så fort de kommer in i känsliga celler börjar alla livstecken dyka upp i dem - reproduktion, ärftlighet, föränderlighet, anpassningsförmåga, evolution.

Den framstående amerikanske virologen W. M. Stanley anser att dubbelheten i deras natur är ett karakteristiskt drag hos virus. I sitt fria tillstånd är ett virus helt enkelt en gigantisk molekyl med alla egenskaper som finns i alla stora molekyler. I en levande cell manifesterar den sig som en organism, reproducerar och muterar. Således är TMV antingen den minsta organismen eller den största molekylen.

Vissa forskare, baserat på förmågan hos virus att kristallisera och enzymer till autokatalys, d.v.s. katalys under påverkan av produkter som frigörs som ett resultat av själva reaktionen, klassificerar virus som enzymer. Men den kemiska sammansättningen av virus och enzymer avvisar dess enzymatiska natur. Enzymer är proteinämnen och virus innehåller förutom proteiner även nukleinsyror som styr proteinsyntesen. Fenomenet kristallisation beror på massan och strukturen hos de partiklar som bildar kristallgittret. Massan av bakterier, rickettsia och stora virus är för stor för att de ska kunna bli strukturella enheter av kristaller. Små virus som är små i storlek kan kristallisera på grund av verkan av intermolekylära vidhäftningskrafter och partiklarnas fysikalisk-kemiska struktur.

Debatten om virusens natur är inte bara av teoretiskt intresse, utan också av stor praktisk betydelse. Det är uppenbart att åtgärder för att bekämpa virussjukdomar hos människor, djur och växter kommer att vara helt olika beroende på om de orsakas av levande organismer, eller om de uppstår som ett resultat av att de kommer in i kroppen eller bildandet av vissa ämnen i den. . Alla åtgärder för att bekämpa virusinfektioner är baserade på erkännandet av virusens levande natur. Och praktiken har bevisat effektiviteten av dessa åtgärder.

Man tror att virus (från lat. virus- gift) - något otäckt som inte medför något annat än problem. Men detta är ett allvarligt misstag. Virus är nyckelskaparna av levande natur och motorerna i dess utveckling.

Ett av huvudargumenten mot hypotesen att virus "rymde" från celler är det faktum att virala genetiska system är mycket mer olika än cellulära. Som bekant har cellulära organismer endast dubbelsträngade - linjära eller cirkulära - DNA-genom. Och virusets genom kan representeras av både enkel- och dubbelsträngade RNA- eller DNA-molekyler, linjära eller cirkulära. Det finns också system som använder omvänd transkription. Sålunda, i retrovirus (till exempel vissa onkovirus, HIV) och pararetrovirus (hepatit B-virus, blomkålsmosaik, etc.), syntetiseras en av de genomiska DNA-kedjorna på en RNA-mall. Virus, till skillnad från cellulära organismer, implementerar alla teoretiskt möjliga sätt att lagra och uttrycka genetisk information.

Det andra viktiga argumentet mot att betrakta virus som härrörande från celler är att det finns många virala gener som inte finns i cellulära organismer. Cellulära organismer utvecklades inte bara från virus, utan ärvde (och fortsätter att ärva) en betydande del av sitt genetiska material från dem. Av särskilt intresse i detta avseende är endogena virus (delar av genomet av RNA- eller DNA-virus integrerade i genomet av en cell), bland vilka gener som härrör från retrovirus dominerar. Man tror att däggdjur har ärvt mer än hälften av sitt genom från virus och deras närmaste släktingar - "egoistiska" genetiska element, till exempel plasmider och transposoner. Således är virus medföräldrar till människor. Ofta förändras gensekvenserna för endogena virus, som finns i stort antal i det mänskliga genomet, och kodar inte längre för proteiner. Det finns goda skäl att tro att sådana sekvenser är involverade i regleringen av cellulära gener, även om deras specifika biologiska funktioner ofta är okända. Men vi vet något viktigt: till exempel är proteinet syncytin, som kodas av höljesgenen från ett endogent retrovirus, nödvändigt för cellfusion under bildandet av moderkakan. Det betyder att varken människor eller placentadjur skulle kunna födas utan detta endogena virus. Det finns ett annat viktigt exempel. Det visade sig att en komponent av genomet hos ett av de endogena virusen styr uttrycket av prolinedehydrogenas i vissa regioner av det centrala nervsystemet. Detta enzym kan ha spelat en viktig roll i utvecklingen av den mänskliga hjärnan. Om uttrycket av detta enzym störs som ett resultat av mutationer uppstår psykiska sjukdomar, inklusive schizofreni. Virus och deras släktingar spelar också en viktig roll i den horisontella överföringen av cellulära gener - från en organism till en annan.

Men trots sin nyckelroll i evolutionen är virus mest kända som patogener hos människor, djur och växter (förresten, det är därför de först upptäcktes). Och då kommer vi att prata om naturen av viral patogenicitet. Virus (särskilt eukaryota virus) har ingen speciell "lust" att skada värden, än mindre döda honom. Och i många fall samexisterar virus ganska fredligt och vänligt med celler. Varför är så många virus så skadliga? Den vanliga förklaringen är att patologin hos en infekterad cell orsakas av "plundring" av dess resurser (materiella och strukturella), som viruset riktar till sina egna behov av reproduktion. Den största skadan kan dock uppstå från värdars skadliga skyddsåtgärder och virusens skyddande aktivitet, vilket inte är direkt relaterat till deras reproduktion.

Mekanismer för skydd och motförsvar

Vilka är de viktigaste försvarsmekanismerna för en infekterad cell? Dessa är komponenter av medfödd immunitet: nedbrytning av RNA (viral såväl som cellulär), hämning av proteinsyntes (både viral och cellulär), självdestruktion (apoptos och andra typer av programmerad död) och slutligen inflammation. Faktum är att många virus upptäckte sin existens på detta sätt - på grund av den inflammation de orsakar (encefalit, lunginflammation, etc.). Cellen bekämpar viruset genom att störa sin egen ämnesomsättning och/eller struktur, och dess försvarsmekanismer är vanligtvis självskadliga. Man kan säga att en person som dör av polio (och mindre än 1% gör det) tog livet av sig när han bekämpade infektionen.

Som svar på cellulärt försvar utvecklas virus för att utveckla försvar, och det pågår en kapprustning mellan viruset och cellen. Dessa läkemedel är främst riktade mot de allmänna metaboliska processer som ligger till grund för cellens försvarsreaktioner. Detta är återigen hämning av syntesen av cellulärt RNA och proteiner, störning av intracellulär infrastruktur och celltransport, undertryckande eller omvänt lanseringen av apoptos och andra mekanismer som orsakar programmerad celldöd. Således liknar ett viruss försvarsstrategi på många sätt försvarsbeteendet hos en cell. Bildligt talat använder brottare samma tekniker och slår samma mål. Till exempel använder en cell, som undertrycker syntesen av virala proteiner, interferon, och för att hämma dess bildning hämmar viruset i sin tur proteinsyntesen i cellen. Beroende på omständigheterna gynnar den ena eller andra sidan. Det visar sig att huvudbidraget till patologi inte är reproduktionen av viruset som sådant, utan konfrontationen mellan cellulärt försvar och viralt försvar. Inom växtpatologi har begreppet "tolerans" funnits länge: ett patogent virus kan aktivt föröka sig i en infekterad växt utan att orsaka smärtsamma symtom.

Nedan kommer vi främst att prata om RNA-virus (detta är ett enklare exempel). Hur avslöjar ett RNA-virus sin närvaro när det väl kommer in i en cell? Och hur vet en cell att ett virus har kommit in i den? Den huvudsakliga egenskapen på grund av vilken cellen "förstår" detta är viralt dubbelsträngat RNA, som i princip kan bildas i en oinfekterad cell, men inte i sådana mängder och platser. I vissa fall känner cellen också igen viralt enkelsträngat RNA och ibland (mycket mindre ofta) virala proteiner. Det är viktigt att igenkänning av viralt RNA är ospecifikt: efter att ha "känt av" dubbelsträngat RNA kan cellen "tro" att ett virus har kommit in i det, men den vet inte vilket. RNA fångas upp av två typer av sensorer: tullliknande (från engelska. tullliknande och från honom. vägtull- anmärkningsvärda) receptorer och specialiserade RNA-helikaser. De involverar ett antal skyddande mekanismer på transkriptionsnivå, inklusive bildandet av interferon. Dessutom känns virala RNA igen av "exekutorerna" - det dubbelsträngade RNA-beroende proteinkinaset PKR, som fosforylerar vissa translationsinitierande faktorer och därigenom hämmar proteinsyntesen; oligoadenylatsyntetas (OAS), som aktiverar RNas L, som klyver RNA; RNA-interferenssystem, vilket leder till RNA-nedbrytning och störning av dess translation.

Eftersom viruset känns igen som något ospecifikt kan cellen inte känna till sina "avsikter". Och i allmänhet skulle det vara omöjligt att komma på ett individuellt medfödd försvarssystem för eventuella virus. Detta innebär att cellen kan bekämpa viruset endast med standardtekniker. Och därför är dess defensiva åtgärder ofta oproportionerliga mot det befintliga hotet. Men om cellens försvarsreaktioner är så ospecifika, varför orsakar olika virus fortfarande olika sjukdomar? För det första kan varje virus bara infektera en viss typ av cell i en specifik organism. Detta beror på att den för att kunna penetrera cellen måste interagera med cellulära receptorer som är "lämpliga" för den. Dessutom, för reproduktion av virus, krävs en viss intracellulär miljö (specifika cellulära proteiner behövs ofta). För det andra, medan cellens försvarsreaktioner är standard, är virusets försvar till stor del individuella, även om de är riktade mot standardcellulära mekanismer.

I växter spelar RNA-interferens en mycket viktig roll som en antiviral mekanism. Dubbelsträngat RNA bildas från viralt RNA (en viktig faktor genom vilken cellen lär sig om närvaron av ett virus). Med deltagande av komponenter i RNA-interferenssystemet - enzymet Dicer, som skär detta dubbelsträngade RNA i fragment av 21-25 nukleotidpar i längd, och sedan RNA-proteinkomplexet RISC - blir så småningom enkelsträngade korta RNA-fragment bildas. Hybridisering med viralt RNA orsakar antingen dess nedbrytning eller hämning av dess translation. Denna skyddsmekanism är effektiv, men kan skada själva cellen, vilket tydligt kan ses i exemplet med viroider. Dessa är växtpatogener, korta (flera hundra nukleotider) cirkulära enkelsträngade RNA-molekyler som inte är täckta med ett proteinskal. Viroider kodar inte för proteiner men kan orsaka allvarliga symtom hos en infekterad växt. Detta händer eftersom cellen skyddar sig själv. Det resulterande viroida dubbelsträngade RNA:t exponeras för alla komponenter i RNA-interferenssystemet, vilket resulterar i bildandet av enkelsträngade RNA-fragment som hybridiserar inte med viralt RNA, utan med cellulärt RNA. Detta leder till dess nedbrytning och utveckling av sjukdomssymptom. Men många växtvirus kodar för en mängd olika proteiner som stör RNA-interferens ( virala suppressorer av RNA-tystnad - VSR). De hämmar antingen igenkännandet och klyvningen av virala RNA eller undertrycker bildandet och funktionen av RISC-komplexet. Därför kan dessa VSR-proteiner störa fysiologiskt viktiga (icke-virala) RNA-interferensmekanismer, vilket orsakar patologiska symtom.

Säkerhetsproteiner

Försvaret av virus, i synnerhet picornavirus, små RNA-innehållande patogener, beror till stor del på hur sådana proteiner fungerar. Denna stora grupp omfattar i synnerhet patogenerna för poliomyelit, hepatit A, mul- och klövsjuka etc. Det speciella med dessa virus är att deras proteiner, med sällsynta undantag, syntetiseras i form av ett enda polyprotein, från vilka individuella mogna proteiner som sedan bildas. Bland dem kan tre grupper urskiljas. Den första består av nyckelproteiner - vitala, med fasta funktioner, som direkt säkerställer reproduktionen av viruset: RNA-beroende RNA-polymeraser, nödvändiga för replikeringen av det virala genomet; kapsidproteiner som bildar virusets proteinskal; proteaser involverade i processen att omvandla polyproteiner till mogna proteiner; VPg protein ( viralt proteingenom kopplat- ett viralt protein kopplat till genomet) som fungerar som en primer för syntesen av RNA-molekyler; Helicase är ett mycket värdefullt enzym som alla picornavirus har, men spelar en roll som inte är särskilt tydlig. Den andra gruppen inkluderar också vitala proteiner, men de som utför "hjälp" arbete - hydrofoba "guide" proteiner 2B och 3A. De leder nyckelproteiner till sina destinationer och hjälper till att skapa en optimal intracellulär miljö för virusreproduktion. Den tredje gruppen inkluderar ledarproteinet L, upptäckt i vårt laboratorium för 30 år sedan, och protein 2A; vi kallade dem "säkerhetsproteiner" säkerhet- säkerhet). Detta är ett specialiserat anti-defensivt "vapen" av picornavirus. I allmänhet kan alla dessa tre klasser av proteiner bekämpa cellens försvarsmekanismer. Men nyckelproteiner och guideproteiner gör det här jobbet deltid eftersom de har andra viktiga ansvarsområden som deras struktur och funktion måste rymma. Följaktligen begränsas deras defensiva förmåga av behovet av att utföra grundläggande arbete. Men "säkerhets"-ekorrar arbetar heltid med sin specialitet - evolutionen "anställde" dem specifikt för "säkerhet" (senare "lärde sig" några av dem att göra något annat). De kan ha vilken struktur som helst för att utföra sina uppgifter.

