Всем привет, с вами Ольга Рышкова. В прошлый раз мы с вами разбирались, что такое мутации, как и где они происходят и вредны или полезны они для нас. А знаете ли вы, что благодаря мутациям среди нас есть 10% людей, которые ни при каких условиях не заболеют ВИЧ-инфекцией и СПИДом? Это люди с врождённым иммунитетом к ВИЧ. Как он у них появился?
Чем страшны вирусы?
Любой вирус, в том числе и ВИЧ, состоит из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки.
Вирусы так пугают нас из-за мутаций и стремительной скорости их размножения. Частые мутации позволяют им ускользать от действия иммунной системы человека, она не успевает синтезировать антитела против новых и новых форм-мутантов вирусов, она перестаёт узнавать их.
Новые мутировавшие вирусы ускользают от действия иммунной системы человека и это позволяет им выживать. Из-за частых мутаций вируса иммунодефицита человека так долго работают над созданием вакцины против ВИЧ. Вирусы быстро становятся устойчивыми к лекарствам, что усложняет лечение.
Как действует ВИЧ?
Попадая в кровь человека, вирус проникает в клетки иммунной системы лимфоциты и там размножается. Под действием большого количества новых вирусов лимфоцит погибает, вирусы выходят в кровяное русло и проникают в новые лимфоциты, разрушая всё больше этих иммунных клеток.
Со временем клеток иммунной системы становится всё меньше и мы говорим, что иммунная система слабеет, иммунитет снижается.
У человека определённое количество лимфоцитов. Если не принимать никаких мер, не лечиться, ВИЧ разрушит это количество клеток за 8-10 лет. Дальше опухоли и инфекционные заболевания беспрепятственно распространяются по организму и на этом всё. Отвлекаясь от темы, скажу, что современная медицина не научилась уничтожать ВИЧ внутри лимфоцитов, но она замечательно это делает тогда, когда вирусы выходят из погибших клеток, не давая ВИЧ поражать новые клетки и сохраняя иммунитет человеку.
Наследственный иммунитет к ВИЧ-инфекции.
И вот в ходе исследований выяснилось, что 10% белого населения планеты имеют врождённую, наследственную, генетическую невосприимчивость к ВИЧ-СПИДу. Это значит, что ВИЧ может попасть в их организмы, но не может проникнуть в их иммунные клетки лимфоциты. Только в клетках вирусы могут размножаться, а в плазме крови иммунные клетки их обнаруживают и уничтожают. Люди с наследственным иммунитетом к СПИДу никогда ВИЧ-инфекцией и СПИДом болеть не будут! И всё потому, что им по наследству от предков досталась такая положительная мутация
Как же так? Откуда такая наследственность? Ведь ВИЧ нам известен меньше четырёх десятков лет, а мы знаем, что эволюции для закрепления и распространения мутации у людей нужны сотни и тысячи лет! И почему только у белых людей?!
Что это за мутация?
Людям, невосприимчивым к ВИЧ-инфекции достались от предков мутировавшие лейкоциты. У всех остальных на лейкоцитах содержится рецептор CCR5.
В этом месте ВИЧ проникает в клетку. Вирус распознаёт это рецептор и прикрепляется к нему. Они подходят друг другу как ключ к замку.
У предков невосприимчивых к СПИДу людей изменилась конфигурация рецептора CCR5, он стал другим. Этот мутировавший рецептор называют CCR5-дельта32.
Клетки людей с рецептором CCR5-дельта32 вместо CCR5 не принимают вирус. Когда вирус проникает в кровь и ищет, куда бы ему прикрепиться, у него ничего не получается. Этим людям не страшен СПИД.
Сама по себе эта мутация не имеет отношения к ВИЧ, это была случайная мутация. Она произошла, закрепилась и распространилась, когда этого вируса не было. Людям с наследственным иммунитетом к ВИЧ, можно сказать, просто повезло иметь такой рецептор на лимфоцитах.
Почему только у белых?
