Yarasadan önce virüs nereden geldi?
Bu makale "Everything" dergisinin resmi WeChat hesabından alınmıştır. Bilimi eve götür "Sağlamak
Yazan | Mirror
Virüslerin doğada en yaygın ancak en kafa karıştırıcı organizma olduğu söylenebilir. Okyanustan gökyüzüne Virüsler her yerde Mavi balinalardan bakterilere kadar, parçacıklarının toplam sayısı tüm hücre organizmalarının toplamını çok aşıyor; enfeksiyonlarından hiçbir tür hayatta kalamaz. "Kendini" bile asla bırakma .
Sadece sayı şaşırtıcı değil, virüs türleri de çok çeşitli ve sık sık mutasyona uğruyorlar. 19. yüzyılın sonlarında virüsün (tütün mozaik virüsü) ilk keşfinden bu yana, 5000 virüs ayrıntılı olarak kaydedilir . Ancak tahmin edilmektedir ki sadece Memelileri enfekte eden en az 320.000 virüs var .
Yine de, Yeni virüsler hala ortaya çıkıyor Ancak son zamanlarda dünya çapında ilgi gören yeni koronavirüs (2019-nCov) gibi yalnızca insanlar için yüksek risk taşıyan virüsler dikkat çekecek.
Zehrin kaynağının izini sürün
, Yarasalar birçok virüsün ev sahipleridir | Kaynak: Pixabay
İnsan toplumuna yayılan birçok virüsün vahşi hayvanlardan geldiğini zaten biliyoruz. Yarasa ailesi SARS, Ebola virüsü ve yeni koronavirüsün "varış noktası" dır . Ama yarasalar ve diğer hayvanlar da "İlaç üreticisi" değil , Kökün izini sürerken virüs nereden geldi? Evrim ağacında ne zaman filizlendi?
Bir türün evrimsel tarihinin izini sürmek için, genellikle karşılık gelen fosil kanıtlarına ihtiyaç vardır, ancak virüs o kadar küçüktür ki, fosilleri korumak neredeyse imkansızdır. Ve çoğu, genomunda karışık olarak konakçı hücrede bulunur ve ayırt edilmesi zordur.
Virüsün fosili bulunamasa da bilim adamları, mevcut virüsün genomu ve konağı gibi bilgilere dayanarak virüsün evrimine dair ipuçları elde edebiliyor. Sonuç olarak, virüslerin kökeni hakkında üç ana teori önerdiler: Kaçış hipotezi (Aşamalı Hipotez), Bozunma hipotezi (Gerileyen Hipotez) ve Hücre kökenli hipotezin emsali (Virüs-İlk Hipotezi).
Virüs "numarası"
Bu üç teoriyi ayrıntılı olarak açıklamadan önce, bazı temel biyolojik kavramları kısaca anlayalım. Şu anda biliniyor Tüm hücresel organizmalar, ana genetik materyalleri olarak DNA'yı kullanır. . Hücrelerin DNA'daki şifreli bilgiyi elde etmek istediği postacı kullanması gerekir, Messenger RNA (MRNA). Yazılı bilgileri çekirdekten dışarı ve daha sonra göndermekten özellikle sorumludurlar. Transfer RNA (TRNA) ve sonunda Ribozom Protein, organellerde sentezlenir ve işlenir.
Genetik bilgi aktarımının temel ilkesi | Kaynak: Wikipedia
Virüsün bileşimi, karmaşık bir protein sentez sistemi şöyle dursun, hücre yapısı olmaksızın son derece basitleştirilmiştir. Temelde sadece katmanları var Genetik materyali (DNA veya RNA) içeren protein kapsidi Sadece bu yüzden Kendini çoğaltmak için konak hücrenin üretim araçlarını kötüye kullanma . Dahası, doğrudan konakçı hücrenin genomuna gizlice girdiler ve casusluk yaptılar.
En tipik olanı Retroviral (Retrovirüsler olarak da adlandırılır), bunlar bir sınıftır RNA virüsü . Ters transkripsiyon Tersine transkripsiyon sürecini ifade eder, yani RNA'dan DNA'yı sentezleyin Ve sonra virüs genetik bilgiyi alabilir Konak genomuna DNA entegrasyonu Ortada, karanlıkta tutulan konakçı hücrelerin hiçbir şey yapmasına izin vermeyin.
