Мы с вами и вообще все клеточные организмы постоянно проявляем активность. Даже во время отдыха или сна наши клетки работают, в них происходит множество реакций. На эту тему есть известный анекдот:
«Жена пилит биолога:
– Все выходные валяешься на диване! Дома столько всего надо сделать, а ты пальцем о палец не ударишь! Бездельник!
– Дорогая, ты ошибаешься, – отвечает биолог. – Я не бездельник. Даже когда я лежу на диване, на клеточном уровне я делаю множество дел».
Но с вирусами дело обстоит иначе. Своего обмена веществ у вирусов нет. Размножаться они способны только в клетках-жертвах. Вне клетки вирус представляет собой молекулу нуклеиновой кислоты в белковой оболочке. Или же в двух оболочках, потому что у некоторых вирусов, например – у вируса гриппа и ВИЧ, поверх капсида находится оболочка, состоящая из фрагментов мембраны клетки-хозяина и вирусных белков, которые служат для прикрепления к клетке-мишени.
Двойная оболочка дает вирусам тройную выгоду.
Во-первых, дополнительная оболочка повышает устойчивость вирионов, существенно увеличивает время их жизни вне организмов-хозяев. Вирусы с одной оболочкой обычно передаются непосредственно от хозяина к хозяину, а вирусы с двойной оболочкой могут некоторое время сохранять свою вирулентность во внешней среде, на каких-либо поверхностях или предметах.
Во-вторых, дополнительная оболочка, во многом схожая с клеточной мембраной, позволяет вирусам обманывать иммунную систему организма, выдавая себя за обычные клетки. Это не всегда получается, поскольку дополнительная оболочка содержит и специфические вирусные белки, по которым иммунная система распознает чужаков, но шансов выжить в хозяйском организме вне клетки у обладателей дополнительной оболочки больше.
В-третьих, дополнительная оболочка облегчает проникновение вируса в клетку-мишень – она сливается с клеточной мембраной и вирус в капсиде проникает внутрь.
Вирусы, обладающие дополнительной оболочкой, называются оболочечными вирусами. Такое название может ввести несведущего человека в заблуждение – впору решить, что у других вирусов вообще нет оболочки. Разумеется, это не так – капсиды разной степени сложности есть у всех вирусов. Без капсида вирус вне клетки существовать не может. Но капсид принято называть только «капсидом» и никак иначе. А дополнительную оболочку называют просто «оболочкой» или же «суперкапсидом». Ничего «суперского» в бытовом понимании в оболочках нет, капсиды гораздо круче и навороченнее, но «супер» на латыни означает «над» или «сверху», а не «крутой» и не «бесподобный». Суперкапсид – это то, что расположено над капсидом, не более того.
Обзавестись суперкапсидом несложно – покидая хозяйскую клетку, вирионы уносят его «на своих плечах». Это просто верх паразитарного (или паразитического?) цинизма – мало того, что ограбили клетку, лишив ее честно накопленных ресурсов, мало того, что заставили работать на себя, так еще и оболочку утащили! Единственное, что нужно сделать вирусу, так это вставить в суперкапсид свои распознавательно-прикрепительные белки. Без них, конечно же, вирусу было бы спокойнее, потому что тогда он был бы полностью защищен от происков иммунной системы, но тогда бы он не смог найти клетку, а также найти на клетке нужный для прикрепления рецептор.
Все дело в рецепторах! Вирусу абсолютно безразлично, в какой именно клетке какого именно организма размножаться. Все клеточные организмы на нашей планеты произошли от одного предка – клетки-Праматери и потому их клетки имеют схожее строение и схожий обмен веществ. В любой клетке любой вирус найдет нужные ему ресурсы, потому что при всем разнообразии нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов, их молекулы образованы из довольно ограниченного количества фрагментов-«кирпичиков», а вирусу именно «кирпичики» и нужны. Вирус же не отбирает у хозяйской клетки ее белки или ее нуклеиновые кислоты, а заставляет клетку собирать из фрагментов то, что ему требуется. Но белковые рецепторы у разных клеток разные, и у разных вирусов они тоже разные. Вот здесь условный ключ должен подходить к условному замку, и потому каждый вирус способен паразитировать только в определенных клетках, к «замкам» которых подходит его «ключ».
Но каждая клетка имеет много разных рецепторов, поэтому к одним и тем же клеткам могут прикрепляться (и поражать их) разные вирусы. Вирусы – однолюбы, а вот клетки – нет.
Капсид и суперкапсид раздирают два противоречия. С одной стороны, защитные оболочки должны быть крепкими, чтобы надежно защищать молекулу нуклеиновой кислоты, дороже которой у вируса ничего нет и быть не может. С другой стороны, в нужный момент эти оболочки должны быстро разрушаться, освобождая вирусную нуклеиновую кислоту. Вирусы не могут обладать суперпрочными капсидами, потому что такие капсиды не смогут разрушаться при покорении клетки. Как говорится, хорошего должно быть в меру.
А теперь давайте ненадолго отвлечемся от вирусов и вспомним из школьного курса о фагоцитозе, пиноцитозе и экзоцитозе.
Клеточная мембрана участвует в процессах поглощения и выведения наружу крупных частиц, капель жидкости или гигантских молекул, которые ни при каких обстоятельствах не способны пройти через мембранные каналы. Такие «громадины» надо поглощать или «выплевывать».
Процесс поглощения клеткой крупных частиц (а иногда – и других клеток целиком) называется фагоцитозом. Это название можно перевести как «поедание клеткой». Суть фагоцитоза заключается в том, что поглощаемые вещества окружаются впячивающейся клеточной мембраной с образованием пузырька, который по-научному называется вакуолью. Затем вакуоль перемещается в глубь клетки.
Если поглощаются жидкие вещества, то говорят не о фагоцитозе, а о «пиноцитозе» («питье клеткой»).
У фагоцитоза и пиноцитоза есть обобщающее название – эндоцитоз, которое переводится как «поглощение клеткой чего-то извне».
Эндоцитоз
Экзоцитоз («выведение из клетки наружу») представляет собой процесс, обратный эндоцитозу, – вывод ненужных веществ за пределы клетки. Внутриклеточные везикулы приближаются изнутри к клеточной мембране и сливаются с ней, в результате чего их содержимое попадает во внешнюю среду.
Экзоцитоз
Обратите внимание вот на что. Размножившиеся вирусы при деликатном выходе из клетки, когда не происходит ее разрушения, выходят наружу не посредством экзоцитоза, а иначе (об этом уже говорили). Они давят изнутри на клеточную мембрану и отпочковываются от нее в пузырьке, который может сохраниться в виде суперкапсида.
Выход вируса из клетки путем почкования