Это стало побочным эффектом средневековой чумы. В 14 веке чёрная смерть опустошила Европу. Она убила 40% населения. Ко времени начала пандемии чумы небольшая часть европейцев, примерно 1 из 20 000, уже имела мутировавший рецептор CCR5-дельта32.
И вирус чумы и ВИЧ проникают в иммунную систему одинаково, с помощью CCR5. Эпидемия чумы была долгой, люди с рецептором CCR5 умирали, а с рецептором CCR5-дельта32 выживали.
Среди выживших доля носителей мутации повысилась в 2000 раз (1:10) и теперь 10% европейцев имеют иммунитет к ВИЧ-инфекции.
Случайная мутация создала защитную стену против болезни и 10% европейцев могут не бояться СПИДа. Одни мутации оказывают сильное влияние на болезни, другие – никакого. Эта конкретная мутация возникла случайно и защищает людей от ВИЧ-инфекции. Посмотрите на карте, где распространена мутация CCR5-дельта32, позволяющая людям быть невосприимчивыми к ВИЧ-инфекции.
Этот механизм защиты от инфекции – ключ к лекарствам против ВИЧ. Есть такой препарат маравирок, он уже применяется для лечения ВИЧ-инфицированных. Принцип его действия в том, что он связывается с рецептором CCR5 и не даёт вирусу прикрепиться к этому рецептору и проникнуть в клетку.
Удивительный случай может стать ключом к исцелению от ВИЧ в будущем. Об этом рассказывается в статье издания «Wall Street Journal». ВИЧ-положительный пациент - 42-летний американец, живущий в Берлине, заболел тяжелой формой лейкемии. Сейчас он до сих пор борется с лейкемией, но, похоже, что он исцелился от ВИЧ. Прошло уже более 600 дней, а врачи до сих пор не могут обнаружить в его организме вирус, хотя он уже прекратил прием антиретровирусных препаратов. А ведь когда пациент прекращает принимать препараты против ВИЧ, вирус начинает определяться у него в организме через несколько недель, если не дней.
«Я был крайне удивлен», - такова реакция его врача, Геро Гуттера. Он скромный гематолог, который никогда не занимался лечением ВИЧ-инфекции. После химиотерапии для лечения лейкемии иммунная система пациента была полностью разрушена, и врач пересадил ему клетки костного мозга, чтобы восстановить клетки иммунитета. Однако врач использовал костный мозг донора, у которого была генетическая невосприимчивость к ВИЧ.
Этот случай может стать ключом к новым методам лечения, он также вызвал новый интерес к возможности излечения от ВИЧ. Многие боятся, что добиться универсального лечения невозможно. Антиретровирсные препараты до сих пор слишком дороги для беднейших стран мира. В прошлом году от СПИДа умерли 2 миллиона человек, а еще 2,7 миллионов стали ВИЧ-положительными, так что стоимость лечения продолжает расти.
Дэвид Балтимор, получивший Нобелевскую премию за свои исследования опухолевых вирусов, предупреждает, что случай из Берлина может быть просто удачным совпадением. Однако он называет его «очень хорошим знаком», а также доказательством того, что разработки генных методов лечения ВИЧ имеют под собой основание. Доктор Балтимор и его коллеги из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, США, придумали новую генную терапию, принцип которой очень похож на берлинский случай. Сейчас этот метод лечения находится на стадии разработки.
В 1996 году, когда впервые появилась эффективная антиретровирусная терапия, некоторые ученые предположили, что клетки, инфицированные ВИЧ, могут просто «вымереть» при постоянном приеме терапии, и вирус в организме просто исчезнет. Эти надежды не оправдались - было доказано, что ВИЧ «прячется» в так называемых «клетках-резервуарах», где он может оставаться годами в спящем состоянии, но потом снова начать размножаться.
Однако в том же 1996 году произошло и другое открытие. Ученые заметили, что некоторые гомосексуальные мужчины остались ВИЧ-отрицательными, хотя занимались опасным сексом с сотнями партнеров. У этих мужчин была обнаружена наследственная мутация, которая может передаться только от обоих родителей. Фактически она означала почти полную невосприимчивость к ВИЧ.
