Малко да дистанционно
Игор ЛАЛАЯНЦ, кандидат на биологични науки
Изследването на MicroRNA може да отвори нова страница в медицината
Съвсем наскоро бяха публикувани две книги - биографията на Ф. Крик, съоткривателят на двойната спирала на ДНК, и Животът от света на РНК: Вътрешен предник, за произхода на живота, в началото на който беше РНК. Във втората книга на съвременно ниво е изложена общата стара идея, че в началото е имало РНК и в никакъв случай ДНК. Ф. Крик е първият, който постулира централната догма на молекулярната биология: ДНК - РНК - протеин (което означава иРНК, в откриването на които те взеха активно участие). Догмата е претърпяла съдбата на безброй други. За кредит на Крик той спокойно призна през 1970 г. колапса на своя идеал, когато ензимът обратна транскриптаза (RT или обратна транскриптаза) беше открит във вируси. За съжаление той не доживява до откриването на РНК интерференция, извършена от къси РНК молекули с дължина не по-голяма от 23-24 нуклеотида. Този много древен механизъм на регулиране на генната активност беше поредното доказателство за реалността на съществуването на някогашния РНК свят, който е много по-стар от ДНК, с която сме свикнали.
Вирус и имунитет: кой ще спечели?
Говорейки за "извънживотни" форми на носители на генетична информация, те имат предвид преди всичко вируси, възникнали в първичния РНК свят. РНК, "по-малката сестра" на ДНК, не може да бъде дълга поради квантово-физически ограничения, защото когато се достигне определена граница на дължината на веригата, тя просто се прекъсва. За да го защитят, вирусите са „измислили“ протеинови мембрани от различни форми, чието богатство е изумително. Но вирусът е и нежизнена форма, тъй като няма собствен обмен и за репликация трябва да проникне в клетъчното ядро, което съдържа не само ензими за синтез на нуклеинови киселини, но и запас от самите нуклеотиди от които са построени последните. Вирусът не може свободно да влезе в клетката през нейната мембрана. На първо място, той трябва да се свърже със специални протеинови молекули - рецептори. След това започва процесът на ендоцитоза или ретракция на молекулярния комплекс в цитоплазмата. В капсулата на ендоцитите ензимите започват буквално да „лишават“ вируса, постепенно освобождавайки неговия геном на нуклеинова киселина. Само нуклеинова киселина с малко количество ензимен протеин може да влезе в цитоплазмата на клетката. При ХИВ ензимното натоварване е представено от сложен ензимен комплекс po1, който изпълнява поне три функции. Този протеин синтезира ДНК копие върху РНК матрицата, тоест извършва "обратен" синтез, след което премества ДНК в ядрото, където я интегрира в клетъчния геном (ДНК копието на ХИВ може да е в неактивно състояние в лимфоцити в продължение на няколко години, а вирусът на хепатит - и в продължение на десетилетия; същото важи и за грипния вирус).
Както знаете, имунната антивирусна защита се включва доста късно, в резултат на което например получаваме нова форма на грип всяка пролет и есен. Факт е, че при цялата си висока специфичност имунните Т-лимфоцити включват клетъчния и антителен отговор само след като Т-хелперите ги „запознаят“ с вирусните антигени, представени им от макрофагите на Мечников (и т.нар. Дендритни клетки, чиято фагоцитна роля не е била толкова отдавна не съм подозирал). Макрофагите, от друга страна, дават неспецифичен имунен отговор, тоест реагират на вирусни протеини като всяко чуждо вещество. За да осъществят своя „жизнен“ цикъл, вирусите са принудени да включат своите протеини в клетъчната мембрана, на което реагират макрофагите. Специфичността на вирусните антигени се „оценява“ само от Т-хелпери, а активният клетъчен принцип на имунната система са В-лимфоцитите, които синтезират протеинови антитела, и клетките, наречени „Natural Killers“ (NK - Natural Killers) - един вид на естествени убийци, които убиват клетки.инфектирани с вируси (в процеса участват и цитотоксични CTL лимфоцити). За такова радикално решение на проблема свидетелства храчка с милиарди мъртви клетки в лигавицата на дихателните пътища, която се отделя при кашлица със същия грип. Отнема около 2 седмици, за да се развие специфичен имунен отговор, през който човек изпитва дискомфорт и неразположение. Имунитетът срещу този вирус продължава десетилетия и се смята, че тези клетки са носители на имунната памет. При грипа целият проблем е, че геномите на неговите вируси мутират на всеки шест месеца, така че "старата" защита е неефективна. Такива бързи промени в генома на РНК вируси са свързани именно с едноверижния характер на техния носител на генна информация. Много е трудно за ензима РНК полимераза да поддържа пространствена стабилност чрез свързване само с една верига, в резултат на което по време на копирането се включват напълно различни нуклеотиди вместо „необходимите“ нуклеотиди, като по този начин се определя високата мутабилност на РНК геномите. Достатъчно е да се каже, че честотата на мутациите в генома на ХИВ е поне 1000 пъти по-висока от скоростта на мутация на определени региони на имунните гени в Т-лимфоцитите, в резултат на което те в повечето случаи губят от вируса и в крайна сметка умират, което води до развитие на имунодефицит.