0000032 2

GENETYKA

Hyc. 37. liudowa prostych cząsteczek wirusowych: a — w mon spiralny, b — wirion bryłowy, c — bryłowo-spiralny).

Sam genom wirusowy może hyc tworzony przez jedno- albo dwuniciowy RNA (tzw. RNA-wirusy) bądź też przez jedno- albo dwuniciowy DNA (łzw. DNA-wirusy)(por. Ryc. 38). Należy więc zapamiętać, że w danym wirusie występuje tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego (a jak jest w komórkach?).

RNA-wirusy

DNA-wirusy

ss DNA np. 0X174

ds DNA np. fag T2. fagX

ss RNA

np. TMV. BMV. VSV, wirus grypy

ds RNA

retrowirusy

np. HIV, HTL VII

fiyr. 38. Organizacja genomów wirusowy ch (ss — jednoniciowy, ds — dwuniciowy).

O ile genomy wiroidów są po prostu za malc, aby zakodować jakiekolwiek białko, to w przypadku nawet najmniejszych wirusów, wielkość genomu pozwala na zakodowanie co najmniej 4 polipeptydów (por. także Tab. 1). Genomy dużych wirusów wystarczają do zakodowania nawet kilkuset różnych białek. Jednak od (nawet bardzo złożonej) cząsteczki nuklcoprotcidowej do komórki droga jest jeszcze bardzo daleka. Umowne INFOR na Ryc. 36 b ma uzmysłowić Ci, że wirusy mają zbyt małą pojemność informacyjną, aby zakodować białka strukturalne i. co ważniejsze, enzymatyczne potrzebne do realizacji podstawowych szlaków metabolicznych. Twory te nie są więc zdolne do samodzielnego przetwarzania energii, a co za tym idzie do samoistnego funkcjonowania i powielania. Dlatego ich prosty program życiowy realizowany iest tylko w żywych komórkach (w tym sensie przypominają wiroidy).

UWAGA: Nie oznacza to jednak, że sprawa jest aż tak prosta. Szczególnie u złożonych w-irusów działają już systemy kontrolne pozwalające na sterowanie kolejnością i natężeniem syntezy danych białek oraz kwasu nukleinowego. Ponadto wiele genów wirusowych ma budowę mozaikową, co zbliża je do matryc komórek eukariotycznych. Więcej informacji na temat wirusów znajdziesz w BIOLOGII OGÓLNEJ.

Na koniec dodajmy jeszcze, że sekwencja nuklcotydów matryc najmniejszych fagów, takich jak np. 0X174, paraliżu dziecięcego czy też SV40, jest już całkowicie poznana, a w przypadku większych wirusów zostanie określona już wkrótce. Pozwoli to zapewne na pełne poznanie molekularnych podstaw ich programów „życiowych" i skuteczniejszą ochronę przed infekcjami wirusowymi.

PRIONY NALEŻĄ DO NAJBARDZIEJ FASCYNUJĄCYCH TWORÓW BIOLOGICZNYCH

Z dużą dozą pewności można stwierdzić, że priony są białkowymi czynnikami infekcyjnymi wywołującymi degeneracyjne schorzenia OUN (ośrodkowego układu nerwowego) ssaków. Najhardziej znane jest z pewnością białko prionu wywołującego chorobę szalonych krów (Creutzfcl-da—Jacoba), czyli tzw. przcdstarcze otępienie umysłowe. Spożywanie zakażonej wołowiny może doprowadzić do zachorowania na tę straszną chorobę także ludzi (szczerze mówiąc niezwykle rzadko, ale ....). Stąd. w 1996 r. kraje Unii Europejskiej ogarnęła swoista histeria. Do dzisiaj wybija się tam ogromne stada bydła (najwięcej na Wyspach Brytyjskich). Sprawa natury prionów i możliwości ich przenoszenia jest jednak bardzo słabo poznana. Jeśli jednak przyjąć, że są to samorcplikującc się cząstki białkowe, to wówczas być może trzeba będzie zweryfikować jeden z dogmatów biologii molekularnej, że białka nie mogą kodować informacji o sobie! A co do realnych zagrożeń, cóż poczekamy, zobaczymy ...

GENOMY KOMÓREK PROKARIOTYCZNYCH TWORZONE SĄ PRZEZ KOLISTE CZĄSTECZKI DNA

W porównaniu z wirusami wielkość genomów bakterii i sinic wyraźnie wzrasta (co najmniej o jeden rząd wielkości, zwykle zaś jeszcze bardziej; por. Tab. 1). Przykładowo — ilość genów w komórce E. coli ocenia się na ok. 4—5 tysięcy. Wystarcza to w zupełności do zakodowania wszystkich niezbędnych białek strukturalnych i enzymatycznych, a co za tym idzie na realizację samodzielnego programu życiowego. Cały genom komórki E. coli tworzy pojedyncza, kolista cząsteczka DNA o dl. ok. 1,35 mm (nazywamy ją czasem chromosomem bakteryjnym). To dużo zwilżywszy, że cała komórka jest kilkaset razy mniejsza. Należy więc oczekiwać, że DNA bakteryjny będzie upakowany w struktury wyższego rzędu. Rzeczywiście u E. coli cząsteczka DNA skręcona jest w postaci tzw. superheliksu (por. Ryc. 39) i podzielona na ok. 40 dużych pętli — tzw. domen stabilizowanych specjalnymi białkami. Każda z tych pętli może zachowywać się jak niezależna cząsteczka, co oznacza, że zmiany gęstości w jednej pętli wywoływane, np. transkrypcją nie powodują zmian gęstości superheliksu w innych pętlach.

Ryc. 39. Superskręccnic helisy w kolistej cząsteczce DNA bakteryjnego (model).

Geny w każdej komórce prokariotyczncj zorganizowane są w jednostki wyższego rzędu, tzw. operony, które odczytywać można w różnej kolejności (operony zostaną opisane później). Generalnie jednak, poza pewnymi odcinkami, DNA bakteryjne nie jest blokowane i istnieje dostęp do niemal całej informacji genetycznej komórki. W sumie więc program genetyczny ko-

63