Мутация приводит к тому, что на поверхности клеток отсутствует рецептор CCR5. Этот рецептор фактически является дверью для вируса. Поскольку большинство штаммов ВИЧ используют только CCR5 для проникновения в клетку, эта мутация защищает от инфицирования ВИЧ. Новый антиретровирусный препарат, Селзентри, разработанный компаний Pfizer, как раз блокирует CCR5 на поверхности клеток, в отличие от всех остальных препаратов, которые влияют на сам вирус.
Примерно у 1% европейцев есть эта мутация, доставшаяся от обоих родителей. У людей африканского, азиатского и южноамериканского происхождения она практически не встречается.
Доктор Гуттер вспоминает свое исследование, когда на его американского пациента с лейкемией не подействовала первая линия химиотерапии в 2006 году. Гуттер нашел исследования о CCR5 и проконсультировался со своими коллегами.
В конце концов, он назначил стандартное лечение лейкемии второй линии: пересадка костного мозга. Однако в качестве донора был выбран человек, унаследовавший мутацию CCR5 от обоих родителей. Костный мозг является тканью, которая производит клетки иммунной системы. Так что в теории, после пересадки все клетки иммунной системы пациента должны были стать неуязвимыми перед ВИЧ.
Всего в Германии жили 80 доноров, чей костный мозг подходил пациенту. Доктору Гуттеру удалось найти в одном из 61 образца нужную мутацию от обоих родителей. Для подготовки к трансплантации Гуттер назначил пациенту сильную дозу радиации, которая убила его собственный костный мозг и большинство клеток иммунной системы.
Пациент прекратил принимать препараты против ВИЧ, потому что они могли помешать выживанию новых клеток костного мозга. Было решено, что пациент снова начнет принимать терапию, когда у него вырастет вирусная нагрузка. Однако она так и не начала расти. Прошло почти два года, а тесты так и не показали присутствия вируса в крови, спинномозговой жидкости или слизистой кишечника, где вирус часто прячется.
В начале этого года ученые представили описание этого случая на Конференции по ретровирусам и оппортунистическим инфекциям. В сентябре, некоммерческий американский фонд amFAR провел маленькую научную встречу по обсуждению этого случая. Большинство исследователей верят, что какое-то количество ВИЧ все равно скрывается в организме пациента, но этого недостаточно для развития инфекции, потому что клетки для размножения вируса неуязвимы перед ним. Ученые согласились с тем, что можно назвать этот случай «функциональным излечением».
Однако все далеко не так гладко. Остается риск, что вирус мутирует и преодолеет клеточную защиту. Блокирование CCR5 имеет свои минусы, например, одно исследование показало, что люди с такой мутацией чаще умирают от нильской лихорадки. Еще более опасна сама трансплантация - риск смерти пациента при такой операции составляет 30%, поэтому ее проводят только при самых тяжелых случаях рака. Сейчас ученые готовят рекомендации о том, что такой же подход нужно попробовать с другими ВИЧ-положительными пациентами с лейкемией и лимфомой, но все прекрасно понимают, что широкого применения он никогда не найдет.
С другой стороны, есть возможность сделать такую технику более безопасной. Можно заново «спроектировать» клетки человека с помощью генной терапии. Из-за нескольких крупных провалов генная терапия пережила «плохие времена», говорит доктор Балтимор. В 1999 году 18-летний пациент умер во время испытаний генной терапии. Даже один из самых больших успехов генной терапии - победа над ранее неизлечимым врожденным заболеванием, оказался неоднозначным - лечение повышало риск развития лейкемии.
Некоторые ученые считают, что возможности генной терапии очень сильно ограничены. Несколько исследований пробуют другие подходы к ВИЧ. Американский ученый Джон Росси и его коллеги из США используют для лечения сам вирус. Они генетически изменили ВИЧ, сделав его безвредным, и применяют его, чтобы доставлять в клетки пациента три гена: один ген деактивирует CCR5, а два других обезвреживают ВИЧ. Росси уже испытал эту процедуру на четырех пациентах и планирует продолжить испытания.
