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

Next