En av de viktigaste funktionerna hos säkerhetsproteiner är att de deltar i att bestämma ödet för en infekterad cell. Det finns många olika alternativ för dess död, men de två huvudsakliga, mest välkända mekanismerna är nekros och apoptos, som skiljer sig åt i morfologiska och biokemiska egenskaper. Under nekros lyseras cellen och dess innehåll hälls ut i det intercellulära utrymmet. Under apoptos bildas tydligt synliga utsprång på dess yta, dess DNA bryts ned till nukleosomala fragment och slutligen fragmenteras cellen till individuella apoptotiska kroppar begränsade till plasmamembranet. Det är väldigt viktigt hur exakt cellen dör. Med nekros utvecklas skyddsinflammation, men viruset lämnar cellen och sprider sig. Med apoptos är spridningen av viruset begränsad och det sker vanligtvis ingen inflammatorisk reaktion. Döden av en infekterad cell är som regel en handling av självuppoffring som begränsar virusets reproduktion.

Vi fann att infektion med picornavirus, i synnerhet poliovirus (poliovirus), utlöser ett cellapoptotiskt program. Detta sker längs en av de klassiska vägarna, när cytokrom frisätts från mitokondrier c och en kaskad av proteolytiska enzymer, kaspaser, aktiveras. Men å andra sidan visade det sig att virus har en anti-apoptotisk mekanism - förmågan att undertrycka cellens apoptotiska reaktion. Således dör HeLa-celler infekterade med poliovirus eller encefalomyokarditvirus (även picornavirus) med tecken på nekros. Men om du stänger av det anti-apoptotiska "vapnet" (undertrycker syntesen av virala proteiner), dör cellen av apoptos (självuppoffring). I båda virusen fungerar "säkerhetsproteiner" som sådana vapen. Men i encefalomyokarditviruset spelas denna roll av L-proteinet, och i polioviruset är det 2A-proteinet. Ledarproteinet har ingen enzymatisk aktivitet, medan 2A-proteinet är ett proteas. De har inget gemensamt varken strukturellt eller biokemiskt, men de har båda antiapoptotiska effekter baserade på olika molekylära mekanismer.

En annan anti-skyddande mekanism för picornavirus säkerhetsproteiner är störning av nukleär-cytoplasmatisk transport [10-12]. Vi har visat att när de infekteras med dessa virus ökar permeabiliteten hos kärnmembranet och det aktiva utbytet av makromolekyler mellan cytoplasman och kärnan störs. Och om cellstrukturen är skadad kan den inte slå på sina regleringsmekanismer för att bekämpa viruset. I poliovirus stör säkerhetsprotein 2A nukleär-cytoplasmatisk transport genom att hydrolysera nukleoporiner, komponenter i kärnporer. Och ledarproteinet för encefalomyokarditviruset fungerar - det påverkar den cellulära kaskaden av fosforylering av nukleoporiner [,].

Den antiskyddande funktionen hos "säkerhetsproteiner" kan visa sig på andra sätt. Sålunda hämmar L-proteiner från kardiovirus (inklusive encefalomyocarditisvirus) och 2A-proteiner från enterovirus (inklusive poliovirus) bildandet av interferon. Och dess verkan hämmas av L-proteinet från mul- och klövsjukeviruset och 2A-proteinet från polioviruset. Däremot är "säkerhets"-proteinerna hos picornavirus inte avgörande. Båda vårdnadshavarna kan tas bort eller stora deletioner kan orsakas i dem (som i fallet med L-proteinet från kardiovirus, 2A-proteiner från hepatit A-virus och kardiovirus) utan att viruset görs livskraftigt.

Ömsesidig nedrustning

Vilka blir konsekvenserna av inaktivering av virala "säkerhets"-proteiner för cellen? Å ena sidan kommer virusens känslighet för skyddsmekanismerna för medfödd cellulär immunitet att öka. Men å andra sidan kommer hans självskadande, suicidala aktivitet också att öka. Vad händer om man samtidigt stänger av cellens och virusets försvarsmekanismer? Vi studerade denna situation med hjälp av exemplet på interaktion mellan mengovirus (en stam av encefalomyocarditisvirus) och HeLa-celler. Infekterade med ett vildtypsvirus dör de snabbt av nekros. Och om viruset delvis avväpnas (ledarproteinet inaktiveras), lever HeLa-cellerna lite längre och dör inte av nekros, utan av apoptos. När det ömsesidiga försvaret minskar (apoptos stängs av i cellen av en kemisk förening som hämmar kaspaser, och virusets ledarprotein inaktiveras), även efter en dubbelt så lång tidsperiod, mår cellerna betydligt bättre än de som inte var det. avväpnas. Och reproduktionen av viruset (både dynamik och skörd) fortsatte på exakt samma sätt, oavsett om bara dess försvar var avstängt eller om cellförsvaret också togs bort samtidigt. Det visar sig att i celler som ännu inte har allvarliga patologiska skador (den så kallade cytopatiska effekten) kan många viruspartiklar redan bildas. Således är cellskada inte nödvändig för att viruset ska föröka sig. Därför kan en effektiv strategi för antiviral terapi som syftar till att lindra symtomen på sjukdomen vara samtidigt undertryckande av både viralt och cellulärt försvar.

Programmerad död

Denna serie av våra experiment gav också en möjlighet att tränga djupare in i naturen av nekrotisk död orsakad av viruset. Vad är det - dödandet av en cell av ett virus eller dess självmord (självuppoffring), när den bestämmer sig för att det för det allmännas bästa är mer ändamålsenligt att dö? Följande är föremål för nekrotiska lesioner:

• plasmamembran (dess permeabilitet ökar, det bildas blåsor),
• cytoplasma (mikrotubuli och mikrofilament förändras),
• kärna (krymper, deformeras, kromatin kondenserar),
• metabolisk aktivitet (NADH-beroende reduktionsreaktioner, viabilitetsförändring).

När apoptos stängs av (tillsats av en kemisk kaspasinhibitor) beror olika nekrotiska förändringar på om det virala ledarproteinet fungerar eller inte. Till exempel, om den är inaktiverad, förändras inte cellens membranpermeabilitet, "blåsor" associerade med en obalans i osmotisk balans uppträder inte och ett antal andra nekrotiska lesioner uppstår inte. En möjlig förklaring till denna effekt är att L-protein verkar på flera mål i olika cellulära avdelningar. Men eftersom proteinet är litet och inte har någon enzymatisk aktivitet, är det mer troligt att dess direkta mål är mycket mindre. Vi antar att ledarproteinet verkar på ett eller flera cellulära nyckelelement som styr cellens öde, och som ett resultat lanseras dess nekrotiska program, vilket är ansvarigt för de flesta av de listade patologiska förändringarna. Följaktligen är det inte viruset som dödar cellen nekrotiskt, utan cellen själv begår självmord (utför en handling av självuppoffring). Denna synvinkel stämmer överens med nya idéer, enligt vilka det, förutom apoptos, finns ett antal andra fysiologiskt viktiga typer av programmerad (kodad i det cellulära genomet) celldöd, inklusive nekroptos, som liknar nekros.

Således kan självuppoffring av celler under virusinfektion visa sig som nekroptos eller apoptos. Nekroptos kan vara en skyddande reaktion hos en cell på en virusinfektion, och inte bara i fallet med picornavirus. Vilken mekanism som är mer fördelaktig för viruset beror på förhållandena. Vi ser att dess anti-skyddande effekt kan visa sig i form av "omdirigering" av mekanismer som kodas i cellgenomet. Detta är en viktig (men inte den enda) försvarsmetoden och en av huvudmekanismerna för patogenicitet hos virus. Virusinducerade apoptos- och nekrosprogram konkurrerar med varandra. Vi har visat att när HeLa-celler infekteras med poliovirus, aktiveras apoptos först, och sedan undertrycks det och den nekrotiska vägen startas. Således aktiverar infektion av en cell med ett virus ett antal skyddande åtgärder i den, bland vilka det finns två självmordsmekanismer för programmerad död - apoptotisk och nekrotisk. Och sedan uppstår konkurrens mellan dessa vägar: undertryckande av en av dem aktiverar den andra, och vice versa. Och allt detta regleras av cellulära proteiner, virala proteiner (främst "säkerhets" proteiner), såväl som externa faktorer.

Kapprustning

Eftersom celler har försvarsmekanismer, och virus har försvarsmekanismer, finns det naturligtvis en kapprustning mellan dem. Den icke-konservativa naturen hos säkerhetsproteiner tyder på att de är anpassade för att motverka försvarsmekanismerna hos en viss värd. Och därför kan dess förändring åtföljas av en förlust av "säkerhets"-proteinfunktionen och, som en konsekvens, en ökning av värdens defensiva reaktioner. Detta kan förklara den speciella patogeniciteten hos det "nya" ( nyuppkomna- nya) virus. Influensaviruset är alltså ett lågpatogent, nästan ofarligt tarmvirus hos vilda fåglar. När det infekterar en person kan spanska sjukan, fågelinfluensan eller svininfluensan uppstå. SARS-viruset är relativt säkert för fladdermöss, men hos människor orsakar det allvarligt akut respiratoriskt syndrom, åtföljt av hög dödlighet. Slutligen är HIV (mer exakt, dess förfader) praktiskt taget ofarligt för apor, men hos människor orsakar det aids. Det är mycket viktigt att dessa virus inte utvecklar nya patogenicitetsfaktorer när de flyttar till en ny värd (helt enkelt, som ett resultat av flera mutationer som säkerställer penetration in i cellen, förvärvar de förmågan att infektera människor). En annan möjlig mekanism för obalansen mellan viruset och värden och uppkomsten av nya patogener kan vara en förändring av virala försvarsvapen, till exempel förlusten av ett gammalt eller förvärvet av ett nytt "säkerhets"-protein.

Långsiktig samutveckling av värden och viruset bör dock leda till en minskning av patogeniciteten hos det senare (ömsesidigt fördelaktig nedrustning). Det klassiska exemplet är myxom/fibromvirus. I mitten av 1800-talet. Europeiska kaniner fördes till Australien, de förökade sig snabbt och blev ett allvarligt hot mot jordbruket. 100 år senare började det patogena fibroma/myxomviruset (från poxvirusfamiljen, som inkluderar smittkoppsviruset) användas för att kontrollera deras population. Olika kaniner reagerar olika på detta virus. Hos brasilianska kaniner, tre veckor efter infektion, orsakar det en godartad tumör - ett fibrom (lokaliserad knöl på huden). Men europeiska kaniner som är känsliga för detta virus utvecklar en generaliserad dödlig sjukdom inom 10 dagar efter infektion.

Viruset introducerades i Australien och orsakade myggburna sommarepidemier där mer än 99 % av de infekterade kaninerna dog på mindre än två veckor. Mindre virulenta varianter av viruset var mer benägna att överleva vintern, och detta ledde till urvalet av försvagade (försvagade) stammar. Och efter cirka 10 år halverades dödligheten för europeiska kaniner från det utvecklade viruset. Samtidigt valdes resistenta kaniner: deras dödlighet från det ursprungliga viruset minskade med ungefär fyra gånger. På bara ett decennium (en försumbar period i evolutionära termer) har förhållandet mellan patogen och värd förbättrats ungefär 10 gånger. Detta är naturligtvis ett något förenklat schema, eftersom kapprustningen inte slutar: som svar på ökat motstånd hos kaniner kan virusets virulens också öka. Detta är dock ett slående exempel på vilken roll interaktionen mellan virus och cellulära organismer spelar i utvecklingen av båda. Virus och celler "lär" varandra, och den förvärvade "kunskapen" ärvs. År 2013 publicerade två utexaminerade från Institutionen för virologi vid Moscow State University, Evgeny Kunin och Valeryan Dolya, en artikel om den "virocentriska" synen på evolution, enligt vilken motståndet och samarbetet mellan virus och cellulära organismer är huvudfaktorn i deras utveckling.

Min berättelse uttömmer inte ämnet: mycket mer är känt om naturen hos virusens patogenicitet. Mycket av det vi nu vet har lärt sig de senaste åren och det finns all anledning att förvänta sig nya överraskningar. Vi kan och bör skylla på virus för allvarliga sjukdomar och det är nödvändigt att bekämpa dem, men vi bör vara tacksamma mot virus för existensen och mångfalden av levande natur, inklusive människors existens.

Författaren är tacksam mot sina kollegor i vetenskapligt samarbete - personalen vid Institutet för Poliomyelit och Viral Encefalit uppkallad efter. M. P. Chumakov RAMS, Moscow State University. M.V. Lomonosov, Institute of Protein RAS (Pushchino, Moskva-regionen), University of Basel (Schweiz), University of Wisconsin (USA), University of Nijmegen. Radboda (Nederländerna).

Artikeln är baserad på en föreläsning som hölls på skolan "Framtidens moderna biologi och bioteknik" (Zvenigorod, 26 januari - 1 februari 2014).

Under experimentella förhållanden kan cancerceller transplanteras från en organism till en annan, och därigenom upprätthålla existensen av en tumör under mycket längre tid än den organism som de har sitt ursprung i kan leva.

Därför, om vi i den mest allmänna formen definierar hur en cancercell skiljer sig från en normal, så är skillnaden följande: cancerförändringar omvandlar en vanlig kroppslig (somatisk) cell med en begränsad livslängd till en potentiellt odödlig. En sådan cell blir liksom en organism utan inre dödsorsaker, vars livslängd bestäms av dess miljötillstånd, precis som fallet är i vissa typer av enkla organismer. Följaktligen är mekanismen för cancerdegeneration fixerad i cellens ärftlighetsapparat, det vill säga cancer är i första hand ett cellulärt problem.