Правда, врачи не могут генетически изменить все клетки организма. В теории, со временем ВИЧ может убить все неизмененные клетки, и человек останется только с генетически неуязвимыми клетками. Однако это только теория. Все пациенты доктора Росси продолжают принимать антиретровирусную терапию, и неизвестно, что произойдет, если они прекратят принимать препараты.
В 1989 году у доктора Росси был случай очень похожий на случай в Берлине. Сорокалетний пациент со СПИДом и лимфомой прошел облучение и получил клетки костного мозга от донора. Неизвестно, была ли у донора защитная мутация - в то время о ней еще не было известно. Однако после пересадки трасплантанта ВИЧ исчез из крови пациента. К сожалению, он умер от рака через 47 дней. После его смерти врачи исследовали ткани из восьми разных органов и опухоли пациента. Ни в одном образце не был обнаружен ВИЧ.
ВИЧ (вирус иммунодефицита человека)
- инфекция, поражающая иммунную систему организма, последняя стадия которой известна как СПИД.
Вирус проникает в клетки и разрушает их настолько, что организм теряет способность к сопротивлению других инфекций, не представляющих опасности для здорового человека. ВИЧ инфекция развивается очень длительно - с момента заражения до развития СПИДа при отсутствии какой-либо терапии проходит 9-11 лет.
Несколько лет назад был описан генотип человека, устойчивый к ВИЧ. Проникновение вируса в иммунную клетку связано с его взаимодействием с поверхностным рецептором: белком CCR5. Но делеция (утеря участка гена) CCR5-Delta32 приводит к невосприимчивости её носителя к ВИЧ. Предполагается, что эта мутация возникла примерно две с половиной тысячи лет назад и со временем распространилась в Европе.
благодаря канадскому ученому в лаборатории Health Genetic Center .
Мутация может возникнуть одновременно в обеих парных хромосомах или только в одной. Если выпадение 32 нуклеотидных оснований из гена CCR5 происходит сразу в обеих хромосомах, то носители такой мутации практически невосприимчивы к ВИЧ. Ведь рецептора CCR5 на поверхности клетки в таком случае просто нет. Во втором случае, когда соответствующая мутация возникает только в одной хромосоме из пары, возможность распространения ВИЧ в организме тоже уменьшается. Белки-рецепторы CCR5 отсутствуют ровно в половине клеток: значит, вирусу иммунодефицита труднее проникнуть в них.
Сейчас к ВИЧ фактически устойчив в среднем 1% европейцев, 10-15% европейцев имеют частичную сопротивляемость к ВИЧ.
Устойчивы ли Вы к ВИЧ-инфекции на генном уровне?
Какие мутации мы тестируем?
1. .
У носителей обеих копий этой мутации – таких людей от общего числа населения Земли всего около 1% – природный иммунитет к таким заболеваниям, как оспа, бубонная чума и даже ВИЧ (вирус, вызывающий СПИД). Около 20% человечества имеют одну копию мутации Delta32 и, хотя для этих людей всё же существует вероятность заражения ВИЧ, болезнь прогрессирует намного медленнее, и живут они дольше.
Люди, которые являются носителями HLA-B27 и HLA-B57 (аллелями или различными формами одного и того же гена), заразившись ВИЧ, остаются здоровыми в течение многих десятилетий без использования ретровирусной терапии. Их называют «элитными контроллерами». HLA-B27 и HLA-B57 присутствуют в организмах примерно 3% населения Земли. Те пациенты, чьи анализы показали наличие данных аллелей, могли противостоять вирусу Гепатита С и другим аутоиммунным заболеваниям, при которых иммунная система вырабатывает антитела против собственных белков организма. Этот ген вынуждает вирус мутировать, что создает препятствие его дальнейшему размножению. Немаловажно и то, что ген HLA-B27 и HLA-B57 сдерживает ВИЧ-инфекцию путем определения наиболее опасных мутаций в критических очагах заболевания.
