ретровирусы влияют на геном человека на протяжении миллионов лет. Но основные инфекционные заболевания также могут быть связаны с ретровирусами.
Что такое ретровирусы?
Вирус - это инфекционная частица, которая не может размножаться сама по себе. У вирусов также нет собственного метаболизма. Поэтому вирусы не считаются живыми существами, хотя у них есть индивидуальные особенности жизни.
ретровирус представляет собой вирус без собственной ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), молекулы, которая встречается во всех живых существах и некоторых вирусах, которая состоит из двойной спирали и содержит всю генетическую информацию.
С другой стороны, генетический материал (геном) ретровирусов, которые имеют диаметр около 100 нм, содержит только одну цепь РНК (рибонуклеиновой кислоты), которая окружена пакетом («капсидом»), состоящим из белков. Внешняя оболочка ретровирусов состоит в основном из нерастворимых в воде молекул (состоящих из «липидных» веществ), в которые встроены вирусные белки.
Значение и функция
«Эндогенные ретровирусы» («XRV») были интегрированы в геном клетки-хозяина в зародышевой линии организма-хозяина много поколений назад («провирус») и передаются из поколения в поколение.
Исследования показали, что примерно 9 процентов генома человека состоит из вирусной РНК. Подавляющее большинство этой РНК было обнаружено в геноме наших предков примерно 40–70 миллионов лет назад. Подкомпоненты ретровирусов, которые все еще можно распознать в геноме человека, стали частью генетической структуры 100 миллионов лет назад. Геномы некоторых эндогенных ретровирусов даже выполняют защитную функцию на всю жизнь: например, беременность у человека возможна только потому, что определенный древний ретровирус препятствует отторжению эмбриона.
Напротив, «экзогенные ретровирусы» («ERV») проникают в организм хозяина через инфекцию. Ретровирусы, которые инфицируют, в частности, позвоночных, инфицируют определенные клетки тела животных, на которых они специализируются. В инфицированной ими клетке они включают свой генетический материал в генетический материал клетки-хозяина. После того, как ретровирусы воспроизводятся в клетке-хозяине, вирусы попадают в кровоток и, таким образом, могут инфицировать другие клетки. ДНК клетки отвечает за производство РНК, которая сама функционирует как часть генома и, как «информационная РНК» (мРНК, информационная РНК), передает информацию, необходимую для образования белков.
Термин «ретровирус» возникает из-за того факта, что эта форма вируса полностью меняет первоначальный опыт образования РНК внутри клетки: это не исходная ДНК клетки-хозяина, которая теперь запускает инструкции по образованию РНК. Скорее, ретровирус изменяет ДНК клетки-хозяина, которая после заражения дает инструкции по производству новых ретровирусов. Так называемая «обратная транскриптаза» (ОТ), особый «фермент» ретровируса, позволяет РНК ретровируса внедряться в ДНК клетки-хозяина. Ферменты - это вещества, которые могут запускать определенные биохимические реакции.
Опасности, расстройства, риски и болезни
Самый известный ретровирус - это вирус HI (вирус иммунодефицита человека), который вызывает иммунодефицит у людей. ВИЧ специализируется на так называемых «Т-хелперных клетках» (также называемых «лимфоцитами CD4»), которые отвечают за координацию защиты человеческого организма от патогенов и чужеродных веществ.
Лимфоциты относятся к группе лейкоцитов («лейкоциты»). Т-хелперные клетки представляют собой подгруппу «Т-клеток». Термин «Т-клетки» относится к «тимусу», который является частью так называемой «лимфатической системы» и, следовательно, иммунной системы. Тимус - это орган, состоящий из двух долей, который у человека расположен над сердцем. «Т-клетки» («Т-лимфоциты»), образующиеся в костном мозге и мигрирующие оттуда в тимус, отвечают за иммунную систему после того, как они созреют в тимусе.
34 миллиона человек во всем мире заразились вирусом ВИЧ. SIV (вирус обезьяньего иммунодефицита) - это группа вирусов, из которых, как полагают, произошел ВИЧ. «Обезьяна» означает «обезьяноподобный» и относится к носителям SIV. Вирус HTLV-1 (человеческий Т-лимфотропный вирус 1), который также влияет на Т-лимфоциты CD4 у людей и родственных им приматов, является одним из ретровирусов. У небольшого числа инфицированных людей развиваются неврологические заболевания, такие как «тропический спастический парапарез» или «Т-клеточный лейкоз».
Симптомы тропического спастического парапареза аналогичны рассеянному склерозу. Т-клеточный лейкоз приводит к злокачественным («злокачественным») опухолям, которые происходят из лимфоцитов. Уровень инфицирования вирусом HTLV-1 в Европе низок: считается, что в Западной Европе инфицировано 6000 человек, из которых примерно у одного процента разовьется тропический спастический парапарез. Однако, по оценкам, до 20 миллионов человек во всем мире инфицированы HTLV-1.
Ослабление иммунной системы за счет уменьшения количества Т-клеток приводит к повышенной восприимчивости к инфекциям. Борьба с заболеваниями, вызываемыми ретровирусами, осложняется высокой частотой мутаций: мутация ретровируса происходит с каждой тысячной-десятитысячной обратной транскриптазой. Разработка препаратов для терапии ретровирусных заболеваний в первую очередь направлена на воздействие на обратную транскриптазу.