Det är därför forskarnas huvudsakliga ansträngningar syftar till att reda ut cancerns huvudmysterium: att klargöra mekanismen för malign transformation av en cell. Betydande framsteg har gjorts på denna väg. Först och främst har många faktorer som kan orsaka utveckling av cancer identifierats.

För det första inkluderar sådana faktorer ett antal kemikalier, eller, som de kallas, cancerframkallande ämnen. Om i början av 30-talet av förra seklet var ett kemiskt cancerframkallande känt, nu finns det flera hundra av dem. Vikten av cancerframkallande ämnen i utvecklingen av cancer framgår mycket tydligt av exemplet med rökning. Dödligheten i lungcancer bland rökare är 10 gånger högre än bland icke-rökare. Om du röker 25 eller fler cigaretter om dagen, ökar denna siffra 20 gånger. För det andra kan cancer orsakas av vissa fysiska påverkan, såsom ultravioletta strålar. För det tredje orsakar vissa virus utan tvekan cancer. För det fjärde orsakar ett överskott av vissa hormoner cancer i vissa organ.

Med tanke på de faktorer som orsakar cancer ser vi först hur lite de har gemensamt. Samtidigt stimulerar de alla uppkomsten av cancerceller som har en gemensam egenskap - potentiell odödlighet. Det är därför det är ganska naturligt att dra slutsatsen att faktorer av olika natur - kemisk, strålning, viral, hormonell - i slutändan verkar på samma element i en normal cell och förvandlar denna cell till en cancercell. Följaktligen tror man att vägen till att klarlägga cancerns natur ligger genom det stora kunskapsfältet om mekanismen för normal cellreglering. Sökandet efter denna mekanism representerar för närvarande ett av de mest spännande områdena inom cellbiologi och cancerbiologi. Ändå tömmer dessa grundläggande problem inte ut cancerns mysterium. Låt oss återigen vända oss till kemiska cancerframkallande ämnen.

Som bekant ökar cancerincidensen markant med åldern. Mellan 20 och 65 år, till exempel, ökar förekomsten av cancer nästan 100 gånger. Det är allmänt accepterat att denna ökning beror på en ökning av varaktigheten av mänsklig exponering för olika kemiska cancerframkallande ämnen; När allt kommer omkring är det känt att ju högre dos av ett cancerframkallande ämne som kroppen får under en viss tid, desto högre är sannolikheten för cancer. Men den fängslande klarheten i sådana fakta förenklar väsentligt sakens väsen - webpolyglot.ru. Låt oss överväga resultaten av en av de moderna experimentella observationerna. I avelsprocessen (selektion) utvecklades så kallade cancerlinjer, eller raser, av djur, i synnerhet cancerlinjer av möss. I en av dessa rader, vid den femte levnadsmånaden, förekommer bröstcancer i 71% av fallen. Samtidigt, när djurens kost var artificiellt begränsad från 16 till 10 kalorier per dag, hade under samma period inte en enda mus utvecklat tumörer.

Denna observation är inte unik. Sedan 40-talet av förra seklet har liknande resultat ackumulerats, vilket visar att sannolikheten för att utveckla cancer bestäms inte bara av tiden för det cancerframkallande medlets verkan utan också av kroppens tillstånd.

Men kanske allt som erhölls i experimentet inte har något att göra med förekomsten av cancer hos människor? Nej, tvärtom, många statistiska observationer tyder på att fetma ökar sannolikheten för alla typer av tumörer hos människor. Följaktligen, om utvecklingen av cancer beror på varaktigheten av påverkan av cancerframkallande faktorer, går tiden snabbare hos överviktiga människor. Inte ens sambandet mellan rökning och uppkomsten av cancer är så tydligt som många tror. När allt kommer omkring, av 10 rökare uppstår lungcancer hos ungefär en person. Men om det bland rökare finns personer med höga nivåer av kolesterol i blodet, ökar sannolikheten för att utveckla cancer 7 gånger jämfört med de som har låga kolesterolnivåer i blodet. Och i allmänhet, när det menas att den cancerframkallande effekten är proportionell mot varaktigheten av påverkan av det cancerframkallande medlet på en person, måste vi komma ihåg att tidsfaktorn inte bara kan öka dosen av det cancerframkallande ämnet som kroppen tar emot, utan kroppen själv förändras över tiden, beroende på åldringsprocessen. I synnerhet när vi åldras ökar naturligt fetthalten i kroppen, det vill säga åldersrelaterad fetma utvecklas.

Hur kan nedgången i början av "canceråldern" förklaras när kaloriinnehållet i kosten begränsas i experimentet och, omvänt, accelerationen av "cancerframkallande tid" med överskott av kolesterolnivåer?

Det verkar mest logiskt att leta efter denna förklaring inom samma mönster som bestämmer den åldersrelaterade utvecklingen av ateroskleros och metabolisk immunsuppression, eller till och med i en mer allmän form av de lagar som styr kroppens utveckling och tillväxt.

Låt oss abstrahera från frågan om vad som exakt bidrar till uppkomsten av cancer: ett virus, ett kemiskt cancerframkallande ämne eller ett spontant fel i strukturen av DNA-apparaten för cellens ärftlighet (spontan mutation). Oavsett huvudfaktor är en förutsättning för utveckling av cancer celldelning. Detta tillstånd är så betydande att celler som förlorar förmågan att dela sig i en vuxen kropp inte alls förvandlas till cancerceller. Å andra sidan, om vissa influenser används som ökar celldelningens intensitet, leder detta ensamt till bildandet av tumörer. Till exempel, om ett djurs sköldkörtelceller tvingas att snabbt dela sig, kan cancer naturligt orsakas.

Följande experiment är intressant. När lite jod, som är en integrerad del av sköldkörtelhormonet, kommer in i kroppen med mat och vatten, minskar koncentrationen av detta hormon i blodet. Denna minskning, som försvagar den negativa återkopplingsmekanismen, leder till ökad aktivitet hos den del av hypotalamus-hypofysen som stimulerar funktionen hos sköldkörteln. Som ett resultat av ökad stimulering delar sig sköldkörtelceller snabbt, vilket ökar organets "arbetsarea". Denna kompenserande ökning syftar till att fylla på bristen på sköldkörtelhormon. Men eftersom det fortfarande inte finns tillräckligt med jod för att bygga upp hormonet (under experimentella förhållanden minskar dess innehåll i mat och vatten), återställs inte balansen och sköldkörteln förblir i ett tillstånd av konstant ökad stimulering, som syftar till att öka intensiteten av dess celldelning. I en sådan "överexciterad" körtel uppstår godartade tumörer, och om överdriven stimulering fortsätter tillräckligt länge, då maligna tumörer. Men om sköldkörtelhormon administreras till djur i stadiet av godartade tumörer, återställs balansen i systemet och utvecklingen av cancer förhindras.

Detta exempel visar att ett av de tillstånd som främjar utvecklingen av cancer är ökad celldelning. Sådan delning kan ske både under inverkan av specialiserade regulatoriska faktorer, såsom hormoner, och på grund av en förskjutning i ämnesomsättningen till fettvägen för energiförsörjning, vilket observeras till exempel vid fetma.

Det andra viktiga tillståndet som bidrar till utvecklingen av cancer är en minskning av aktiviteten av antitumörimmunitet.

Den ledande australiensiska immunologen F. Burnet utvecklade idén om existensen av "immunologisk övervakning" som skyddar kroppen från "främmande" celler. Detta fenomen är välkänt. Det inträffar under organtransplantationer, såsom hjärt- eller njurtransplantationer, och under behandling av vissa sjukdomar. Men en sådan situation uppstår naturligtvis inte under naturliga förhållanden, med undantag för graviditetsperioden, när den immunologiska övervakningen av moderns kropp kan orsaka avstötning av fostret, eftersom den, som en transplantation, kombinerar både "dess egna” - moderns och "främmande" - faderns antigener . Forskaren föreslog att verkan av immunologisk övervakning också är riktad mot tumörceller - webpolyglot.ru. Det finns faktiskt tillräckligt med bevis för att stödja det faktum att maligna celler uppstår i varje kropp hela tiden. Men utvecklingen av tumörer från dessa celler sker många gånger mindre frekvent än man kan förvänta sig. Men med genetisk (medfödd) insufficiens av transplantationsimmunitet hos barn eller med toxiska effekter på immuniteten hos vissa ämnen, ökar förekomsten av cancer signifikant jämfört med normalt.

Dessa observationer indikerar att effektiviteten av immunövervakning beror på tillståndet hos det cellulära immunsystemet. Samtidigt är det nu välkänt att aktiviteten av cellulär immunitet minskar med åldern med cirka 50 % vid 50 års ålder.

Under många år trodde man att en åldersrelaterad minskning av aktiviteten av cellulär immunitet är associerad med förändringar i själva immunsystemet, som uppstår som ett resultat av utrotningen av aktiviteten hos tymus, regulatorn av cellulär immunitet. Men när vi, baserat på konceptet metabolisk immunsuppression, normaliserade metabolismen hos äldre människor, förbättrades indikatorerna för cellulär immunitet och, i vissa fall, återställdes. Dessutom är det troligt att det är kombinationen av störningar som orsakar metabolisk immunsuppression och bidrar till utvecklingen av åderförkalkning som också skapar förutsättningar för ökad delning av somatiska (kropps)celler.

Således återskapas båda tillstånden som påskyndar utvecklingen av cancer. Kombinationen av dessa två tillstånd, bestämda av samma hormonella och metabola förändringar, betecknades av mig med ordet "cancrophilia" - bokstavligen "kärlek till cancer".

I mekanismen för kankrofili, som uppstår i processen med normalt åldrande, finns det inget utöver gränserna för de fysiologiska förändringar som var tydligt synliga i exemplet med graviditet. I själva verket orsakade liknande metaboliska förändringar undertryckande av transplantations- (och följaktligen anti-cancer) immunitet, och säkerställde en snabb ökning av fostrets cellmassa (och kunde därför öka sannolikheten för cancerutveckling i alla intensivt delande cellsystem). Men allt som händer utanför cellen, det vill säga i kroppens inre miljö, varifrån energiresurser och byggmaterial kommer in i cellen, kan påverka cellens beteende, till exempel dess förmåga att föröka sig (multiplicera), men kan inte förvandla en normal cell till en cancerös. För en sådan malign transformation måste förändringar ske i cellens ärftlighetsapparat, dess gener: trots allt är malignitetsegenskapen fixerad i cancercellen och inte i organismens egenskaper.

Det finns olika uppfattningar om arten av canceromvandlingen av en cell. Den kanske mest kompletta beskrivningen av detta fenomen är den viral-genetiska modellen. Enligt denna modell kombineras vissa virus som orsakar sarkom eller cancer med det genetiska materialet i cellkärnan, nukleärt DNA. Efter detta kan viruset i sig inte längre upptäckas i cellen: det har blivit en del av värdcellens gener. Förändringen i ärftlighetsapparaten som produceras av viralt DNA ger cellen egenskapen malignitet. Men eftersom storleken på det virala DNA:t är omätligt mindre än cellens DNA, var det länge inte möjligt att upptäcka det "saknade viruset" alls, och endast cancercellens ovanliga beteende tydde på att en malign transformation hade inträffat. Mekanismen för elakartad transformation i sig förblev ännu mer mystisk, trots många försök att lösa denna gåta.

Låt oss ta en paus från detta komplexa problem för nu och, baserat på förändringar i cancercellens beteende, kommer vi att försöka få en uppfattning om vad som hände i generna, precis som en läkare ofta bedömer en infektionssjukdom inte efter mikroberna som orsakade sjukdomen, men genom egenskaperna hos kroppens temperaturkurva. Vi vet redan att det mest ovanliga beteendet hos en cancercell är dess ohämmade förmåga att reproducera eller dela sig. Men reproduktion kräver användning av ytterligare energi och strukturella material för att bygga nya (dotter)celler.

Både normala celler och cancerceller förbrukar huvudsakligen glukos som bränsle. Det är känt att glukos kan användas energiskt antingen i fermenteringscykeln, det vill säga för att ge energi utan deltagande av syre, och då är slutprodukten av cykeln mjölksyra, eller i andningscykeln (med syreförbrukning), där slutprodukterna är koldioxid och vatten. Men med samma mängd glukos som förbrukas är energiproduktionen under jäsning teoretiskt 18 gånger lägre än vid andning. Celler, som till en början endast fick energi genom jäsning, fick i evolutionsprocessen förmågan att andas, vilket kraftigt ökade deras energitillförsel. Därför skulle det vara naturligt att förvänta sig att cancerceller som använder energi särskilt intensivt skulle få mer intensiv andning.

Men redan på 30-talet av förra seklet, i de klassiska studierna av den tyske forskaren Otto Warburg, visades det att i cancerceller tvärtom ökades intensiteten av fermenteringen kraftigt. Därför föreslog forskaren att processen för degenerering av en cell till en cancersjukdom orsakas av skador på mitokondrierna - cellens andningsapparat. Övergången till en uråldrig, syrefri energimetod leder till cellens autonoma, okontrollerade existens: den börjar bete sig som en oberoende organism som strävar efter att föröka sig (som jäst och mikrober). Senare fann man att i cancerceller, tillsammans med intensiv fermentering, sker andning, det vill säga dessa celler hämtar energi från två källor som vanligtvis utesluter varandra. Detta undergrävde grunden för Warburgs cancerteori. Det ändrar dock inte det faktum att cancerceller absorberar många gånger mer glukos från sin omgivning än normala celler, vilket gör att de samlar på sig en mångfaldig mängd mjölksyra. Hur uppstår Warburg-fenomenet?