3.Тест на мутацию на DRB1*13 и DQB1*6.
ВИЧ-позитивных носителей этих генов называют «нонпрогрессорами». Несмотря на отсутствие лечения, болезнь не прогрессирует. Ученые выяснили: если кому-то посчастливилось иметь оба гена, в его организме присутствуют Т-клетки –настоящая супер-сила в распознавании ВИЧ. Если носитель обоих генов заражается ВИЧ и не проходит антиретровирусную терапию, он все равно способен долгое время сохранять низкую вирусную нагрузку и количество Т-клеток CD4, близкое к норме. Исследователи так же сходятся во мнении, что сохранность и рост Т-клеток CD4 и CD8 могут быть ключевыми механизмами, при помощи которых организм нонпрогрессора противостоит вирусу.
Ген MTHFR связывают с целым рядом заболеваний: дефекты развития нервной трубки, сосудистые заболевания, синдром Дауна, остеопороз, отягощенный акушерский анамнез, сердечные пороки и мужское бесплодие. Существует более 50 известных мутаций гена MTHFR; чаще всего это C677T и A1298C. Первая вариация провоцирует сердечные заболевания и может стать причиной инсульта, вторую принято связывать с хроническими болезнями.
В нашем ДНК центре вы можете пройти анализ на устойчивость к ВИЧ -инфекции включающий в себя Тест ДНК 4 мутации, которые полностью исключают заражение ВИЧ инфекцией
:Пройти анализ ДНК на 4 мутации по устойчивости к ВИЧ только сейчас по специальной цене:
всего за 29900 руб.
вид образца: Буккальный Эпителий
Срок готовности: 2-3 нед.
производство (Канада) Лаборатория Health Genetic Center
Консультация по бесплатному тел 8805502413
При всевозможных эпидемях всегда обнаруживались люди, которые оставались неподверженными заболеванию. В большинстве случаев это связано с генетическими особенностями таких устойчивых к заболеванию людей. Первым хорошо изученным примером стала устойчивость к малярии. В тропиках и субтропиках, где малярия широко распространена, часто встречается наследственное заболевание серповидноклеточная анемия, связанное с мутацией в гене гемоглобина (эритроциты крови приобретают при форму серпа). Люди, у которых мутация гемоглобина имеется только в одной хромосоме (гетерозиготы), оказались защищенными от малярии. Если мутация содержится в обеих хромосомах, то такие люди, не болея малярией, погибают от анемии.
В случае ВИЧ-инфекции также существует популяция людей, для которых эта инфекция не страшна. Хотя различия в ДНК между отдельными индивидуумами составляет всего 0,1%, но именно они все и определяют. Выяснилось, что у здоровых людей, несмотря на их постоянные тесные контакты с ВИЧ-положительными, образуется видоизмененный (мутантный) белок CCR5 , который вместе с CD4-рецептором принимает участие в проникновении вируса в клетки. Мутантный белок CCR5, в отличие от обычного, не способен взаимодействовать с вирусными частицами, а в результате вирус не может проникнуть в клетки.
Подобные генетические варианты встречаются лишь у американцев европейского происхождения и у выходцев из западной Азии , у американцев африканского и восточноазиатского происхождения такие "защитные" гены не нашли.
Самый высокий уровень резистентности к ВИЧ, связанный с мутацией гена белка-корецептора CCR5, существует у представителей финно-угорской группы: финнов , эстонцев , венгров , мордвин . Наличие такой мутации в одном из двух парных генов здесь достигает 15-17%. Достаточно много подобных людей среди населения Северной Европы, на юге и на востоке их число существенно меньше. Так, среди афроамериканцев они составляют всего 1-2%. А среди представителей многих других рас их вообще нет. Таким образом, существует градиент распределения ВИЧ-устойчивых людей по планете ( рис. 12).
