0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как гены определяют «негенетические» болезни

Генетические исследования: показания, методы

Медицинский эксперт статьи

В последние годы прослеживается увеличение доли наследственных болезней в общей структуре заболеваний. В связи с этим возрастает роль генетических исследований в практической медицине. Без знания медицинской генетики невозможно эффективно проводить диагностику, лечение и профилактику наследственных и врождённых заболеваний.

Наследственная предрасположенность, вероятно, присуща практически всем заболеваниям, но степень её значительно варьирует. Если рассматривать роль наследственных факторов в возникновении различных заболеваний, то можно выделить следующие их группы.

  • Заболевания, происхождение которых полностью определяется генетическими факторами (воздействием патологического гена); к этой группе относятся моногенные болезни, наследование которых подчиняется основным правилам законов Менделя (менделирующие заболевания), а воздействие внешней среды может оказывать влияние лишь на интенсивность тех или иных проявлений патологического процесса (на его симптоматику).
  • Болезни, возникновение которых определяется в основном воздействием внешней среды (инфекции, травмы и т.п.); наследственность может лишь влиять на некоторые количественные характеристики реакции организма, определять особенности течения патологического процесса.
  • Заболевания, при которых наследственность является причинным фактором, но для его проявления необходимы определённые воздействия внешней среды, их наследование не подчиняется законам Менделя (неменделирующие заболевания); они получили название мультифак-ториальных.

Наследственные заболевания

Развитие каждого индивида — результат взаимодействия генетических и внешнесредовых факторов. Набор генов человека устанавливается при оплодотворении и затем вместе с факторами внешней среды определяет особенности развития. Совокупность генов организма получила название генома. Геном в целом весьма стабилен, но под влиянием меняющихся условий внешней среды в нём могут происходить изменения — мутации.

Основные единицы наследственности — гены (участки молекулы ДНК). Механизм передачи наследственной информации основан на способности ДНК к самоудвоению (репликации). ДНК содержит генетический код (система записи информации о расположении аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в ДНК и информационной РНК), который определяет развитие и метаболизм клеток. Гены расположены в хромосомах, структурных элементах ядра клетки, содержащих ДНК. Место, занимаемое геном, называется локусом. Моногенные заболевания — монолокусные, полигенные болезни (мультифакториальные) — мультилокусные.

Хромосомы (видимые в световом микроскопе палочковидные структуры в ядрах клеток) состоят из многих тысяч генов. У человека каждая соматическая, то есть не половая, клетка содержит 46 хромосом, представленных 23 парами. Одна из пар — половые хромосомы (Х и Y) — определяет пол индивида. В ядрах соматических клеток у женщин присутствуют две хромосомы X, у мужчин — одна хромосома Х и одна хромосома Y. Половые хромосомы мужчин гетерологичны: хромосома X больше, в ней содержится множество генов, отвечающих как за определение пола, так и за другие признаки организма; хромосома Y маленькая, имеет отличающуюся от хромосомы X форму и несёт главным образом гены, детерминирующие мужской пол. Клетки содержат 22 пары аутосом. Аутосомные хромосомы человека разделяют на 7 групп: А (1-, 2-, 3-я пары хромосом), В (4-, 5-я пары), С (6-, 7-, 8-, 9-, 10-, 11-, 12-я пары, а также хромосома Х, по размерам сходная с хромосомами 6 и 7), D (13-, 14-, 15-я пары), Е (16-, 17-, 18-я пары), F (19-, 20-я пары), G (21-, 22-я пары и хромосома Y).

Гены расположены вдоль хромосом линейно, причём каждый ген занимает строго определённое место (локус). Гены, занимающие гомологичные локусы, называются аллельными. Каждый человек имеет по два аллеля одного и того же гена: по одному на каждой хромосоме каждой пары, за исключением большинства генов на хромосомах X и Y у мужчин. В тех случаях, когда в гомологичных участках хромосомы присутствуют одинаковые аллели, говорят о гомозиготности, когда же в них содержатся разные аллели одного и того же гена, то принято говорить о гетерозиготности по данному гену. Если ген (аллель) проявляет свой эффект, присутствуя только в одной хромосоме, он называется доминантным. Рецессивный ген проявляется только в том случае, если он присутствует у обоих членов хромосомной пары (или в единственной хромосоме X у мужчин или у женщин с генотипом Х0). Ген (и соответствующий ему признак) называется Х-сцепленным, если он локализуется в хромосоме X. Все остальные гены называются аутосомными.