Låt oss återigen gå över till analogin mellan mikroorganismer och cancerceller. Mikrober kan antingen vara i ett "vilande" tillstånd av vila när det inte finns tillräckligt med mat, eller dela sig intensivt när det finns tillräckligt med mat i deras livsmiljö. En helt annan situation observeras i flercelliga organismer, där en cell är direkt intill en annan och bildar en kontinuerlig vävnad. I ett sådant ordnat system skulle kontinuerlig uppdelning bara störa vävnadens struktur och aktivitet - webpolyglot.ru. Dessutom, i flercelliga organismer, är glukoshalten i blodet och lymfan mycket högre än i den naturliga livsmiljön för encelliga organismer. Om de sistnämnda i princip alltid hotas av hunger och därför är anpassade för att fånga upp minimala mängder näringsämnen från sin omgivning, så har cellerna i högre organismer alltid ett "sött liv": 1 milliliter blod innehåller normalt cirka 1 mg glukos.

Men om i högre organismer glukos fritt kommer in i cellen, skulle detta få cellerna att föröka sig övermått, precis som mikroorganismer förökar sig i ett berikat näringsmedium. Därför är cellmembranet i högre organismer ett nästan ogenomträngligt membran för glukos. Inträdet av glukos i en sådan cell uppstår på grund av verkan av speciella ämnen, främst insulin. Det råder ingen tvekan om detta: när bukspottkörteln är skadad, när insulinnivån i blodet minskar och diabetes mellitus uppstår, börjar cellerna svälta, trots en betydande ökning av glukosnivån i blodet. För många vävnader finns det ytterligare tillväxtfaktorer, men alla har insulinliknande aktivitet, det vill säga de säkerställer flödet av glukos in i cellen.

Låt oss nu övergå till cancercellen igen. En sådan cell har en förbättrad förmåga att dela sig; processen för glukosjäsning i den är avsevärt ökad jämfört med normalt. Det märktes också att cancercellen fortsätter att dela sig, även om innehållet av insulin och andra tillväxtfaktorer i mediet minskas med 10 gånger.

En naturlig fråga är: vad orsakar en cancercells ökade känslighet för insulin och relaterade faktorer? Vikten av att besvara denna fråga har ökat ännu mer nyligen, när ett antal forskare har funnit att omvandlingen av en normal cell till en malign cell orsakas av endast en av flera virala gener kopplade till cellkärnans gener. Det är känt att en gen kan säkerställa produktionen av ett protein. Därför ändrar endast proteinets verkan cellens beteende från normalt till malignt. Detta protein har redan isolerats från tumören och betecknas p 60 (molekylvikt 60 000), eller transformerande protein. Enligt dess funktion visade det sig vara proteinfosfokinas - ett enzym som kan fästa en fosfatgrupp till olika proteiner. Vad ska detta protein göra för att en cell ska bete sig som en elakartad och i synnerhet ta vägen för kontinuerlig delning?

I detta avseende är det möjligt att anta att det transformerande proteinet p 60 (eller annat protein relaterat till det) ökar cellens känslighet för verkan av insulin och insulinliknande faktorer. På grund av detta ökar flödet av glukos in i cellen, liknande vad som händer i mikrober i en miljö berikad med glukos. Samtidigt tror vi att p 60, genom fosforylering, ökar aktiviteten hos två enzymer - hexokinas och fosfokinas, som kontrollerar nedbrytningen av glukos i det allmänna området för dess förbränning under fermentering och andning. Men eftersom p 60 inte påverkar andningscykeln (glukosoxidation) intensifieras oundvikligen fermenteringscykeln. Detta leder till ackumulering av mjölksyra, slutprodukten av jäsning (så här uppstår Warburg-effekten). Följaktligen är Warburg-effekten inte direkt relaterad till processen för maligna celldegeneration. Det är inneboende i alla snabbt delande celler (till exempel blodceller), eftersom delningshastigheten och intensiteten av glukosabsorptionen är relaterade till varandra. Inträdet av glukos i cellen är nämligen början på signalen som orsakar celldelning.

I synnerhet minskar ökat glukosflöde koncentrationen av ett speciellt ämne i cellen - cyklisk AMP, som, som många forskare tror, ​​aktiverar celldelningsmekanismen. Ett av elementen i denna mekanism är en ökning av kolesterolsyntesen, orsakad av en minskning av koncentrationen av cykliskt AMP i cellen.

Självklart måste celldelning först och främst säkerställa överföringen av ärftlighet som finns i kärnans gener. Huruvida en cell går in i delningsprocessen eller inte bestäms av i vilken grad cellen tillförs kolesterol (som ramverket för cellmembranet). Om till exempel kolesterolsyntesen hämmas i lymfocyter som har stött på ett fiendeantigen, slås inte DNA-dupliceringsmekanismen i kärnan på och cellen går inte in i delningsprocessen. Till mångas förvåning visade det sig att beteendet hos en cell, det vill säga dess beredskap att reproducera, inte bestäms av kärnan utan av cellmembranet. Men om du följer sunt förnuft, skulle det vara "rimligt" för en cell att påbörja delningsprocessen utan att förse sig med ett membranstängsel. Dessutom har det nyligen blivit känt att en av mellanprodukterna av kolesterolsyntes, mevalonsyra, direkt stimulerar DNA-syntesmekanismen i kärnan och förbereder därigenom kärnan för överföring av genetiskt material.

Sålunda, när, under påverkan av ett transformerande protein, glukos kontinuerligt kommer in i cellen, genererar detta en kaskadsignal som i slutändan orsakar kontinuerlig celldelning. Med andra ord, under påverkan av det transformerande proteinet ökar flödet av glukos in i cellen, cancercellen börjar bete sig som en encellig organism som "äter och delar sig", och visar därmed sin förmåga att potentiellt föreviga. Därför, om det under experimentella förhållanden är möjligt att normalisera användningen av glukos, försvinner alla andra tecken på en malign cell (detta fenomen observeras i tumörer som uppstår som ett resultat av verkan av så kallade temperaturberoende virus).

Låt oss nu sammanfatta. Vi har redan betonat att en elakartad tumör kan genereras av så olika influenser som virus, kemiska cancerframkallande ämnen, ultraviolett ljus och hormoner. Men alla dessa faktorer leder till uppkomsten av maligna celler som har samma biologiska egenskaper (främst egenskapen för potentiell odödlighet - webpolyglot.ru). Därför, för att bättre förstå cancerns natur, måste vi hitta ett svar på frågan: hur orsakar så olika faktorer samma biologiska effekt? Avsaknaden av ett acceptabelt svar på denna fråga beror inte bara på komplexiteten i själva problemet, utan också på det faktum att försök att lösa det görs antingen uteslutande på nivån av cellulära mekanismer eller på nivån av organismen. Mot bakgrund av idéer om kankrofili kan båda dessa tillstånd beaktas.

När det gäller viral karcinogenes är det allmänt accepterat att ett virus som orsakar cancer introducerar en gen i cellkärnan som bestämmer den höga produktionen av ett transformerande protein. Detta är tillräckligt för att förvandla en normal cell till en cancercell. Produktionen av detta protein av en cell kan troligen öka under påverkan av andra, icke-virala faktorer, eftersom närvaron av en liknande gen nu har upptäckts i normala celler hos alla djur - från fåglar till högre däggdjur. I en normal cell är dock denna gen inaktiv. Det är möjligt att kemiska cancerframkallande ämnen, skadliga gener, genom förändringar orsakade av dessa skador kan aktivera produktionen av transformerande protein och därigenom orsaka omvandlingen av en normal cell till en cancercell.

Det bör noteras att det transformerande proteinet hittills endast har upptäckts i en speciell typ av maligna celler - sarkom. Men det faktum att inte bara sarkomceller, utan även cancerceller intensivt absorberar glukos, tyder på att ökad produktion av transformerande protein är inneboende i alla maligna celler. Nyligen bekräftades detta antagande.

När det gäller ultravioletta strålar (liksom vissa andra typer av strålningsexponering) orsakar de också mutationer och i detta avseende liknar deras effekt på många sätt påverkan av kemiska cancerframkallande ämnen. De flesta hormoners inverkan på uppkomsten av cancer kan förklaras av en ökning av intensiteten av celldelning, vilket ökar sannolikheten för att ett virus kommer in i sin genetiska apparat eller skadar gener av ett kemiskt cancerframkallande ämne. Dessutom, under processen med intensiv celldelning, uppstår "spontana" mutationer som kan orsaka cancer på grund av en ökning av produktionen av transformerande protein.

Vissa hormoner, som stresshormonerna kortisol och adrenalin, minskar antitumörimmuniteten, och det ökar sannolikheten för att en ”slumpmässig” tumörcell har möjlighet att utvecklas till en tumör.

Slutligen bidrar ett antal hormoner till metabola störningar, vilket leder till bildandet av kankrofili. Till exempel verkar överskott av insulin på liknande sätt, eftersom detta hormon orsakar fetma med alla efterföljande konsekvenser. I synnerhet framkommer det nu att ökade kolesterolnivåer i lymfocyter sannolikt försämrar förmågan hos kärngener att återhämta sig från skada, till exempel av ultraviolett ljus. Om så är fallet, orsakar metaboliska förändringar som är karakteristiska för kankrofili inte bara metabolisk immunsuppression och stimulerar celldelning, utan försämrar också förmågan att "reparera" DIC för att eliminera cancermutationen. Därför är försämrad DNA-reparation orsakad av metabola störningar den tredje faktorn vid kankrofili.

Detta skapar förutsättningar för uppkomsten av cancer, eller kankrofili. Men cancrophilia - "kärlek till cancer", som kärlek i allmänhet, kan vara antingen övergående (om cancrophilia inträffar under påverkan av stress eller överskottsnäring) eller permanent (när cancrophilia är baserad på den normala eller accelererade åldrandeprocessen). I detta avseende kan man inte låta bli att uppmärksamma två slående liknande fenomen, av vilka det ena ser ut som om det var utanför cellen och det andra från insidan. I det första fallet talar vi om en åldersrelaterad ökning av insulin i blodet under normalt åldrande, eller, vilket är samma sak, i närvaro av fetma. Alla insulinliknande faktorer verkar utanför cellmembranet. Därför kan de inte förvandla en normal cell till en cancercell. Men de kan tillfälligt ge egenskaper till en normal cell som ökar sannolikheten för dess degeneration. Samtidigt är det slående att samma metabola förhållanden är nödvändiga för att manifestera egenskaperna hos själva cancercellen: ökad näring och ökad kolesterolsyntes. Dessa tillstånd skapas endast av faktorer som verkar inifrån cellen.

I ljuset av idéer om kankrofili är det också möjligt att förklara vilken roll ett antal faktorer spelar som har en accelererande eller fördröjande effekt på utvecklingen av cancer. Negativa mentala känslor och mental depression, som nu rimligen antas bidra till uppkomsten (eller snabbare progression) av tumörprocessen, fungerar i detta avseende som kronisk stress. På samma sätt bidrar alla de faktorer (eller tillstånd) som försämrar hypotalamus känslighet för regulatoriska signaler eller ökar användningen av fett som bränsle till utvecklingen av cancer. Således ökar överdriven belysning (utöver det faktum att den ultravioletta delen av spektrumet orsakar vissa mutationer i gener) tröskeln för känslighet hos hypotalamus för regulatoriska signaler. Beviset är att i experiment på djur reproduceras vissa typer av tumörer med denna ljusregim.

Ökad fettmobilisering orsakad av nikotin eller överskott av koffein från te och kaffe har också visat sig öka cancerutvecklingen i experimentella miljöer. Och många kemiska cancerframkallande ämnen bidrar tydligen till uppkomsten av tumörer, inte bara på grund av skador på gener, utan också på grund av de metabola störningar de orsakar.

Slutligen påverkar själva tumören kroppen på ett sådant sätt att metabola störningar uppstår i den, som med vanlig kankrofili.

Tvärtom, allt som normaliserar aktiviteten hos hypotalamus och minskar användningen av fett som bränsle tjänar till att förebygga cancer. Det är precis så en rationell kost, hög fysisk aktivitet och det antidiabetiska läkemedlet fenformin utövar sina gynnsamma effekter.

När man studerar någon sjukdom strävar forskare efter att ta reda på orsaken till dess förekomst, eller etiologi (etio - orsak) och mekanismen för dess utveckling, det vill säga patogenes (patos - lidande). Baserat på det faktum att cancer kan utvecklas under påverkan av olika orsaker (virus, kemiska cancerframkallande ämnen, fysikaliska faktorer och hormoner), kallade den enastående onkologen N. Petrov cancer för en polyetiologisk (multi-orsak) sjukdom. Men om vi tar hänsyn till att alla dessa orsaker orsakar samma förändringar i cellaktivitet, så kan vi säga att cancer är en polyetiologisk, men monopatogen sjukdom. Detta betyder att alla orsaker till dess förekomst "utlöser" samma mekanism för malign transformation av cellen - webpolyglot.ru. Det transformerande proteinets verkan spelar en betydande roll i denna mekanism. Det ökar cellens känslighet för verkan av insulin och insulinliknande tillväxtfaktorer, som nu visat, genom att öka antalet receptorer. Detta skapar ett kontinuerligt flöde av glukos in i cellen, vilket bestämmer dess beteende som en cancercell.