Люди с мутацией гена CCR5 генетически надежно защищены от ВИЧ-инфекции только тогда, когда эта мутация содержится в обоих генах. Таких людей существенно меньше (не более 1%). Среди москвичей устойчивы к ВИЧ около 0,6%.
Имеются данные, что у обладателей одного мутантного гена признаки СПИДа развиваются медленнее, чем у носителей двух нормальных генов, и они поддаются лечению.
Однако сейчас появились новые разновидности чрезвычайно агрессивных ВИЧ. Людей, зараженных такими вирусами, не спасает даже присутствие мутантных генов.
В многочисленных популяциях американцев афро-азиатского происхождения мутантные гены CCR5 не были найдены, однако, и там существуют небольшие группы людей, остающихся здоровымы, несмотря на многочисленные контакты с зараженными, что свидетельствует о существовании каких-то иных генов защиты иммунной системы от ВИЧ.
ВИЧ имеет всего 9 генов и не так уж много белков; специального механизма «контроля над ошибками» он себе при таких ресурсах позволить не может.
Как уже обсуждалось выше, скорость репликации ВИЧ очень велика, при этом в ходе размножения вируса практически неизбежно происходят ошибки, которые приводят к изменениям в его геноме. «Оплошность» может быть допущена на разных этапах репликации, и далеко не всегда изменения закрепляются в потомстве вируса - напротив, большинство из них остается незамеченными, те же генетические изменения, которые привели к формированию полноценной вирусной частицы, совсем не обязательно придают ей особые преимущества (см. далее).
В итоге всех «оплошностей» как при естественном течении инфекции, так и в ходе применения лекарственных средств вирус существует в виде квазивидового «роя» из близкородственных в генетическом отношении, но неодинаковых вирусов. Это означает, что субъектом всех эволюционных превращений, строго говоря, является не единственный генетический вариант ВИЧ, а «рой» вирусов, в составе которого происходят события, составляющие основу для эволюции - мутации и рекомбинации.
Мутациями в широком смысле этого слова называют внезапные изменения генетического материала, вызванные как внешними воздействиями (радиация, температура, химический агент), так и внутренними причинами, природа которых не всегда бывает известна.
Основой формирования мутантных форм ВИЧ являются ошибки в работе одного из ферментов вируса - обратной транскриптазы. Реакция синтеза ДНК на матрице РНК, которую он осуществляет, очень сложна и состоит из нескольких процессов, происходящих одновременно или последовательно. К ним относятся собственно реакция обратной транскрипции (синтез минус-цепи ДНК на матрице РНК), разрушение РНК в составе образующегося гибрида РНК-ДНК (РНКазаН- активность и достройка плюс-цепи ДНК на матрице одноцепочечной ДНК).
Дополнительным, хотя и существенно менее значимым источником ошибок становится стадия транскрипции, когда на матрице провирусной ДНК синтезируется мРНК ВИЧ; на этот раз ошибки совершает клеточная
РНК-полимераза. Свой вклад вносит и клеточная дезаминаза APOBEC3G, выполняющая функцию дезаминирования цитозина (С->11-конверсия) в составе минус-цепи ДНК ВИЧ на этапе обратной транскрипции. Благородная цель APOBEC3G при этом состоит в уничтожении вновь образующихся вирусных полимерных молекул, однако если измененная минус-цепь чудом остается невредимой, она становится матрицей для плюс-цепи, которая кодирует синтез основных белков вируса и при этом по понятным причинам содержит множество однотипных мутаций G->А, каждая из которых в принципе может привести к замене аминокислоты.
Особенно уязвимой к возникновению мутаций является реакция собственно обратной транскрипции - ведь она, отличие от других реакций матричного синтеза (например, ДНК^ДНК), не подкреплена специальными корректирующими механизмами (proof-reading). Это означает, что всякая случайно возникшая в ходе обратной транскрипции мутация имеет возможность вступить в эволюционное соревнование и при удачном стечении обстоятельств закрепиться в потомстве.
Среди мутаций различают замены, делеции, вставки единичных нуклеотидов, а также все перечисленные варианты с участием нескольких и даже многих нуклеотидов.
Замена (substitution) - наиболее часто встречающийся вид мутаций, в результате которых случайным образом происходит замещение одного нуклеотида другим. Кодон (три рядом стоящих нуклеотида, кодирующих аминокислоту) при этом всегда меняется, однако следствием этой замены не всегда бывает замена аминокислоты: новый кодон может кодировать ту же аминокислоту, что и до замены, и тогда мутация называется «молчащей» (такие замены называют еще синонимическими; среди всех мутаций преобладают именно они).
Другой вариант - формирование так называемого «стоп-кодона», ко-
торый никаких аминокислот не кодирует; в этом случае на участке, содержащем «стоп-кодон», в ходе синтеза белка произойдет остановка, и структура вновь синтезируемого белка окажется нарушена. Это наиболее тяжкое следствие замен, поскольку такой белок с большой вероятностью будет неполноценным и в функциональном отношении. Чаще всего потомство вирусов, испытавших столь серьезную генетическую модификацию, вообще не может выжить, а это означает, что такие вирусы в реальной популяции практически не обнаруживаются.
Наконец, в результате несинонимической замены может действительно произойти замена аминокислоты в составе кодируемого белка; характер изменения структуры и функции белка при этом также может варьировать от очень слабых перемен (если новая аминокислота похожа на «старую») до кардинальных перестроек (если ее свойства заметно отличаются, например, вместо гидрофобной аминокислоты встает гидрофильная).
Вставками (insertions ) называют мутации, которые приводят к появлению в последовательности одного или нескольких дополнительных нуклеотидов. Противоположными им по характеру являются делеции (deletion), связанные с утратой нуклеотидов. Иногда эти два вида мутаций объединяют термином indels ; их появление нередко сопровождается явлением сдвига рамки считывания (frameshift ).
Сущность его состоит в следующем: последовательность, кодирующая белок, включает в себя определенное число кодонов-«троек», каждый из которых кодирует одну из аминокислот. При появлении нового или «выпадении» одного-двух нуклеотидов разбивка последовательности на «тройки» «сдвигается», и последовательность после участка делеции или вставки полностью меняет состав и порядок кодонов. Вероятность того, что один
или несколько кодонов в этом участке окажутся «стоп-кодонами», достаточно велика - и в этом, в частности, состоит опасность сдвига рамки.
Репликация ВИЧ характеризуется чрезвычайно высокой частотой спонтанных мутаций - в среднем на каждые 10000-30000 вновь встраиваемых в ходе реакции нуклеотидов один оказывается «ошибочным». С учетом того, что размеры генома ВИЧ составляют около 10000 нуклеотидов, получается, что в каждом геноме ВИЧ есть (в среднем) по меньшей мере одна мутация. Продолжая эти интересные подсчеты, можно прийти и к другому выводу: у пациента со средней вирусной нагрузкой 30000 копий РНК/мл ежедневно в каждой позиции генома, в том числе и в позициях, ассоциированных с лекарственной устойчивостью, хотя бы у одного вириона возникает мутация.
Конечно, в пределах одного генома могут одновременно образоваться две мутации и более, однако вероятность их сочетанного закрепления в потомстве прогрессивно снижается.
Скорость возникновения мутаций неодинакова в разных позициях генома и максимальна в гомополимерных (то есть состоящих из одинаковых нуклеотидов) областях. Разные гены вируса также подвержены разной частоте возникновения мутаций: в последовательностях генов дад и ро/ мутации появляются гораздо реже (они считаются относительно консервативными), чем в составе гена env (такие гены называют вариабельными). Самая изменчивая (гипервариабельная) область генома ВИЧ - петля v3 в гене env, модификации ее аминокислотного состава потенциально способны отразиться на распознавании антителами, которое, в свою очередь, может стать фактором эволюционного отбора.