Различают доминант ный и рецессивный тип наследования. При доминантном наследовании признак проявляется как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состояниях. При рецессивном наследовании фенотипические (совокупность внешних и внутренних признаков организма) проявления наблюдают только в гомозиготном состоянии, в то время как при гетерозиготности они отсутствуют. Возможен также сцепленный с полом доминантный или рецессивный тип наследования; таким образом наследуются признаки, связанные с генами, локализованными в половых хромосомах.

При доминантно-наследуемых заболеваниях обычно поражаются несколько поколений одной семьи. При рецессивном наследовании в семье может длительно существовать скрытое гетерозиготное носительство мутантного гена, в связи с чем больные дети могут рождаться у здоровых родителей или даже в семьях, в которых в нескольких поколениях данное заболевание отсутствовало.

В основе наследственных болезней лежат мутации генов. Понимание мутаций невозможно без современного понимания термина «геном». В настоящее время геном рассматривается как мультигеномная симбиотическая конструкция, состоящая из облигатных и факультативных элементов. Основу облигатных элементов составляют структурные локусы (гены), количество и расположение которых в геноме достаточно постоянны. На долю структурных генов приходится приблизительно 10-15% генома. Понятие «ген» включает транскрибируемую область: экзоны (собственно кодирующий участок) и интроны (некодирующий, разделяющий экзоны участок); и фланкирующие последовательности — лидерная, предшествующая началу гена, и хвостовая нетранслируемая область. Факультативные элементы (85-90% от всего генома) представляют собой ДНК, которая не несёт информации об аминокислотной последовательности белков и не является строго обязательной. Эта ДНК может участвовать в регуляции экспрессии генов, выполнять структурные функции, повышать точность гомологичного спаривания и рекомбинации, способствовать успешной репликации ДНК. Участие факультативных элементов в наследственной передаче признаков и формировании мутационной изменчивости в настоящее время доказано. Такое сложное строение генома определяет разнообразие генных мутаций.

В самом широком смысле мутация — устойчивое, передаваемое по наследству изменение в ДНК. Мутации могут сопровождаться видимыми при микроскопии изменениями структуры хромосом: делеция — выпадение участка хромосомы; дупликация — удвоение участка хромосомы, инсерция (инверсия) — разрыв участка хромосомы, поворот его на 180° и прикрепление к месту разрыва; транслокация — отрыв участка одной хромосомы и прикрепление его к другой. Такие мутации обладают наибольшим повреждающим действием. В других случаях мутации могут заключаться в замене одного из пуриновых или пиримидиновых нуклеотидов единичного гена (точечные мутации). К таким мутациям относятся: миссенс-мутации (мутации с изменением смысла) — замена нуклеотидов в кодонах с фенотипическими проявлениями; нонсенс-мутации (бессмысленные) — замены нуклеотидов, при которых образуются терминирующие кодоны, в результате синтез кодируемого геном белка преждевременно обрывается; сплайсинговые мутации — замены нуклеотидов на стыке экзонов и интронов, что приводит к синтезу удлинённых молекул белка.

Читать еще:  Неонатальный скрининг может быть расширен

Относительно недавно выявлен новый класс мутаций — динамические мутации или мутации экспансии, связанные с нестабильностью количества тринуклеотидных повторов в функционально значимых частях генов. Многие тринуклеотидные повторы, локализованные в транскрибируемых или регуляторных областях генов, характеризуются высоким уровнем популяционной изменчивости, в пределах которого не наблюдается фенотипических нарушений (то есть болезнь не развивается). Болезнь развивается лишь тогда, когда количество повторов в этих сайтах превосходит определённый критический уровень. Такие мутации не наследуются в соответствии с законом Менделя.