Med hänsyn till allt detta kan man hävda att ett av de verkliga sätten att bromsa den åldersrelaterade ökningen av förekomsten av cancer, även utan att helt förstå dess natur, är att normalisera metaboliska processer. Svårigheterna på denna väg är dock fortfarande ganska stora. Detta beror till stor del på det faktum att även under de mest gynnsamma miljöförhållandena, när vi åldras, uppstår störningar i homeostas naturligt, om än i olika takt. Detta gör åldrandet till den mest universella sjukdomen, inte bara för att den är gemensam för alla, utan också för att den bär med sig de grundläggande symtomen på alla normala sjukdomar.

Högkvalitativt och tillförlitligt underhåll (underhåll, administration) av webbplatser,

nätbutiker, skyltfönster, bloggar, forum och andra webbprojekt billigt.

Fullständig webbplatsadministration, inklusive innehållsfyllning och marknadsföring.

Metodologiska, metodologiska problem och praktiska indikatorer på mänsklig utveckling

När du citerar individuellt material från webbplatsen krävs en fritt indexerad bakåtlänk

Cancers virala natur

Förebyggande medicin föddes för tusentals år sedan under Moses tid. Bibeln säger att det var Moses, inspirerad av Gud, som skapade historiens första hälsokod. Moses införde inte bara karantän för infektionssjukdomar, han utvecklade en hel rad speciella sanitära och epidemiologiska åtgärder, inklusive avlägsnande av avloppsvatten. Moses var århundraden före sin tid när det gällde att förstå och behandla sjukdomar.

Vad är orsakerna till cancer

Det finns för närvarande mer än 50 virus (både RNA- och DNA-varianter) kända för att orsaka cancer hos djur.

Du kanske är intresserad av:

Registrering: (3,-6689,

Arten av cancerceller

Forskare har avslöjat mysteriet

tillväxt. Kan ett, universellt läkemedel skapas för att framgångsrikt behandla åtminstone majoriteten av alla typer av maligna tumörer?

Med tanke på att det finns en enda tillväxtmekanism som är gemensam för dem alla är detta fullt möjligt.

Erkänner modern vetenskap närvaron av en sådan mekanism i naturen?

Doctor of Biological Sciences A. N. Luchnik (Institute of Biology RAS) i sina nyligen publicerade artiklar konstaterar och bevisar: ja, en sådan mekanism finns i alla maligna tumörer, och beskriver i detalj kärnan i dess destruktiva effekt. I korthet ser det ut så här:

Den universella självaccelererande motorn för cancertillväxt är förvånansvärt enkel.

Det är känt: ju enklare en enhet är, desto svårare är den att bryta. Det är särskilt svårt att stoppa motorn, kopplad till föraren (sjuk kropp) till en helhet.

Hur kommer en sådan kentaurförare att reparera den felaktiga motorn inuti honom? Kommer han att börja hälla i sig svavelsyra istället för olja och bränsle? Kommer han att börja skära av och slänga trasiga komponenter och delar utan att byta?

För en förnuftig person är svaret självklart. Vår kropp "reparerar" inte sina skadade organ och system med sådant missbruk. Cancerns okontrollerbarhet och osårbarhet förklaras av det faktum att den har anpassat kroppens sunda önskan att "fixa sig själv" så snabbt som möjligt för att tjäna sina egna själviska intressen.

Cancertillväxtmekanismen startar. organismen själv, omedelbart efter degenereringen av ett visst antal av dess normala celler till cancerceller (vetenskapligt kallas den senare "malignitet"). Och denna mekanism beror inte på orsakerna som orsakade cellers malignitet, och är universell för alla elakartade tumörer.

Den främsta orsaken till uppkomsten av en cancertumör är ett misslyckande i kroppens genetiska försvar mot maligna (”fel”) celler.

Om några viktiga gener "försvagas" och tillåter uppkomsten av en cancertumör, kommer inget annat i kroppen att stoppa dess tillväxt utan behandling. Den enda skillnaden kan vara i tidpunkten för det tragiska slutet.

Som figurativt sagt ovan strävar patientens kropp inte alls efter att döda cancertumören. Tvärtom, han hjälper henne på alla möjliga sätt att växa och dela sig så snabbt som möjligt: ​​han matar henne, ger henne vatten och mättar henne med syre. Det vill säga, det verkar som om han är engagerad i verklig självdestruktion! Från vad?!

Det beror på att kroppen uppfattar en växande tumör som ett oläkt sår och försöker behandla den som vanligt – genom att stimulera tillväxten av dess celler. Forskare har länge försökt ta reda på exakt hur tumörer tvingar kroppens sårläkningssystem att tjäna sig själv.

Det har bevisats att i alla cancertumörer dör en del av cellerna alltid utan någon uppenbar anledning, som "av sig själva".

Normala celler kan dö av aloptos (självdestruktion programmerad i deras DNA) eller av nekros (död av yttre orsaker).

Den moderna teorin om karcinogenes (cancertillväxt) har avslöjat inaktivering av vissa gener i cancer.

Den viktigaste genen är p53 och produkten av dess arbete är proteinet med samma namn. Den kontrollerar ovan nämnda apoptos, cellcykel och delning och genomstabilitet. Om störningar uppstår i p53 kommer cellen att förvandlas till cancer.

Det är väl etablerat att i cancerceller fungerar inte p53-genen och apoptos förekommer inte. De kan teoretiskt delas ett oändligt antal gånger.

Om celler dör inte av apoptos, utan på grund av skador orsakade av cirkulationsstörningar, gifter, skärsår, slag, strålning, etc., så kallas detta nekros.

Först under nekros släpper celler ut så kallade "tillväxtfaktorer" till miljön - ämnen som tvingar kroppen att kraftigt öka tillförseln av näringsämnen och syre till platsen för sin död och samtidigt bygga upp ett nätverk av nya blodkärl där.

Doctor of Sciences A. R Luchnik lyckades hitta och övertygande underbygga principen bakom cancer "egenvård". Han formulerade det så här:

"Den allmänna universella principen om genetisk instabilitet i alla maligna tumörer.

En cancercell har ärftliga regioner med en DNA-sträng i en eller flera kromosomer (vid leukemi, ofta genom hela genomet) istället för det vanliga systemet med två strängar av DNA-molekyler för en frisk cell. I varje generation av sådana celler inträffar slumpmässiga kromosombrott med en frekvens på cirka 1-30 %.

Om en cell med en trasig kromosom delar sig, är det mycket sannolikt att dess två dotterceller dör genom nekros. Om sådana döende celler utgör cirka 10 % av det totala antalet tumörceller, börjar kroppens sårläkningssystem aktivt främja den accelererade tillväxten och delningen av cancerceller.”

Därför, ju fler människor förgiftar cancertumörer med olika gifter, bränner dem med strålning, skär dem med kirurgers knivar och sticker hål i dem under biopsier och punkteringar, ju argare dessa tumörer blir, desto snabbare växer de och metastaserar.

DETTA ÄR ETT EXTREMT VIKTIGT FYND

Problemet är också att ju starkare gifter läkare behandlar tumören med, desto större är sannolikheten att patienten dör av en sådan behandling i sig och snabbare än av cancer. Kommer du ihåg "kentaurföraren" från början av den här artikeln?!

Den överdrivna entusiasmen hos forskare och läkare för inkvisitoriska metoder har hittills gjort det svårt att skapa ett universellt antitumörmedel.

De löser problemet ensidigt, utan att uppmärksamma kroppen som helhet. De tänker inte på den verkliga orsaken till utvecklingen av dessa tumörer. Kroppen är till sin natur ett balanserat system som är mycket svårt att inaktivera. Men vårt moderna sätt att leva, ekologi, livsmedelsprodukter – som består mer och mer av kemikalier – i allmänhet förstår du själv detta. Men vad ska man göra åt det?

Först och främst, älska dig själv, behandla dig själv inte som en separat person, utan upplev dig själv som en del av en enorm organism - en liten cell i Guds kropp. Trots allt är vi han. Vi kan inte leva vårt eget själviska liv i denna kropp - genom att göra detta förstör vi balansen i systemet som helhet och äventyrar därmed inte bara oss själva, utan även hela organismen, eftersom allt i den är sammankopplat. Genom att lämna mer åt oss själva täpper vi till oss själva med gifter, samtidigt får någon annan inte tillräckligt med det och lider av det, och så lider hela kroppen längs kedjan.

Förlåt ALLA som orsakade dig problem, för alla gör misstag - och din förbittring och ilska orsakar enorm skada inte bara för dem, utan även för dig - trots allt är vi alla ett.

Du kanske inte tror det, men genom att bara ändra dig själv och din inställning till andra, uppriktigt förlåta dem och önska dem väl, kommer du att bli av med denna "onda" sjukdom. Det har förekommit fall när en person, efter att ha tänkt om sitt liv, blev av med cancer inom en till två veckor.

Och läs även:

Ny kryptovaluta

Sök

Allt om din hälsa | Alternativ medicin | Recept | Behandling | Sjukdom

Allt om din hälsa | Alternativ medicin | Recept | Behandling | Sjukdom

Alla rättigheter förbehålls enligt gällande lagstiftning i Ukraina och internationella avtal.

Utökning av material på webbplatsen är endast tillåten för de som skickas till denna webbplats.

Annars har ett bredare utbud av material blockerats helt.

Alla rättigheter förbehålls av gällande lagstiftning i Ukraina och internationella länder.

Arten av cancerceller

Sedan Richard Nixon officiellt förklarade krig mot cancer med undertecknandet av den amerikanska cancerkontrolllagen har mer än hundra miljarder dollar av skattebetalarnas pengar spenderats på läkemedelsforskning och utveckling i ett försök att utrota sjukdomen, och biljoner mer har spenderats av patienterna själva, men resultaten förblir nedslående.

Även efter fyrtio år av ett komplext "traditionellt" (kirurgi och kemoterapi) och "nukleärt" (strålterapi) krig mot cancer, får en av fyra diagnosen denna sjukdom - och enligt prognoser kommer antalet fall att fortsätta att växa stadigt.

Kanske speglar detta monumentala nederlag det faktum att cancerns natur har missförståtts i grunden, och samtidigt har våra försök att förebygga eller bota den blivit felaktiga?

Så frågan som måste besvaras på nytt är: vad är cancer?

Kanske borde vi återgå till den grundläggande frågan: vad är cancer? När allt kommer omkring, tills vi hittar ett definitivt svar, är alla försök att "förebygga" eller "bota" en sjukdom vi inte förstår dömda att misslyckas.

Under det senaste halvseklet har "mutationsteorin" gett den etablerade förklaringen till orsaken till cancer, enligt vilken ackumulerade mutationer i våra celler leder några särskilt sårbara till "galenskap". Deras "galna" och "förvrängda" beteende är resultatet av många destruktiva fenomen i DNA:t som normalt upprätthåller deras "civiliserade" aktiviteter i förhållande till det stora flercelliga samhället som helhet - organismen. Ur denna synvinkel multiplicerar dessa oseriösa celler kontinuerligt och bildar en tumör, och imiterar på olika sätt egenskaperna hos infektiösa processer i värdkroppen tills tumören stör vitala processer, vilket i slutändan leder till döden.

Enligt denna hypotes, som är starkt påverkad av Darwins evolutionsteori (ibland kallad "intrinsic darwinism", som driver utvecklingen av friska celler till maligna), är denna process mycket lik naturligt urval, d.v.s. slumpmässiga mutationer är fördelaktiga för överlevnad och spridning av cancerceller i en tumör. DNA-skador kan uppstå både genom nedärvning av defekta DNA-sekvenser ("dåliga gener") och under påverkan av destruktiva kemikalier (till exempel tobak) eller radiostrålning.

Även om denna uppfattning ger en viss förklaring, kan den också vara missvisande. Till exempel är en av evolutionens grundläggande principer att slumpmässiga mutationer nästan alltid är farliga och leder till celldöd. Men i det här fallet verkar cancerceller vara de riktiga "lyckliga". Istället för att dö som normala celler när de ställs inför slumpmässiga mutationer, uppvisar de exakt motsatt reaktion: de blir odödliga, oförmögna att genomgå programmerad död, som händer med friska celler.

Är då omvandlingen av en frisk cell till en cancersjuk verkligen baserad på slumpmässighet och kaos? Tumörceller uppvisar trots allt ett mycket organiserat beteende, så det verkar omöjligt att de skulle kunna stimuleras av sådana helt slumpmässiga krafter som mutation...

Cancerceller (tumörer eller neoplasmer) kan till exempel bygga upp sitt eget blodförsörjningssystem (angiogenes), kan skydda sig själva genom att tysta cancerhämmande gener och aktivera tumörinitierande gener, släppa ut aggressiva enzymer som kan röra sig fritt i hela kroppen. kroppen kan de ändra sin ämnesomsättning, att leva i miljöer med lågt syre, högt socker och hög surhet, och vet också hur man tar bort sina egna ytreceptorer för att undvika upptäckt av vita blodkroppar.

Kan dessa komplexa beteendemönster vara resultatet av slumpmässig mutation? Och är det möjligt att slumpmässiga mutationer kan leda till bildandet av samma "lyckliga" uppsättningar av genetiska egenskaper varje gång nya former av cancer bildas i människokroppen?

Slumpmässiga mutationer spelar utan tvekan en viktig roll i initieringen och främjandet av cancer, men de ensamma är inte tillräckliga för att ge en fullständig förklaring.

Cancer som ett gammalt överlevnadsprogram

En genombrottsteori som presenteras av Arizona State University-forskaren Paul Davis och Australian National University-forskaren Charles Lineweaver kommer att bidra till att kasta välbehövligt ljus över cancerns sanna natur.

"Cancer är inte en slumpmässig samling av själviska, dåligt uppträdande skurkceller, utan ett mycket effektivt, programmerat svar på stress, finslipat under en lång period av evolution."