Bu şekilde, onları ortadan kaldırmak istesek bile, dost güçleri kazara yaralamamak zordur. HIV böylesine kurnaz bir virüstür ki, üstesinden gelmenin zor olmasının nedenlerinden biri de budur.
Kaçış hipotezi: "kusur" geni
Kulağa inanılmaz geliyor ama virüs hücrenin kendisinden kaynaklanmış olabilir. İnsanlarımız da dahil olmak üzere hücresel organizmaların genomunda çok sayıda "huzursuz" tip vardır. Atlama geni ",Ayrıca şöyle bilinir Transpozon (Transposon), yapabilirler Orijinal konumdan ayırın veya kopyalayıp başka bir gen konumuna aktarın Başka bir kromozomda olduğu gibi.
Bilim adamı Barbara McClintock, renkli mısır parçacıklarının transpozonlardan etkilendiğini keşfetti
Bazı transpozonlar DNA'dan doğrudan DNA'ya replike olurken, diğerleri DNA'dan RNA'ya kopyalanır ve daha sonra DNA'ya ters transkripsiyon yapılır. Bu tür transpozon denir Retrotranspozon .
Retotranspozonların "sao işlemi" size yukarıda bahsedilen retrovirüsleri hatırlatıyor mu? Karşılaştırmadan sonra bilim adamları bunu buldular Retrotranspozonlar ve retrovirüsler, gen yapısı ve transfer yöntemlerinde şaşırtıcı derecede benzerdir. . Bu, evrim tarihinde muhtemelen bir ilişkiye sahip oldukları anlamına gelir.
Teorik bir açıklama, atalarımızın doğduğundan beri sürekli olarak virüslere bulaşmış olmasıdır. Yavaş yavaş, bazı virüs genleri Genomumuzda düzeltildi ,hatta Evrimin bazı önemli bağlantılarına katıldı Plasentanın gelişimi gibi.
Başka bir teori, kaçış hipotezi, virüsün olabileceğine inanıyor. Transpozonların evrimi gibi "kusurlu" gen parçaları Evet, belli bir fırsatla protein ekipmanının kutsamasını aldılar, başarıyla kaçtılar ve o zamandan beri yeni bir dünyanın kapısını açtılar.
Aslında bilim adamları kanıtladılar Bazı transpozonlar hala virüslere aktive olma potansiyeline sahiptir. . Ancak evrim tarihinde transpozonların ve virüslerin ortaya çıktığına dair net bir sonuç henüz yoktur.
Bakteriyel plazmid DNA, nükleoidlerden bağımsızdır
DNA virüsünün kökeninin "kaçış" ile ilişkili olabileceğine dair görüşler de vardır. Plazmid (Plazmid) ile ilgili, bu, içinde bulunan bir tür bakteri Dairesel DNA ,Sahip olmak Otonom çoğaltma ile Hücreler arasında geçiş Kabiliyet. Genetik mühendisliği, plazmitlerin bu özelliklerinden yararlanır ve onları Hedef gen taşıyıcı , Genlerin yatay göçünü gerçekleştirmek için.
Dejenerasyon hipotezi: "düşmüş" hücreler
Mitokondri ve kloroplastlara benzer Yarı otonom organeller Köken teorisi ve gerileme hipotezi, virüsün atasının başlangıçta nispeten tam bir hücre yapısına sahip olduğunu ve kendi kendine yeten bir "iyi hücre" olduğunu ileri sürdü. Daha sonra, diğer hücrelerle ortak yaşam sürecinde, yavaş yavaş "kendini kaybetti" ve başladı Eksik genler Sonunda, tamamen diğer hücrelerin emeğine güvendi ve hatta çılgınca kötüleşti ve talan edildi.
Bu hipotezin en güçlü örneği Nükleer sitomegalo DNA virüsü (NCLDV). Bu tür virüsler ile genel virüsler arasındaki en büyük fark, Büyük Böylece diğer küçük virüsler tarafından enfekte olacaktır. Virüsün boyutu genellikle 200 nanometreden fazla değildir, ancak NCLDV bakterilerden daha büyük olabilir, örneğin Bakteroidler (Mimivirüs), çapı 750 nanometreye kadar.