Таким образом, наследственные болезни — это болезни, обусловленные повреждениями генома клетки, которые могут затрагивать весь геном, отдельные хромосомы и вызывать хромосомные болезни, или затрагивать отдельные гены и быть причиной генных болезней.

Все наследственные болезни принято разделять на три большие группы:

  • моногенные;
  • полигенные, или мультифакториальные, при которых мутации нескольких генов и негенетические факторы взаимодействуют;
  • хромосомные нарушения, или аномалии в структуре или количестве хромосом.

Заболевания, относящиеся к двум первым группам, часто называют генетическими, а к третьей — хромосомными болезнями.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]

Как гены определяют «негенетические» болезни

Развитие определяется действием генов, взаимодействующих с клеточным и средовым окружением. Вовлеченные продукты гена включают регуляторы транскрипции, факторы диффузии, взаимодействующие с клетками и направляющие их по специфическим путям развития к рецепторам для таких факторов, структурным белкам, внутриклеточным сигнальным молекулам и многому другому.

Неудивительно поэтому, что наиболее многочисленные нарушения развития, встречаемые у людей, вызваны геномными, хромосомными или генными мутациями. Тем не менее даже если геном явно служит первичным источником информации, регулирующей и определяющей развитие человека, роль генов в развитии часто ошибочно считают основной. Фактически геном не имеет сходства с планом архитектора, точно определяющим, какие материалы должны быть использованы и как они должны быть собраны; это не буквальное описание итоговой формы, используемое всеми эмбриональными и плодными структурами.

Скорее геном определяет набор взаимодействующих белков и некодирующей РНК, указывающий направление процессов роста, миграции, дифференцировки и апоптоза, в конце концов с высокой степенью вероятности приводящих к развитию нормальных зрелых структур. Таким образом, например, нет генетических инструкций, указывающих, что фаланга пальца примет форму часового стеклышка или что глаз будет сферическим. Эти формы возникают как подразумевающиеся последствия процессов развития, тем самым генерируя структурно правильные клетки, ткани и органы.

Хотя первичные регуляторы развития — гены, другие процессы также должны сыграть свою роль. Развитие, регулируемое, но не детерминированное геномом, подчеркивает существенную роль вероятности в нормальном развитии. Например, у мышей мутация в гене формина вызывает аплазию почек только у 20% носителей мутации, даже если мутация передается инбредным животным.

Считают, что инбредные мыши генетически идентичны по всем локусам в их геномах, поэтому 20% пенетрантность единичной мутации в гене формина не может объясняться другими модифицирующими генами у мышей, пораженных почечной агенезией, по сравнению с непораженными мышами. Наиболее правдоподобное объяснение этому феномену — то, что мутация формина смещает баланс некоторого эволюционного процесса, увеличивая вероятность превышения порога одного из факторов почечной аплазии.

Таким образом, носительство мутации формина не всегда приводит к аплазии почек, и ни остальная часть генома, ни различные негенетические факторы не ответственны за развитие дефекта у небольшой части животных. Вероятностные процессы обеспечивают богатый источник индивидуальных различий, что не всегда ведет к нормальному развитию. Таким образом, в развитии нередко бывает, что «бывает все».

Факторы окружающей среды и их влияние на развитие

Локальная среда, в которой находится клетка или ткань, играет центральную роль в обеспечении нормального контекста развития. Неудивительно, что лекарства или другие агенты, проникающие из окружающей среды, могут оказаться тератогенами, поскольку они часто создают помехи, связываясь с молекулами, участвующими в действии генов. Идентификация механизма тератогенеза имеет очевидный смысл не только для клинической медицины и здравоохранения, но также для фундаментальной науки; понимание того, как тератогены вызывают врожденные дефекты, может дать понимание нарушений основных путей развития, приводящих к пороку.