I sin uppsats, Cancer Tumors as Multicellular 1.0: Distant Ancestral Genes, föreslog Davis och Lineweaver att cancer är en atavism hämtad från en genetisk arsenal som är minst en miljard år gammal och som fortfarande finns kvar. – vanligtvis ligger i dvala – djupt i genomet av våra celler. Davis kallar detta dolda genetiska lager multicellular 1.0. Den innehåller vägar och program som en gång var nödvändiga för att våra uråldriga cellulära föregångare och deras tidiga proto-gemenskaper skulle överleva i en helt annan miljö.

Utan de högt differentierade cellerna och specialiserade organen hos högre metazoaner (metazoan 2.0) skulle celler med metazoan 1.0-genetik ha fördelaktiga egenskaper som skulle tillåta dem att överleva direktkontakt med vad som skulle vara en helt annan, hårdare (för oss) miljö.

Till exempel, för en miljard år sedan, var syrenivåerna i atmosfären extremt låga eftersom fotosyntesen ännu inte hade utvecklats för att producera en riklig tillgång på det. Det betyder att cellulärt liv vid den tiden skulle ha behövt lära sig att trivas i en miljö med låg syrehalt eller syrefri miljö – vilket är precis vad cancerceller gör, med aerob glykolys för att producera energi istället för oxidativ fosforylering.

Davis och Lineweaver sammanfattade sina åsikter på följande sätt:

"Vi föreslår att cancer är en atavism som uppstår när genetiska eller epigenetiska fel låser upp en gammal arsenal av redan existerande anpassningar som återställer dominansen till ett tidigare lager av gener som kontrollerade fria kolonier av endast delvis differentierade tumörliknande celler. Förekomsten av sådana verktyg tyder på att utvecklingen av neoplasm (cancer) i värdorganismen är klart annorlunda än normal darwinistisk evolution."

Istället för att se cancerns kännetecken för kontinuerlig reproduktion som en nyligen utvecklad egenskap som försummades av en slumpmässig mutation, bör den betraktas som cellens "default"-tillstånd, som utvecklades för en miljard år sedan när "odödlighet" var första prioritet.

Kom ihåg att denna urgamla samling av celler inte hade samma celltypsdifferentiering och vävnadsspecialisering som hos högre djur (d.v.s. hud, hår, naglar, etc.) för att skydda mot miljöns skadliga effekter.

Om cancer är ett uråldrigt överlevnadsprogram som exponeras, betyder det inte att "mutationsteorin" fortfarande inte innehåller någon sanning. Genetiska lesioner och mutationer bidrar i huvudsak till utvecklingen av cancer, men snarare än att se dem som "orsakar" ett komplext system av cancerrelaterade beteenden, skulle det vara mer korrekt att tänka på dem som avslöjar en redan existerande uppsättning genetiska program ( atavism).* Till exempel, , det finns över hundra onkogener kända för att existera i vårt DNA och är gemensamma för en lång rad olika arter, inklusive fruktflugor, vilket visar hur uråldriga (minst 600 miljoner år gamla) och universella ( finns i de flesta flercelliga organismer) är de.

I detta nya sätt att tänka kan cancer inte längre ses som någon förutbestämd tidsbombgen inbäddad i oss, eller helt enkelt som en biprodukt av kumulativ exponering för genotoxiska ämnen.

Troligtvis är cancer en uråldrig reaktion på överlevnad i en allt giftigare miljö, med onaturlig näring och försvagad immunitet. Dessa celler har lärt sig att överleva under konstant överdriven stress, utföra konstant självläkning (replikation) och följa principen: allt som inte dödar dig gör dig starkare.

Cancer kan inte längre ses som något dåligt som händer i en frisk kropp. Cancer är något som kroppen aktivt tar på sig som svar på en ohälsosam cellulär, fysisk och planetarisk miljö. Istället för att uttrycka en fysisk abnormitet kan det vara ett uttryck för fysisk intelligens och våra cellers förmåga att överleva under förhållanden som hotar att förstöra dem till en punkt bortom vilken överlevnad är omöjlig.

Det belyser också den destruktiva karaktären hos kemoterapi och strålbehandling. Tumörer innehåller ett brett spektrum av celler, av vilka många i huvudsak är godartade (skulle aldrig skada kroppen), och några av dem innehåller också mer skadliga celler.

Invaderande celler är mer primordiala i sin genetiska konfiguration (flercelliga 1.0) på grund av hur mycket skada de måste utstå under sin livscykel. Det är dessa celler som är mest resistenta mot kemoterapi och är mindre benägna att dö när de utsätts för dem. Därför dödar kemoterapi och strålbehandling celler som faktiskt inte utgör ett hot.

Det är mer meningsfullt att se cancer inte som en "monolitisk sjukdom" utan som ett symptom på försämrade cellulära och miljömässiga förhållanden. Med andra ord har cellens miljö blivit ogästvänlig för dess normala funktion, och för att hjälpa den att överleva genomgår cellen djupgående genetiska förändringar som rekapitulerar de uråldriga genetiska vägar som vi förknippar med cancerfenotypen. Detta "ekologiska" tillvägagångssätt återvänder vår uppmärksamhet till de orsaker som kan förebyggas och behandlas till "sjukdom", istället för det oklara och föråldrade konceptet med "defekta gener" som vi inte har någon kontroll över.

I grund och botten måste vi flytta vårt tänkande från synpunkten att cancer är något onaturligt som händer oss, till ett där vi ser cancer som en helt naturlig reaktion av vår kropp för att överleva under onaturliga förhållanden. Förändra dessa förutsättningar till det bättre, och du kommer att få mycket mer nytta av det än av att bekämpa cancer som en fiende.

* Begreppet cancer som atavism kan förklaras på följande sätt: atavism är en äldre genetisk egenskap, en egenskap som inte längre används och därför undertrycks av nyutvecklade gener. Ett exempel är vävbandet mellan fingrarna. Medan vi är i livmodern har alla dem, men under embryonal utveckling försvinner de. Detta görs genom processen av "programmerad celldöd", även känd som apoptos. Kroppen sätter helt enkelt på apoptosgenerna i de vävnader som är associerade med den vävda vävnaden, och dessa celler plockar tyst isär sig själva, vilket resulterar i normala händer och fötter utan väv. Det intressanta är att cancerceller är cancerframkallande eftersom de inte dör.

De glömde antingen hur man genomgår programmerad död (apoptos) eller tvingades av trauma (genetisk störning) eller miljöstress (epigenetisk förändring) att undertrycka gener som skulle tillåta dem att dö.

Cancerceller är i huvudsak kopierade från den antika genetiska verktygslåda som deras föregångare för över en miljard år sedan använde för att överleva i mycket tuffa miljöer, och där replikering var en mycket att föredra framför döden.

Virusens natur och ursprung

Antigen variation av influensaviruset och aspekter av dess studie.
Lösningen för att erhålla effektiva försvagade varianter av influensaviruset hämmas av den unika plasticiteten och variationen hos dess antigena egenskaper. Nästan årliga influensaepidemier med olika intervaller blir globala. På senare år har infektionen som orsakar pandemier varit influensa A-viruset. Analys av antigena förändringar inom var och en av dess tre typer visar att förändringen i antigensammansättningen av virusstammar av typ AO till typ A inträffade gradvis, och övergången från typ A1 till A2 var skarp.
Efter att det 1957 registrerades att en ny serologisk typ A2 hade dykt upp i naturen verkade den stabil under en tid, även om det fanns mindre förändringar. Men redan 1964 blev de betydelsefulla och efter epidemin i Hong Kong skiljde sig virusen så dramatiskt att man antog att det hade uppstått en ny antigen typ A. Under virusets evolution förändrades inte bara de antigena egenskaperna hos ytproteiner , men också andra egenskaper. Influensavirusstammen som isolerades under epidemin 1971-1972 ökade, i motsats till tidigare cirkulerande stammar, avsevärt dess reproduktions- och neuraminidasaktivitet, ökade kraftigt termostabiliteten hos virus och förvärvade förmågan att regelbundet orsaka viremi hos möss (Zakstelskaya et al., 1969) Sokolov, Podchernyaeva, 1975).
Om tidigare typ B-virus var relativt stabila så har det skett en kontinuerlig förändring sedan 1967 (Seihachiro, Mitsuo, 1974). I april–maj 1974 isolerades nya stammar av influensaviruset, av vilka B/Hong Kong 15/72 betraktas som en ny variant, och andra som mellanliggande mellan de gamla och nya stammarna, vilket gör att vi kan ompröva uppgifterna om influensa B-virusets antigena stabilitet och föreslår uppkomsten av en ny serotyp.
Sålunda framträder en bild av betydande antigena förändringar inom typ A och B. Detta väcker naturligtvis stor uppmärksamhet hos forskare som arbetar med influensaproblemet. Eftersom ens närvaron av intensiv immunitet i befolkningen inte kan orsaka så stora antigena förändringar i influensaviruset, lades en hypotes fram om periodiciteten av rekombinationer som förekommer mellan mänskliga och animaliska influensavirus, såväl som mellan mänskliga och fågelvirus. När man utvecklade denna hypotes visade det sig att influensa naturligt påverkar grisar, hästar, kalkoner, höns, ankor, tärnor, och denna lista fortsätter att växa. De har antikroppar mot mänskliga influensavirus i sitt blodserum. Detta är inte förvånande, eftersom fragmenteringen av influensavirusgenomet bestämmer möjligheten till inte bara intraspecifik, utan interspecifik rekombination.
Den preparativa separationen av neuraminidas och hemagglutinin öppnar för möjligheter för en djupgående analys av sambandet mellan individuella egenskaper. Vissa forskare (Webster a. o., 1973; Gorev et al., 1974) noterar att det rekombinanta viruset samtidigt med hemagglutinin förvärvar virulens. Det finns en uppsättning rekombinanter med specificerat hemagglutinin och neuraminidas.
För närvarande studerar många virologilaboratorier runt om i världen influensaepizootier och analyserar antigena samband med mänsklig influensa. Arbetet i denna riktning samordnas och stimuleras av WHO. Komplexiteten i detta problem dikterar behovet av en tvetydig inställning till dess lösning. Parallella sökningar efter andra förhållningssätt till denna fråga bör inte betraktas som alternativ.
På 40-50-talet bevisades experimentellt uppkomsten av antigena varianter under passage av viruset i kroppen hos immuniserade djur (Archetti, Horsfoll, 1960). Dessa förändringar var ganska ihållande, virusen bibehöll sin nya antigena specificitet i seriepassager in ovo och i frånvaro av immunoserum. Dessutom ändrar långvariga passager av influensaviruset genom kropparna av icke-immuniserade friska djur dess biologiska egenskaper. Till exempel fick K. Paucker (1960), under passager av PR8-stammen, ett virus under lång tid som var antigeniskt annorlunda än originalet och inte liknade andra typer av influensavirus. Författaren tror att mellan passagerna 103 och 107 bildades en mutant, som sedan ersatte det ursprungliga viruset. Liknande data tillhandahålls av K. Zgozelska et al (1973).
Här ser vi en manifestation av den grundläggande lagen för utveckling av vilken population som helst, inklusive en viral - genpoolen i en population förändras över tiden: å ena sidan blir den utarmad som ett resultat av utrotningen av organismer som innehåller individuella gener, och å andra sidan blir det berikat på grund av mutationer som ger upphov till nya gener.
Arbetet av S. Fazekas de Sent Groth, C. Hannoun (1973) om valet av spontana antigena mutanter av influensa A-virus under "immunopress" (dvs. i närvaro av immunoserum) gjorde det möjligt att reproducera den hierarkiska ordningen av virus inom varje typ. Dessutom baserades han i alla sina slutsatser på indikatorerna för tvärsnitts-RZGA. I experiment på selektion av sena mutanter erhållna med hjälp av antikroppar kunde han reproducera den naturliga processen för selektion av epidemiska stammar. Han föreslog också en enkel modell av interaktionen mellan en antikropp och ett antigen. Författaren presenterade den antigena zonen i virusets proteinskal i form av ett litet antal aminosyraproteinkedjor som sticker ut utanför virusets yta. Schematiskt ser det ut som en gaffel med tänder av olika längd och bredd, och motsvarande antikroppar är hålrum som kompletterar vissa eller alla tänderna. Således leder kontakt av antiserumet med ett besläktat antigen till eliminering av homologa antigener, och antigener med icke-komplementära regioner, dvs mutanter, finns kvar i populationen.
Detta diagram representerar den logiska utvecklingen av de grundläggande principerna för immunologi som uppstod på 40-talet, om interaktionen mellan antigen och antikropp och teorin om antikroppsbiosyntes. Enligt dessa arbeten har den aktiva gruppen av antikroppar en konfiguration utöver konfigurationen av den bestämmande gruppen för antigenet. Det antogs att dessa grupper förhåller sig till varandra som ett objekt relaterar till sin spegelbild. K. Landsteiner (1946) utförde experiment med ett artificiellt antigen som erhållits genom att komplexbinda proteinmolekyler med olika lågmolekylära föreningar, vilket visade att specificiteten för detta antigen endast kan bestämmas av en liten grupp fäst till proteinet. Antikroppar ”känner” inte igen ett antigen om det endast skiljer sig i positionen för metylgruppen i den aromatiska ringen från den som stimulerade bildningen av dessa antikroppar, eller i den rumsliga positionen för hydroxylen (Boyd 1969).
För att återgå till frågan om virusets antigena variabilitet kan vi ange antikropparnas urvalsroll i denna process. Hur mutanta partiklar uppstår i en viruspopulation är en av frågorna som måste besvaras för att förstå utvecklingen av influensavirus.
Varje viruspopulation innehåller spontana mutanter som uppstår som ett resultat av verkan av externa eller interna faktorer. Beroende på de förvärvade egenskaperna kan en mutant ha en fördel i reproduktionen och dominera i populationen. I vissa fall är det möjligt att identifiera den faktor som spelade en avgörande roll i uppkomsten av mutanten. Pandemin 1918 är av största intresse för forskare som arbetar med problemet med influensa, eftersom dess virus var extremt patogent för människor. Retrospektiv analys av detta virus har fått vissa forskare att tro att pandemin orsakades av ett svininfluensavirus som isolerades 1930 eftersom stammarna har antigener som är relaterade till de från svinvirus. Enligt en annan synpunkt orsakas ökningen av virusaktiviteten av uppkomsten av mutanta partiklar under påverkan av senapsgas, som användes under första världskriget, dvs före den pandemiska vågen av influensa (Blashkovich 1966). Senapsgas är verkligen ett extremt starkt biologiskt aktivt kemiskt medel. Dess mutagena aktivitet visades först av C. Auerbach och T.M. Robson (1946). Samtidigt fann man att senapsgas har en direkt mutagen effekt på kromosomerna. Senare upptäcktes att senapsgas kan orsaka mutationer i virus och bakterier. Följaktligen kan dess möjliga roll som ett mutagent medel inte uteslutas, om vi tar hänsyn till att kemiska och fysikaliska faktorer kan orsaka genetiska förändringar i biologiska objekt i alla utvecklingsstadier, och virus, uppenbarligen, är inget undantag.
Faktorer som kan fungera som mutagener under naturliga förhållanden inkluderar farmakologiska läkemedel. Det finns verk som analyserar sambandet mellan teratogen aktivitet och läkemedelsmolekylernas kemiska struktur; I mikroorganismer observeras ett liknande fenomen med den utbredda uppkomsten av läkemedelsresistenta muterade former. På höjden av influensan, när viruset förökar sig i kroppen, tar patienterna mediciner som är syntetiska kemiska föreningar.
Det är känt att antivirala medel är ganska effektiva endast om de selektivt kan undertrycka syntesen av nukleinsyror, det vill säga de kommer i direkt kontakt med den genetiska apparaten. Tydligen, på grund av särdragen hos influensavirusgenomet, passeras gränsen mellan de rent antivirala och mutagena effekterna av kemiska föreningar lätt.
Våra experiment som studerar effekten av kemiska föreningar på den antigena specificiteten hos influensavirus som tillhör AO-serotypen visade att vissa föreningar från klassen supermutagener kan orsaka förändringar som inte sträcker sig utöver den homologa serotypen. I synnerhet inducerade de två första representanterna för nitrosoalkylureor mutationer för denna egenskap (Chulanova, 1968; Akhmatullina et al. 1974). Vi använde vår föreslagna modifiering av RZGA, vilket gjorde det möjligt att fastställa koefficienten Ap och, baserat på den, att bestämma graden av skillnad i antigenspecificiteten för vilda och muterade virus.
Experiment med en stor uppsättning kemiska föreningar avslöjade ett annat medel bland dem - 1,4-bis-diazoacetylbutan, som är aktiv i mutation baserat på antigenspecificitet. Vi använde också immunopressmetoden; efter exponering för mutagenet passerades viruset i närvaro av homologt serum. Omodifierade viruspartiklar neutraliserades med komplementära antikroppar och selektiva betingelser skapades för inducerade mutanter. De resulterande antigena mutanterna studerades i ett korsreaktionstest med serum mot vilda och muterade virus och i en utfällningsreaktion och indikerade signifikanta antigena förändringar.
Således kommer ytterligare experimentell studie av inducerade mutanter med användning av en stor uppsättning kemiska föreningar att ge information om problemet som studeras.

