Élet és Tudomány, 1972. január-június (27. évfolyam, 1-26. szám)
1972-01-07 / 1. szám
„Betűk”, „szavak”, „mondatok” A vírus szó említésére a legtöbb embernek valamilyen betegség jut az eszébe: gyermekparalízis, himlő, influenza stb. Valóban, e parányi szervezetek, bár maguk semmiféle önálló élettevékenységet nem tudnak elvégezni, veszedelmes élősködők. A megfelelő gazdasejtbe kerülve átveszik az anyagcsere-folyamatok irányítását: a fertőzött sejt ezután már nem saját anyagait gyártja, hanem vírusokat állít elő. Addig, amíg el nem pusztul. De hogyan képes e parányi részecske az életműködések ilyen „gyilkos” átkapcsolására? Úgy, hogy átalakítja a sejt élettevékenységét irányító biológiai utasításokat. Az élet fenntartásához és a szaporodáshoz szükséges utasítások a sejtek kromoszómájának legfontosabb alkotórészében, a dezoxiribonukleinsavban (DNS- ben) vannak rögzítve egy sajátos kémiai „titkosítás” formájában. A DNS tulajdonképpen két csigavonalszerűen megcsavarodó fonalból álló óriásmolekula. Benne négy vegyület, az adenin, a citozin, a guanin és a timin nevű szerves bázisok, pontosabban bázispárok — mert a DNS két szálában a szemközti bázisok meghatározott módon összekapcsolódnak — jelentik a betűket. Egy baktériumsejtben közel hárommillió bázispár, tehát ennyi kémiai „betű” van. E betűk „szavakat”, a szavak „mondatokat” alkotnak, olyan utasításokat, amelyek szerint felépülnek a fehérjék. Például az Escherichia coli nevű egyszerű bélbaktériumban 1000 bázispárból álló „mondat” tartalmazza egy bizonyos fehérje gyártási utasításait. Ezt az egységet génnek nevezzük. Az élőlények ivartalan szaporodásakor a gének változatlanul kerülnek át az utódokba. Ezért az egyszerű hasadással szaporodó baktériumsejtek nemzedékeken át teljesen egyformák. Ritka esetben azonban mégis előfordul, hogy valamelyik utódsejt új tulajdonsággal jelenik meg. Ennek több oka lehet. Ezek közül most csak egyet vizsgálunk meg. Azt a különös esetet, amikor a sejt örökletes tulajdonságai vírusok közvetítésével változnak meg. Ez „elrabolt zsákmány” A baktériumoknak a vírusai — a bakteriofágok — behatolnak a baktériumokba, és azok DNS-ének egy részét a sajátjukéval helyettesítik, így idegen utasításokat kapnak a fehérje-előállító részlegek (a riboszómák), a sejt saját anyagai helyett vírusok készülnek. Ez a folyamat addig megy feltartóztathatatlanul, amíg néhány száz vírus képződött. Ekkor a sejtfal felszakad, a vírusok kiözönlenek, megtámadják a szomszédos sejteket, és a folyamat láncreakciószerűen terjed. E folyamatot egy automata gyár példájával lehet megvilágítani. A gyártási technológia lyukszalagon van rögzítve — ez felel meg a DNS-nek. Az utasítások innen a futószalagokhoz mennek, ahol a termék elkészül. Ha a lyukszalag egy részét illetéktelenek kicserélik, akkor a termékbe oda nem illő alkatrész épül bele — selejt képződik. Visszatérve a baktérium-vírusokra: előfordul, hogy egyikük-másikuk magával ragad egy-egy gént a gazdasejt DNS- éből is, amikor a gazdasejt szétesik és ő kiszabadul belőle. Az ilyen bakteriofág, amikor megfertőz egy másik baktériumot, a saját DNS-ével együtt az „elrabolt zsákmányt” is átadja a következő áldozatának. Amennyiben az a baktérium nem pusztul el — ez néha előfordul — akkor utódjaiban új tulajdonság jelenik meg: az az új jelleg, amelynek a génjét a fág előző áldozatából magával vitte. Ezt az eléggé bonyolult folyamatot a mellékelt ábra szemlélteti. Tehát a baktérium-vírusokkal történő átörökítés lényege az, hogy ezek a vírusok az egyik gazdasejtből öröklődő új információkat visznek át a másikba. A baktériumok öröklődésével foglalkozó genetikusoknak azt is sikerült elérniük, hogy a fágok az általuk kívánt tulajdonságokat is átvigyék egyik sejtből a másikba. Ennek egyik legszebb példája az Escherichia coli nevű bélbaktériumhoz fűződik. A rendes bélbaktériumok jól szaporodnak olyan tápoldatban, amelyben csak galaktóz van. Mások viszont e cukorféleségből nem tudják előállítani a szaporodáshoz szükséges energiát, mert nem „működik” bennük az a gén, amely a galaktóz lebontásához szükséges enzimrendszer egyik tagjának a gyártását irányítaná. Bizonyos bakteriofágok segítségével azonban sikerült a coli baktériumok e hiányosságát megszüntetni. Méghozzá viszonylag egyszerűen. A rendes baktériumok tenyészetéhez hozzáadtak egyfajta hevesen fertőző, úgynevezett lambdafágot. Ezek megtámadták a sejteket, elszaporodtak bennük, de egyikük-másikuk közben vándorútjára magával vitte a cukorbontás utasításait tartalmazó baktérium-gént is. A „zsákmánnyal” együtt olyan baktériumot támadott meg, amely képtelen volt a galaktóz lebontására. Abban azonban valami