Поскольку молекулярные и клеточные пути, используемые в ходе развития, часто уникальны и не используются после созревания, тератогены, вызывающие тяжелые врожденные пороки, могут не иметь побочных эффектов у взрослых людей, поскольку упомянутые пути больше не функционируют или имеют другие цели во взрослом состоянии. Характерный пример — ретиноидный синдром плода, наблюдаемый у женщин, получавших в течение беременности лекарство изотретиноин. Изотретиноин — пероральный ретиноид, предназначенный для системного лечения фурункулеза.

Он вызывает тяжелые врожденные пороки, если применяется во время беременности, поскольку имитирует действие эндогенной ретиноевой кислоты, вещества, рассредоточенного в тканях плода и взаимодействующего с клетками, заставляя их следовать по конкретному пути развития.

Другие тератогены часто вызывают очень специфические наборы врожденных пороков, риск которых критически зависит от гестационного возраста на момент воздействия, чувствительности разных тканей к тератогену и продолжительности воздействия тератогена в ходе беременности. Один из классических примеров — талидомидный синдром. Талидомид — успокоительный препарат, широко используемый в пятидесятые годы XX в., впоследствии распознан как тератоген.

Он вызывает высокую встречаемость деформаций конечностей у эмбрионов, подвергшихся воздействию между 4-й и 8-й нед гестации, из-за влияния на васкуляризацию развивающейся конечности. Другой пример — алкогольный синдром плода. Алкоголь вызывает конкретный набор врожденных пороков, включая в первую очередь ЦНС, поскольку он сравнительно более токсичен для развивающихся мозговых и связанных черепно-лицевых структур, чем для других тканей.

Некоторые тератогены, например рентгеновское излучение, также являются мутагенами. Фундаментальное различие между тератогенами и мутагенами — то, что мутагены вызывают нарушения, создавая наследуемые изменения в генетическом материале, тогда как тератогены действуют непосредственно и однократно на развитие тканей эмбриона. Таким образом, влияние на плод мутагена может вызывать повышенный риск врожденных дефектов или других болезней (например, опухолей) в течение всей жизни человека и даже у его потомства, а влияние тератогенов увеличивает риск врожденных дефектов в данной, но не в последующих беременностях.

Читать еще:  Вакцину от диабета 1 типа начнут тестировать в 2018 году

Как гены определяют «негенетические» болезни

Как гены определяют «негенетические» болезни

Чтобы понять причину той или иной болезни, исследователи нередко ищут мутации в генах, известных как «кодирующие» участки ДНК. В результате таких мутаций происходит образование дисфункциональных белков, что ведет к развитию патологии. Тем не менее, данная стратегия работает только для категории наследственных заболеваний.

Но значит ли это, что в случае НЕнаследственных заболеваний ДНК ни при чем? А если это так, то почему столь популярны исследования, посвященные поиску генов, связанных с самыми разными болезнями? И почему, несмотря на многочисленные работы в этом направлении, причины многих патологий остаются туманными?

Ученые из Рокфеллеровского университета говорят, что долгое время поиски велись не в том направлении. Поскольку кодирующая ДНК — это далеко не всё.

Например, хотя исследования выявили много различных кодирующих мутаций, которые способствуют развитию расстройств аутистического спектра (АСД) и эпилепсии, вместе эти мутации объясняют максимум треть всех случаев.

Поэтому теперь исследователи ищут нарушения в некодирующих участках ДНК — областях, которые непосредственно не кодируют белки, но создают РНК, задачей которой является регулирование генов.

Уже известно, что эти области, которые когда-то считали «мусорной ДНК», играют решающую роль в определении того, какие белки вырабатывает клетка, когда она их производит и в каких количествах. Анализ некодирующей ДНК может быть особенно полезен для изучения болезней, которые не поддаются пониманию в рамках традиционных моделей наследственности.

«У многих состояний есть генетический компонент, но это не просто наследственность, когда вы можете предсказать вероятность того, что ребенок заболеет, основываясь на геноме родителей», — поясняет Роберт Б. Дарнелл, профессор биологических наук. «Нужен другой подход, чтобы выяснить, какие типы мутаций лежат в основе заболевания».