Influensa. Behandling och förebyggande.
Influensa är en akut infektionssjukdom i de övre luftvägarna. Farlig i sig, influensan förvärrar förloppet av andra kroniska sjukdomar och orsakar allvarliga komplikationer i hjärt- och kärl- och centrala nervsystem, matsmältningsorgan, njurar etc. Influensan är farligast för barn och äldre. Hastigheten på spridningen av influensa, svårighetsgraden av sjukdomen, frekvensen av komplikationer och ibland dödsfall - allt detta gör att förebyggandet av det är särskilt viktigt. Människor som är involverade i sport och gymnastik är mycket mindre benägna att utsättas för influensaviruset. Det finns flera typer av influensavirus kända - A, B, C, etc.; under påverkan av miljöfaktorer kan deras antal öka. På grund av det faktum att immuniteten mot influensa är kortvarig och specifik, är upprepad sjukdom möjlig under en säsong. Enligt statistiken lider i genomsnitt 20-35% av befolkningen av influensa varje år.
Smittkällan är en sjuk person; Patienter med en mild form är de farligaste som spridare av viruset, eftersom de inte isolerar sig själva i tid - de går till jobbet, använder kollektivtrafik och besöker nöjesställen.
Smittan överförs från sjuka till friska genom luftburna droppar när man pratar, nyser, hostar eller genom hushållsartiklar.
Den latenta perioden av influensa varar från 1 – 12 timmar till 3 dagar. Sjukdomen börjar akut: en kraftig ökning av temperaturen till 38-400, frossa, huvudvärk, smärta i ben och muskler, allmän svaghet; smärta och ont i halsen, smak- och luktrubbningar uppstår; Efter 12-24 timmar uppträder nasala flytningar.
Temperaturen varar 1-3 dagar, ibland upp till 6-7 dagar. Som regel återgår temperaturen till det normala i slutet av den första veckan. Med korrekt behandling och vård sker återhämtning inom 7-9 dagar.
Vid misstanke om influensa ska patienten isoleras och läggas. Detta måste göras innan läkaren kommer. Med tanke på att influensapatogener är mycket instabila i den yttre miljön och lätt förstörs under påverkan av syre och desinfektionsmedel, måste rummet regelbundet ventileras. Minst en gång om dagen, våtstäda rummet med blekmedel, formaldehyd, läsk, kloramin och tvättsåpa.
Patienten måste ha individuella rätter. Patientens servis och teservis ska tvättas med kokande vatten och bakpulver eller behandlas med en 5 % kloraminlösning. Systematisk desinfektion av patientens underkläder och sängkläder genom att koka i tvållösning är obligatorisk.
Alla läkemedel som ordinerats av en läkare bör förvaras på en särskilt avsedd plats. Förutom mediciner är det lämpligt att dricka mycket vätska under alla sjukdomsperioder: te med honung eller citron, tranbärsjuice, varm mjölk, frukt- och grönsaksjuice. Mat måste innehålla mycket kalorier. Läkarens instruktioner måste följas strikt. Självmedicinering är oacceptabelt. Läkemedel kan inte tas utan läkares recept. Särskild försiktighet bör ges till antibiotika och sulfonamider - de verkar inte på influensaviruset, och om de tas utan tillstånd och felaktiga doser kan de orsaka allergiska reaktioner. Men det du kan använda smärtfritt är fotbad, senapsplåster, lök, vitlök. Frigörs genom lungorna, de eteriska oljorna i lök och vitlök ökar utsöndringen av slem och underlättar därigenom lättare upphostning vid luftvägssjukdomar.
Sjukvården har också ett antal specifika anti-influensamedel, som i första hand inkluderar ett levande vaccin och ett speciellt serum innehållande skyddande proteiner. Läkemedlen som introduceras i praktiken är interferon och oxolinsalva.
Härdning, en balanserad kost, frisk luft och snabb behandling av kroniska sjukdomar hjälper dig att förebygga förkylningar, särskilt influensa.

Moderna idéer om virus utvecklades gradvis. Efter upptäckten av virus av D.I. Ivanovsky (1892) ansågs de helt enkelt vara mycket små mikroorganismer, oförmögna att växa på konstgjorda näringsmedier. Strax efter upptäckten av tobaksmosaikviruset bevisades den virala naturen hos mul- och klövsjukan, och några år senare upptäcktes bakteriofager. Således upptäcktes tre huvudgrupper av virus, som infekterade växter, djur och bakterier.

Men under lång tid utvecklades dessa oberoende grenar av virologin isolerat, och de mest komplexa virusen - bakteriofager - ansågs under lång tid inte vara levande materia, utan ungefär som enzymer. Men i slutet av 20-talet och början av 30-talet blev det klart att virus är levande materia, och ungefär samtidigt tilldelades namnen på filtrerbara virus, eller ultravirus, till dem. Detta återspeglades i en av de första monografierna om dem. Senare försvann prefixen, och den för närvarande använda beteckningen - virus - slog rot, under vilken växt- och djurvirus och bakteriofager - bakterievirus - förenades.

I slutet av 30-talet och början av 40-talet utvecklades studiet av virus så mycket att tvivel om deras levande natur försvann, och konceptet med virus som organismer formulerades. Grunden för erkännandet av virus som organismer var de fakta som erhölls under deras studie, som visade att virus, liksom andra organismer (djur, växter, protozoer, svampar, bakterier), är kapabla att fortplanta sig, har ärftlighet och variabilitet, anpassningsförmåga till förändrade förhållanden i deras miljö och, slutligen, känslighet för biologisk evolution, till följd av naturligt eller artificiellt urval.

Begreppet virus som organismer nådde sin höjdpunkt i början av 1960-talet, när begreppet "virion" som en viral individ introducerades. Men under dessa samma år, som präglades av de första framgångarna inom virusens molekylära biologi, började också nedgången av begreppet virus som organismer, och dessa motsägelsefulla processer (triumf och nedgång) återspeglades vid det första internationella symposiet. Redan då, samtidigt med introduktionen av begreppet "virion", visades skillnaderna i deras struktur från cellstrukturen å ena sidan, och till och med termen "arkitektur" av virioner introducerades. Å andra sidan sammanfattades fakta som pekade på en helt annan typ av reproduktion från celler, som under en tid kallades disjunktiv reproduktion, vilket betonade oenigheten - tidsmässigt och territoriellt - i syntesen av genetiskt material (RNA, DNA) och virus proteiner. Rapporten vid det tidigare nämnda symposiet formulerade också huvudkriteriet för att skilja virus från andra organismer: virusets genetiska material är en av två typer av nukleinsyror (RNA eller DNA), medan organismer har båda typerna av nukleinsyror.

Detta kriterium visade sig senare vara icke-absolut, eftersom DNA-innehållande virus för det första syntetiserar budbärar- (eller mall-) RNA under reproduktion, och för det andra syntetiserar RNA-innehållande retrovirus DNA under reproduktion, och dessutom stora RNA-innehållande virus (smittkoppor, herpes) kan också innehålla små mängder RNA i virioner, och små mängder DNA (fortfarande troligen cellulärt) finns i virioner av influensavirus. Det huvudsakliga och absoluta kriteriet som skiljer virus från alla andra livsformer är frånvaron av deras egna proteinsyntessystem (ribosomala system).

De data som ackumulerats hittills tillåter oss också att komma till slutsatsen att virus inte är organismer, inte ens de minsta, eftersom alla, till och med minimala organismer som mykoplasma, rickettsia eller klamydia har sina egna proteinsyntetiseringssystem.

Metoden för reproduktion av virus skiljer sig också från den delning, knoppning, sporbildning eller sexuella process som sker i encelliga organismer, i celler av flercelliga organismer och i de senare i allmänhet. Reproduktion, eller replikation, som reproduktion av virus vanligtvis kallas, sker disjunktivt (den senare termen antyds nu oftare än används). Bildandet av virioner sker antingen genom självmontering (förpackning av viral nukleinsyra till en proteinkapsid och bildar därmed en nukleokapsid), eller med deltagande av cellen (vissa lipidinnehållande mykoplasmafager), eller båda metoderna (höljeförsedda virus) . Motsättningen mellan mitotisk celldelning och replikation är naturligtvis inte absolut, eftersom metoderna för replikering av det genetiska materialet i en cell och DNA-innehållande virus inte är fundamentalt olika, och om vi tar hänsyn till att syntesen av genetiskt material i RNA-innehållande virus utförs också enligt malltypen, då är det relativ kontrast mellan mitos och replikation av alla virus. Och ändå är skillnaderna i metoderna för reproduktion av celler och virus så betydande att det är vettigt att dela upp hela den levande världen i virus och icke-virus.

Många andra begrepp som är "attribut" för organismer är inte tillämpliga på virus. Först och främst sådana grundläggande begrepp som "individ", "befolkning", "arter".

Det är vanligt att tolka begreppet "virion" som en viral individ, även om virion bara är ett visst stadium av virusets liv, och just det stadium då viruset inte uppvisar vital aktivitet. Därför föreslogs det till och med att kalla detta stadium av virusets existens en virospor. Samtidigt finns det flera grupper av virus där genomet inte bara är fragmenterat (detta förekommer även i eukaryota celler, vars genom är diskret och existerar som en summa av kromosomer), utan även dess olika fragment separeras och finns i olika partiklar. Viruset uppvisar infektiösa egenskaper endast när det tar emot en hel uppsättning olika partiklar, vars antal i växtvirus är 2 - 4, och i vissa insektsvirus upp till 28. Vad är en viral individ i dessa fall, när även konceptet av "virion" inte kan tillämpas?

