Иван Божидаров
публикация в сайта BioScience - the age of biology science
предоставена със съдействието на авторите
Какво представляват прионите? Прионите - вирус или отделен вид опасен инфекциозен агент? Върху този въпрос днес са насочени усилията на редица изследователски екипи от цял свят. Сложността относно изясняването на тяхната природа все още е на дневен ред...
Прионовите заболявания днес
Днес прионовите заболявания предизвикват голям интерес сред научните среди по цял свят, а вниманието към тях започва все повече да се засилва от страна на обществото. Опасните инфекциозни агенти, способни да причинят последствия за милиони евро, са все още с неизяснен механизъм на възпроизвеждане в клетката. Необходимостта от изясняването на този механизъм би допринесъл за намирането на ефикасни лекарствени средства срещу опасните прионови болести. Така откриването на механизма ще доведе до овладяването и на тези инфекциозни агенти, причинители на смъртоносни заболявания при животните и човека.
История на прионовите заболявания
Заболяванията, завършващи с летален изход, за които виновник са прионите, са били известни на човека много отдавна. Сведения за тях се появяват още през 18 век, като през следващите години сведенията за мистериозните заболявания започват все по-силно да привличат вниманието на учените в Западна Европа. Едва през 1981 година се установява с точност, че тези причинители на инфекциозни заболявания се различават от познатите до момента вируси. Прионите притежават редица специфични особенности, които се оказват сериозна пречка за тяхната класификация.
Откритие и описание на прионите
Названието си прионите получават от американския учен Стенли Прузинер през 1982 год., поради голямото си сходство със сиалогликопротеините в клетката. Пълните и точни описания на Стенли Прузинър относно изясняването на природата на прионите му донася Нобеловата награда за медицина и физиология за 1997г. Прионите могат да се разглеждат и като агенти, съдържащи инфекциозен белтък, способен да заразява нервните клетки при животните и човека.
Същност
Изолирани в чист вид, самите приони имат форма на удължени пръчици с молекулна маса от 25000-30000 [D]. Подобна молекулна маса имат и повечето от обикновенните белтъчни молекули в клеката. Редица учени предполагат, че те са неправилно нагънати белтъци, чиято първична структура на полипептидната верига не се различава от тази на обикновените клетъчни белтъци. След синтезата им в нервните клетки те претърпяват неизвестни засега промени. Независимо че имат същата аминокиселинна последователност, както някои клетъчни белтъци, те имат различна пространствена структура. Засега, наред с останалите въпроси около тях, учените все още не са изяснили от какво се определя усилената синтеза на такива променени белтъци в заразените клетки. Геномът и начинът на възпроизвеждане на прионите все още не са известни.
Хипотези за репродукция на прионите
Съществуват различни хипотези относно репродукцията им, но като цяло се допускат три основни хипотези:
1.Според прионовата хипотеза инфекциозният агент представлява самовъзпроизвеждащ се мембранен белтък (процес на обратна транслация). Това твърдание би представлявало революция в биологията като цяло, защото е известно, че синтезата на белтъци се извършва само върху матрица на нуклеинова киселина. Това би означавало определена последователност от аминокиселини да служи за матрица за синтезата на нуклеинова киселина.
При подробни анализи в лабораторни условия днес е доказано, че само и единствено нуклеинови киселини могат да служат за матрица, върху която да се откопират съответните аминокиселинни последователности на белтъците. Обратната транслация би допуснала прехода на информация от белтък към ДНК (или РНК) в следната посока:
“белтък --> РНК --> ДНК “
Така се влиза в противоречие с Централната догма в биолигията, според която преносът на информация се осъществява от нуклеиновите киселини към белтъците:
“ДНК --> РНК --> белтък”
Поради тази причина доказването на прионовата хипотеза би предизвикало революция в биологията.
2.Според клетъчната хипотеза се допуска, че генът, контролиращ аминокиселинната последователност на приона, може да е разположен в нормалната клетка на гостоприемника. По този начин прионът играе ролята на редепресор, който активира клетъчния геном за възпроизвеждане на инфекциозния белтък. Така прионът може да оказва пряко въздействие върху генетичната информация на клетката гостоприемник и да я пригоди за свои собствени нужди.
3.Според третата вирусна хипотеза прионът притежава неустановена “скрита” ДНК, която активира генома на клетката за възпроизвеждане. Тази хипотеза би съответствала на правилата, установени в биологията за преноса на информация от ДНК към белтъците. Намирането на “скритата” ДНК на приона ще даде отговори на много от въпросите, вълнуващи учените и обществото. За съжаление до днес подобни опити са се увенчали с неуспех.
Разпространение на прионовите заболявания и последствия
Прионовите заболявания не причиняват само икономически последствия, но предизвикват и тежки социални проблеми сред населението на определени държави, които засягат. Така през 50-те и 60-те години на миналия век сред туземците, обитаващи високопланинските райони на остров Нова Гвинея се установява подобно прионово заболяване (все още с неустановен причинител), наречено от местното население “куру”. Последствия от прионите има не само в слабо развитите държави, но и във виско напреднали страни, като Великобритания, Канада, Германия, Франция, Холандия и др. Нашумялото напоследък заболяване, известно в науката като Кройцфелд-Якоб, (а в живота - като “ Луда крава”) също се причинява от тези инфекциозни агенти и представлява само една от разновидностите на прионовите болести.