Чтобы найти мутации, связанные с РАС, Дарнелл совместно с коллегами разработал тот самый новый подход . Используя большую генетическую базу данных, ученые проанализировали ДНК членов 1790 семей, каждая из которых состояла из матери, отца, одного ребенка с РАС и одного без диагноза.

Затем исследователи применили алгоритм машинного обучения, чтобы определить, как дети с аутизмом генетически отличаются от членов семей, которые не затронуты данным расстройством. Выяснилось, что анализ некодирующих мутаций действительно дает много дополнительной информации о неизученных ранее причинах аутизма.

Более того, стало очевидно, что вникая в действие этих мутаций, исследователи могут лучше понять не только РАС, но и другие состояния, от неврологических нарушений до сердечных заболеваний.

«Некодирующая ДНК составляет более 98 % генома, и она в значительной степени не исследована», — говорит профессор Дарнелл. «Мы показали, что эта генетическая темная материя дает нам более полное понимание тех болезней, для которых раньше наука не могла найти убедительную причину».

НЕГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ

НЕГЕНЕТИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ — взаимодействия вирусов на уровне продуктов генов при одновременном попадании в клетку вирионов различных вирусов. Различные формы взаимодействия вирусов в клетке условно подразделяют на два основных вида: первый — генетические взаимодействия вирусов на уровне геномов; второй — негенетические взаимодействия на уровне продуктов гена. При Н. в. в. может иметь место «помощь» одного вируса другому (комплементация, негенетическая реактивация, вирусы-помощники); образование вирионов, построенных из белков двух родительских вирусов, но обладающих геномом одного штамма (фенотипическое смешение), либо вирионов, в к-рых геном одного вируса заключен в капсид, построенный из белков другого вируса (маскирование генома), угнетение размножения одного вируса другим (нек-рые виды интерференции). При генетических взаимодействиях вирусов возникают вирусы с новыми генетическими признаками, унаследованными от обоих родителей, в то время как при негенетических взаимодействиях вирусов изменения носят временный характер и не наследуются в потомстве. Изучение проявлений Н. в. в. и механизмов, лежащих в основе этих взаимодействий, имеет большое значение как для понимания механизмов репродукции вирусов (см. Вирусы), так и для разработки новых методов борьбы с вирусными заболеваниями.

Н. в. в.— явление, часто встречающееся в естественных условиях и представляющее большое биол, и мед. значение. Зачастую организм одновременно инфицируется несколькими вирусами, а в ряде случаев острая инфекция проходит на фоне латентного существования другого вируса. Н. в. в. в таких условиях, приводящие к интерференции или усилению репродукции, могут оказывать существенное влияние на течение и исход заболевания. С другой стороны, существование нек-рых вирусов в природе (напр., вирусов-сателлитов) оказалось возможным только благодаря их негенетическим взаимодействиям с вирусами-помощниками. Большое биол, значение имеет феномен фенотипического смешения, в ре

зультате к-рого вирусы способны изменять спектр клеток-хозяев, а образование псевдотипов может способствовать проникновению генома вирусов в клетки, полностью резистентные для партнера, геном к-рого входит в состав псевдотипов. Возможность негенетической реактивации важно учитывать при изготовлении инактивированных вакцин, если в качестве инактивирующего агента используется препарат, разрушающий вирусные белки, но не геном вируса.

Содержание

Комплементация

При комплементации происходит взаимодействие двух вирусов, из к-рых у одного ген и кодируемый им продукт (белок) дефектен, и функцию этого продукта выполняет соответствующий белок второго недефектного вируса. В результате «помощи» этого белка дефектный вирус способен образовывать инфекционные вирионы.

В комплементации могут участвовать два вируса, каждый из к-рых имеет дефект в различных генах и кодируемых ими белках, или два вируса, из к-рых дефектен лишь один. Такая комплементация, когда оба участвующих в ней вируса помогают друг другу, называется ре-ципрокной (двусторонней). Если помощь в репродукции осуществляется лишь по отношению к одному из участвующих партнеров, комплементация называется нереципрокной (односторонней).