Psödobakteriyel virüsün elektron mikrografı | Kaynak: microbewiki
Büyüklükleri boşuna değil, anahtar onların Genom da büyük Ve ayrıca var Hücre biyolojik protein sentez sistemi ile ilgili genler , Ancak tam değil ve proteinleri özerk olarak sentezleyemiyor. Bu virüsün keşfi, virüslerin ve hücrelerin evrimi arasında bir köprü kurdu.
Daha ilginci, Bakteriyomi virüsü bir bakteri türüne çok benzer (Rickettsia proctorani) , Bu, bazı bilim adamlarının atalarının başlangıçta bir tür bakteri olduğuna, ancak daha sonra virüslere "ayrıştırıldığına", ancak ekipmanın sıradan virüsler olmadan kaybolduğuna inanmasına neden oldu.
Bununla birlikte, 2017 yılında yapılan bir araştırma, başka bir büyük virüs (Klosneuvirus) tarafından taşınan hücresel genlerin yalnızca konakçıdan "çalındığını" ve yavaş yavaş biriktiğini buldu.
Hücre kökeni hipotezinden önce:
Tavuktan önce yumurta
Yukarıdaki teorilerin her ikisi de virüsün hücrenin arkasında göründüğünü varsayar Sonuçta, virüsün hayatta kalmak için hücreye güvenmesi gerekir. Ama bu sabit zihniyeti bozan bilim adamları da var: Tavuk mu yoksa yumurtanın mı ilk geldiği sorusu üzerine, ikincisine daha yatkınlar.
Teori diyor ki İlk hücre ortaya çıkmadan önce, kendilerini çoğaltma kabiliyetine sahip RNA molekülleri var olmuş olabilir. Zamanla, çeşitli işlevler geliştirdiler ve ifade edilen proteinler giderek daha karmaşık hale geldi.
Anahtar hücre yapısı sentezlenmeden önce, bazı RNA ve protein kombinasyonları hareket etmeye başlamış, bazıları hücrelere, diğer kısımları ise basit yapıları koruyarak En ilkel virüs Ve sonra hücrelerin doğumuyla aktive oldu.
Tetrahymena gibi bazı organizmaların hücrelerinde bu tür RNA molekülleri vardır. Ribozim (Ribozim). Enzimlerin, çoğu proteinlerden oluşan bir tür katalitik biyolojik molekül olduğunu biliyoruz, ancak ribozimler bir tür Küçük RNA , Protein sentezi gibi önemli reaksiyonların katalize edilmesine katılın.
Bazı ribozimler de kendilerini kopyalayabilir ve esas olarak bitkileri enfekte edenler gibi hücreler arasında yayılabilirler. Virüs benzeri (Viroid). Virüs benzeri Virüsten farklı Protein kapsidleri bile yok Yalnızca RNA Ancak çeşitli canlılara da bulaşabilir.
İç içe geçmiş evrim tarihi
Yukarıdaki teoriler sadece hipotezdir ve bunu kanıtlamak için hala yeterli kanıt yoktur.Bu nedenle, virüsün kökeni, çözülmemiş bir gizem olarak kalan yaşamın kökeni ile aynıdır. Ancak Nature'da 2018'de yayınlanan bir araştırma şunu gösterdi: Virüs muhtemelen ilk omurgalı hayvanın ortaya çıktığı kadar erken bir zamanda vardı . Tüm omurgalıların ve hatta tüm biyolojik dünyanın evrimine eşlik ettiler ve hala birbirlerini etkiliyorlar.
Virüslerin kökenine ek olarak, doğada oynadıkları rol de oldukça ilgi çekicidir. Her yerde bulunan virüs ve diğer türler arasında Harika bir denge sağlayın . Ancak cahil insanlar zaman zaman onu kırdı ve sonuç olarak Pandora'nın Kutusu'nu açtı. Sihirli kutuyu kapatmak için sadece bilim adamlarının virüsü daha derinlemesine incelemesini değil, aynı zamanda her birimizin doğa kanunlarına saygı göstermesini gerektiriyor.