Om vi ​​går vidare till analysen av virusets aktiva liv, som är helt reducerat till dess reproduktion, finner vi att platsen för det virion som har penetrerat cellen tas antingen av dess nakna nukleinsyra (till exempel i polioviruset ), eller av ett nukleoproteinkomplex (till exempel i influensaviruset), eller mer komplexa subvirionstrukturer (till exempel i reovirus). Sedan sker syntesen av dottermolekyler i det virala genomet. I många DNA-innehållande virus liknar denna process inte bara syntesen av cellulära DNA-kromosomer, utan tillhandahålls också i stor utsträckning, och ibland nästan helt, av cellulära enzymer. Dessutom sker detta inte bara under bildandet av enkla och små virus (papovavirus, parvovirus), utan också under syntesen av komplexa virus med ett stort genom (herpesvirus, iridovirus), där en viss andel av DNA-syntesen katalyseras av sina egna enzymer. De replikativa mellanprodukterna som bildas i detta fall kan knappast karakteriseras som virala individer: dessa är matriser på vilka många kopior av virusets dottergenom syntetiseras. För virus med ett enkelsträngat RNA-genom är de antingen informationsmässigt meningslösa, dvs. de kodar inte för motsvarande virusspecifika proteiner (virus med positiv genompolaritet), eller tvärtom innehåller de gener för virala proteiner, eftersom virion-RNA har inte kodande egenskaper.

Tillsammans med produktionscykeln kan vissa DNA-innehållande virus (tempererade fager, papovavirus, hepatit B-virus etc.) ingå i en integrerande interaktion med det cellulära genomet, kovalent integreras i det och förvandlas till en grupp av cellulära gener som överförs till ättlingceller (i eukaryoter) enligt Mendeleevs lagar. I detta tillstånd är det integrerade virala genomet, kallat ett provirus, faktiskt en grupp av cellulära gener. Om en mutation inträffar i ett provirus som gör det omöjligt att "klippa ut" det virala genomet från det cellulära genomet, kan ett sådant defekt provirus för alltid bli en integrerad del av arvsmassan. Många data tillåter oss att dra slutsatsen att genomen av pro- och eukaryoter innehåller integrerade gener eller genom från tidigare oberoende virus.

Det finns en stor grupp av RNA-innehållande retrovirus i vilka komplementärt DNA syntetiseras på matrisen av deras genom. Det, i form av dubbelsträngat DNA, är integrerat (kovalent insatt) i det cellulära genomet och är i denna form en matris för syntes av dottermolekyler av virion-RNA och mRNA för syntes av virala proteiner. I båda fallen (integrerbara DNA-virus, retrovirus) blir proviruset som bildas på dessa sätt en grupp av cellulära gener.

Dessa fakta och exempel illustrerar tydligt poängen att begreppet individ inte är tillämpligt på virus.

Begreppet en population är lika otillämpligt på virus, eftersom det intracellulära reproduktionsstadiet, och ännu mer integreringsprocesserna, helt gör tolkningen av ett reproducerande virus som en population meningslös. Till detta bör läggas data om defekta störande partiklar som "följer med" nästan varje virusinfektion. Dessa partiklar är virioner med ett ofullständigt genom, så de är inte kapabla till reproduktion. De spelar dock en viktig biologisk roll genom att säkerställa att virus finns kvar i infekterade organismer eller i vävnadskulturer. Sålunda representerar den virala "populationen" oftast summan av kompletta virioner och defekta formationer, det vill säga praktiskt taget dött material. Denna typ av "befolkning", bestående av levande och döda individer, är omöjlig att ens föreställa sig i organismernas värld. I vissa fall kan summan av defekta partiklar med defekter i olika delar av genomet säkerställa utvecklingen av en virusinfektion (multipel reaktiveringsfenomen).

Naturligtvis, om det inte finns några individer, ingen population, är det svårt att introducera begreppet art. Denna slutsats kommer att stödjas ytterligare av överväganden om ursprung och utveckling av virus. Och inte desto mindre har dessa koncept funnit tillämpning inom virologi. Vi talar om olika faktiskt existerande populationer av virus på nivån av både infekterade organismer och populationer av virusvärdar, och den moderna internationellt erkända klassificeringen av virus är baserad på identifiering av arter, släkten och även familjer och användningen av binomial nomenklatur, som accepteras för alla andra representanter för den ekologiska världen. Och det här är inte rent roliga, utan teoretiskt baserade och praktiskt användbara metodologiska tillvägagångssätt. Vi kommer att återkomma till förklaringen av dessa paradoxer senare.

Om virus inte är organismer, vilka är de då? För att besvara denna fråga är det nödvändigt att beskriva intervallet av biologiska strukturer som kan betecknas som virus. Detta är lätt när vi talar om vanliga, allmänt erkända virus, till exempel smittkoppsvirus eller MS2-fagen, trots att den första av dem har ett genom - DNA med en molekylvikt på upp till 240 10 6, och andra - RNA med en molekylvikt som väger cirka 1,2 x 10 6. Skillnaderna mellan dessa virus är förmodligen inte mindre signifikanta än, säg, mellan E. coli och en elefant, eller åtminstone någon cell från detta djur. Men virusvärlden är ännu rikare om vi inte begränsar dem till allmänt erkända smittsamma virus.

Antalet virus inkluderar naturligtvis defekta virus. Många onkogena retrovirus är defekta, eftersom deras förvärv av gener som kodar för onkogener ofta åtföljs av uppdelningar av andra gener. I närvaro av fullvärdiga hjälpvirus, vanligtvis nära biologiskt defekta, kan det defekta viruset antingen replikera (om det inte har en defekt i polymerasgenen) eller använda proteinerna från hjälparviruset (om det har defekter i generna av interna proteiner eller höljeproteiner). Det är möjligt att använda proteiner från biologiskt avlägsna virus: om ett retrovirus som är defekt i höljesproteiner förökas i närvaro av det vesikulära stomatitviruset, kommer virionerna att ha det senares yttre skal. Men för detta är det inte ens nödvändigt att ett av virusen är defekt: under en blandad infektion med många virus bildas virioner, vars genom är inneslutet i ett annat viruss skal.

Plasmider, eller, som de tidigare kallades, episomer, extrakromosomala faktorer av ärftlighet, "närmare" med satelliter. Dessa är relativt små, vanligtvis med en molekylvikt på mindre än 107, cirkulära, mer sällan linjära, DNA-molekyler som ofta finns i bakterieceller. De utför olika funktioner beroende på vilka gener de bär: gifter som dödar insekter; gener som orsakar tumörtillväxt i växter; enzymer som förstör eller modifierar antibiotika; fertilitetsfaktor - faktiskt inducerar den sexuella processen i bakterier - utbyte av gener mellan kromosomerna hos två bakterier. I jäst har man upptäckt mördarceller (dubbelsträngat RNA), på vilka toxiner "kodas" som dödar jästceller som inte bär på mördarceller. Plasmider har två huvudsakliga skillnader från virus, inklusive defekta sådana, och satelliter: deras gener kodar inte för syntesen av proteiner i vilka nukleinsyror är förpackade, och deras replikation säkerställs av cellen. Plasmider finns vanligtvis fria i cytoplasman, men kan integreras i genomet av en bärarcell, och den senare kan frigöras från dem. Det finns inga skarpa gränser mellan plasmider och vanliga virus. Sålunda är vissa plasmider helt klart derivat av fager, som har förlorat de flesta av sina gener och endast behållit ett fåtal av dem. Ett antal virus, till exempel bovint papillomvirus, kan kvarstå under lång tid i form av plasmider - nakna DNA-molekyler. Herpesvirus kan kvarstå i form av plasmider med ett fullständigt eller delvis borttaget genom. Med utvecklingen av genteknik blev det möjligt att artificiellt erhålla plasmider från viralt DNA, infoga främmande gener i plasmider och till och med konstgjort konstruera plasmider från fragment av cellulärt DNA.

Virus är nära besläktade med viroider, orsakerna till infektionssjukdomar. De har inga signifikanta skillnader från vanliga virussjukdomar, utan orsakas av märkliga strukturer - små (molekylvikt 120 000 - 160 000) cirkulära supercoiled RNA-molekyler. I alla andra avseenden är dessa typiska virussjukdomar med vissa manifestationer, smittsamhet genom mekanisk överföring och spridning av viroider i infekterade celler.

Slutligen liknar sjukdomar hos djur (får, getter) och människor (kurusjukan, Creutzfeldt-Jakobs sjukdom), som uttrycks i utvecklingen av spongiform encefalopati, virusinfektioner. Det antas att dessa sjukdomar är resultatet av utomkontrollerade gener som kodar för proteiner, som är både deras produkter och deras derenressorer, och orsaken till karakteristiska lesioner av nervceller.

Möjligheten till degenerativ evolution har upprepade gånger etablerats och bevisats, och kanske det mest slående exemplet på det är ursprunget till några cellulära organeller av eukaryoter från symbiotiska bakterier. För närvarande, baserat på studiet av nukleinsyrahomologi, kan det anses vara fastställt att kloroplasterna från protozoer och växter härstammar från förfäderna till dagens blågröna bakterier och mitokondrier från förfäderna till lila bakterier. Möjligheten av ursprunget till centrioler från prokaryota symbioner diskuteras också. Därför kan en sådan möjlighet inte uteslutas för ursprunget till virus, särskilt sådana stora, komplexa och autonoma som smittkoppsviruset.

Ändå är virusvärlden för mångsidig för att inse möjligheten av en så djup degenerativ evolution för de flesta av dess företrädare, från smittkoppsvirus, herpes och iridovirus till adenosatelliter, från reovirus till satelliter av tobaksnekrosviruset eller det RNA-innehållande deltaviruset - en satellit för hepatit B-viruset, för att inte tala om sådana autonoma genetiska strukturer som plasmider eller viroider. Mångfalden av genetiskt material i virus är ett av argumenten för ursprunget av virus från precellulära former. Faktum är att det genetiska materialet hos virus "tömmer ut" alla dess möjliga former: enkel- och dubbelsträngat RNA och DNA, deras linjära, cirkulära och fragmentariska typer. Naturen prövade så att säga alla möjliga varianter av genetiskt material på virus innan den slutligen valde dess kanoniska former - dubbelsträngat DNA som innehavare av genetisk information och enkelsträngat RNA som sändare. Och ändå är det mer sannolikt att mångfalden av genetiskt material i virus indikerar det polyfyletiska ursprunget för virus än att bevarandet av förfäders precellulära former, vars genom utvecklades längs en osannolik väg från RNA till DNA, från enkelsträngade former till dubbla former. -strandade osv.

Den tredje hypotesen om 20 - 30 år verkade osannolik och fick till och med det ironiska namnet på hypotesen om galna gener. Men ackumulerade fakta ger fler och fler nya argument till förmån för denna hypotes. Ett antal av dessa fakta kommer att diskuteras i en speciell del av boken. Här noterar vi att det är denna hypotes som enkelt förklarar inte bara det ganska uppenbara polyfyletiska ursprunget för virus, utan också det gemensamma för så olika strukturer som fullfjädrade och defekta virus, satelliter och plasmider och till och med prioner. Detta koncept innebär också att bildandet av virus inte var en engångshändelse, utan inträffade många gånger och fortsätter att inträffa för närvarande. Redan i avlägsna tider, när cellulära former började bildas, tillsammans med och tillsammans med dem, bevarades och utvecklades icke-cellulära former, representerade av virus - autonoma men cellberoende genetiska strukturer. För närvarande existerande virus är produkter av evolution, både av deras äldsta förfäder och av nyligen uppkomna autonoma genetiska strukturer. Det är troligt att svansfager är ett exempel på det förra, medan R-plasmider är ett exempel på det senare.

Huvudprincipen i Charles Darwins evolutionsteori är erkännandet av kampen för tillvaron och naturligt urval som drivkrafterna i evolutionsprocessen. Upptäckten av G. Mendel och den efterföljande utvecklingen av genetiken kompletterade de grundläggande bestämmelserna i evolutionsteorin med läran om ärftlig variabilitet, som har en slumpmässig, stokastisk natur, särskilt om mutationer och rekombinationer, som är "materialet" för naturligt urval . Den efterföljande utvecklingen av molekylär genetik materialiserade begreppet en gen och den kemiska grunden för mutationer och rekombinationer, inklusive punktmutationer, insertioner, deletioner, omarrangemang, etc. Det noterades dock med rätta att molekylär genetik endast förklarade mikroevolutionens processer väl huvudsakligen. inom världen och dåligt förklarade processerna för makroevolution - - bildandet av stora taxonomiska grupper som är grunden för progressiv evolution.

För att förklara den molekylära grunden för dessa processer, såväl som den faktiska utvecklingshastigheten, har teorin om gen- och genomduplicering föreslagits. Detta koncept motsvarar de observerade fakta och förklarar väl utvecklingen av den organiska världen på jorden, i synnerhet utseendet på ryggradsdjur (chordater) och deras vidare utveckling från primitiva amorfa djur till människor. Därför fick konceptet snabbt acceptans bland biologer som studerade evolutionens molekylära grund.

Tillsammans med detta har ett betydande antal fakta ackumulerats som indikerar förekomsten i naturen av ett storskaligt utbyte av färdiga block av genetisk information, inklusive mellan representanter för olika, evolutionärt avlägsna virus. Som ett resultat av ett sådant utbyte kan ärftliga egenskaper snabbt och abrupt förändras genom integrering av främmande gener (att låna en genfunktion). Nya genetiska egenskaper kan också uppstå på grund av en oväntad kombination av egna och integrerade gener (uppkomsten av en ny funktion). Slutligen öppnar en enkel ökning av arvsmassan på grund av icke-fungerande gener möjligheten till evolution av de senare (bildning av nya gener).

En speciell roll för att säkerställa dessa processer tillhör virus - autonoma genetiska strukturer, inklusive både konventionella virus och plasmider. Denna idé uttrycktes i allmänna termer och utvecklades sedan mer detaljerat [Zhdanov V.M., Tikhonenko T.I., 1974].