Наиболее изучена реципрокная комплементация в случае взаимодействия между мутантами родственных вирусов (особенно на примере условно-летальных мутантов). В этом случае клетки, инфицированные двумя изучаемыми мутантами вирусов, инкубируют в условиях, при к-рых каждый из вирусов, используемых для заражения индивидуально, не образует инфекционных вирионов (неразрешающие условия). Если мутационные повреждения у исследуемых мутантов расположены в различных генах, функцию мутантного белка одного вируса способен выполнять аналогичный немутантный белок другого. В результате имеет место определенный уровень образования инфекционного вируса. Однако, если у обоих мутантов поврежден один и тот же ген и соответственно один и тот же белок, система оказывается неактивной, и выход вируса при одновременной инфекции клеток двумя мутантами не превышает суммарный урожай инфекционного вируса при заражении клеток каждым мутантом.

Читать еще:  Шалфей таб. д/рассас n20

Реципрокная комплементация может быть двух типов — межгенная и внутригенная. Межгенная (неаллельная) комплементация происходит при взаимодействии двух вирусов, имеющих мутационные повреждения различных генов; в этом случае продукт недефектного гена одного мутанта осуществляет функцию соответствующего продукта дефектного гена мутанта и наоборот. Внутригенная (аллельная) комплементация наблюдается, когда определенный функц, белок построен из идентичных субъединиц — мономеров. Если у двух вирусов наблюдается мутация в одном и том же гене, но в различных его участках, образующиеся продукты — мономеры этих вирусов могут обладать неодинаковьш дефектом. При одновременном размножении в клетке двух таких мутантов объединение мономеров с различным дефектом в полимерный продукт способно привести к взаимной компенсации повреждений с восстановлением (по крайней мере частично) утраченной функции. Подобный вид комплементации вирусов встречается весьма редко; он описан пока лишь в опытах с ДНК-co держащими бактериофагами и с вирусом гриппа.

Нереципрокная комплементация наблюдается при взаимодействии дефектных вирусов с вирусами-помощниками. Существуют вирусы, не способные вследствие дефекта или даже отсутствия определенного белка, необходимого для репродукции вируса, осуществлять в определенных линиях клеток или в любых клеточных системах продуктивную инфекцию с образованием инфекционных вирионов. Такие вирусы могут размножаться и сохраняться в природе только в случае нереципрокной комплементации, осуществляемой соответствующим белком вируса-помощника. Нередко существует природная ассоциация дефектного вируса и вируса-помощника (напр., аденоассоциированные вирусы и аденовирус); в этом случае дефектный вирус называют вирусом-сателлитом вируса-помощника.

Комплементация (спасение) дефектных вирусов вирусами-помощниками может иметь место как между близкородственными вирусами, так и между неродственными вирусами. Примером первого вида спасения дефектных вирусов могут быть взаимоотношения между онковирусами. Так, вирус саркомы Рауса (вирус лейкоза птиц) и вирус саркомы Молони (вирус лейкоза мышей) образуют инфекционные вирионы только в том случае, если в клетке одновременно присутствует вирус-помощник, к-рым служит какой-либо другой вирус лейкоза птиц или мышей соответственно. Примером комплементации между неродственными вирусами может служить взаимоотношение парвовирусов и аденовирусов. Так, парвовирусы подрода А (вирус крыс и вирус Н-1) способны образовывать инфекционное потомство в определенных видах клеток только при одновременном заражении этих клеток аденовирусом человека, к-рый является в данной системе вирусом-помощником. Парвовирусы подрода В (аденоассоциированные вирусы) не способны размножаться в любой системе клеток без присутствия вируса-помощника, к-рым является аденовирус. Еще одним примером комплементации между неродственными вирусами является взаимодействие вируса некроза табака с вирусом-сателлитом некроза табака; для репликации РНК вируса-сателлита необходимы ферменты, индуцируемые вирусом некроза табака, к-рый служит вирусом-помощником.

Негенетическая реактивация

Негенетическая реактивация представляет собой разновидность нереципрокной комплементации. При этом феномене вирус, утерявший инфекционность в результате прогревания или другой обработки, разрушающей вирусные белки, но не геном вируса, может восстановить инфекционность в клетке за счет комплементации с другим родственным вирусом. Негенетическая реактивация (феномен Берри — Дедрика) впервые описана при изучении покс-вирусов. Было обнаружено, что при заражении кроликов смесью инактивированного теплом вируса миксомы и нативного вируса фибромы в потомстве обнаруживается не только вирус фибромы, но и вирус миксомы. Впоследствии этот феномен был выявлен при взаимодействии других представителей поксвиру-сов, причем инактивированных не только теплом, но и мочевиной или эфиром. Удалось установить, что у инактивированного поксвируса разрушается белок вириона, необходимый для транскрипции мРНК, которая кодирует белок, осуществляющий поздний этап депротеинизации вируса. У второго партнера (нативного вируса) этот белок сохранен и обеспечивает синтез мРНК и соответствующего белка, к-рый осуществляет депротеинизации) как нативных, так и инактивированных вирионов. Феномен негенетической реактивации характерен не только для поксвирусов; он был описан также в опытах с иридовирусами и аденовирусами.

Фенотипическое смешение

При одновременной инфекции клеток двумя вирусами могут образовываться вирионы, построенные из структурных белков обоих вирусов, но содержащие геном лишь одного родительского штамма. Такие вирионы могут обладать фенотипическими признаками обоих родителей (напр., антигенной специфичностью, устойчивостью к нагреванию, способностью к репродукции в различных клетках-хозяевах, специфической интерференцией и т. п.), однако их потомство наследует свойства лишь того родителя, геном к-рого содержится в вирионе. В состав вирионов, дающих феномен фенотипического смешения, могут входить капсомеры, состоящие из полипептидов, кодируемых обоими совместно выращиваемыми вирусами, либо вирионы могут содержать уже полностью сформированные капсомеры каждого из двух родительских вирусов. Впервые явление фенотипического смешения было описано при смешанной инфекции четных бактериофагов. В дальнейшем этот феномен был обнаружен в опытах с вирусами человека и животных, в частности при смешанной инфекции ортомиксовирусов, парамиксовирусов, онковирусов, альфа-вирусов, пикорнавирусов, герпесвирусов, аденовирусов и других, а также при совместном культивировании вирусов растений. Феномен фенотипического смешения удается наблюдать не только при совместном размножении двух родственных вирусов, но и более отдаленных по свойствам (напр., вирусов полиомиелита и Коксаки, вирусов ящура и энтеровируса крупного рогатого скота, вирусов кори и Сендай) и даже вирусов, относящихся к различным родам (напр., при совместном культивировании ортомиксовирусов и онковирусов, ортомиксовирусов и парамиксовирусов или рабдовирусов и парамиксовирусов).

Как крайний случай фенотипического смешения можно рассматривать феномен маскирования генома. При этом феномене геном одного вируса заключается в белковую оболочку, полностью построенную из полипептидов другого совместно культивируемого вируса. В результате образуются вирионы, к-рые называются псевдотипами, обладающими генотипом одного вируса и фенотипом другого. Обычно при обозначении псевдотипов вначале указывают вирус, геном к-рого содержит псевдотип, а затем в скобках вирус, из белков к-рого формируется оболочка. Напр., псевдотип, обозначаемый ВСМ (В ЛМ), обладает генотипом вируса саркомы мышей (ВСМ) и фенотипом вируса лейкоза мышей (ВЛМ). Феномен маскирования генома, как и фенотипическое смешение, имеет место не только при совместном выращивании близкородственных вирусов, но и вирусов, принадлежащих к различным родам. Так, исевдотипы были обнаружены при совместном культивировании рабдовирусов и парамиксовирусов (геном вируса везикулярного стоматита, белки вируса SV5), рабдовирусов и ортомиксовирусов (геном вируса везикулярного стоматита, белки вируса чумы птиц), рабдовирусов и онковирусов (геном вируса везикулярного стоматита, белки вируса лейкоза

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector