Първата стъпка в отговора на въпроса дали вирусите са живи или мъртви е да се определят критериите за живи и неживи. Нека сравним вирусите със 7 критерия, които изследователите са задали, за да определят дали са живи или не.
1. Живите същества трябва да поддържат хомеостаза.
Хомеостазата е саморегулация, способността на системата да поддържа постоянството на вътрешното си състояние. Може ли вирусът да контролира вътрешната си температура или вътрешното си съдържание?
По-рано сред критериите за живот беше - живите същества трябва да бъдат направени от клетки. Вирусите не се състоят от клетки. Една вирусна частица е известна като вирион и се състои от набор от гени, затворени в защитна протеинова обвивка, наречена капсид. Някои вируси имат допълнителна мембрана (липиден биослой), която ги заобикаля, наречена обвивка. Вирусите нямат подобни на клетки ядра, органели или цитоплазма и следователно нямат начин да контролират или създават промени във вътрешната си среда.
Възниква въпросът - може ли отделен вирион самостоятелно да поддържа стабилна вътрешна среда. Въпреки че някои твърдят, че капсидът и черупката помагат на вирионите да устоят на промените в тяхното състояние. Има общо съгласие, че вирусите не отговарят на това първо изискване.
Въпреки това, много малко неща в биологията не са черно-бели, така че нека да разгледаме как вирусите се справят с останалата част от списъка, преди да вземем окончателното си решение.
Присъда: не отговаря на условието
2. Живите същества имат различни нива на организация.
Животът е сложен и живите организми отразяват тази сложност в своята структура. Малките градивни блокове се комбинират, за да направят по-голям обект. Вирусите със сигурност правят това. Те имат гени, получени от нуклеинови киселини и капсид, направен от малки субединици, наречени капсомери.
Присъда: Съобразена
3. Живите организми се размножават.
Един от основните закони в природата е, че един вид предава своята генетична информация. Вирусите определено се размножават. Докато нашата имунна система със сигурност може да се справи с един вирион, стотици хиляди вириони, създадени за кратък период от време, вероятно ще навредят на нашите клетки. Вирусите трябва да използват клетки-гостоприемници, за да произвеждат повече вириони. Тъй като вирусите нямат органели, ядра или дори рибозоми, им липсват инструментите, необходими за копиране на техните гени, още по-малко за създаване на нови вириони. Вирусите влизат в живите клетки, поемат контрола над клетката, за да започнат да произвеждат нови вирусни частици, изграждат нови капсиди и сглобяват всичко. Обикновено използваме термина "репликация", а не репродукция, за да посочим, че вирусите се нуждаят от клетка гостоприемник, за да умножат своя брой.
Присъда: Може би
4. Живите същества растат.
Живите същества растат. Те използват енергия и хранителни вещества, за да станат по-големи и по-сложни. Вирусите манипулират клетките гостоприемници, за да създават нови вируси, което означава, че всеки вирион е създаден в напълно оформено състояние и няма да нараства по размер и сложност през цялото си съществуване. Вирусите не растат.
Присъда: не съвпада
5. Живите същества използват енергия.
Този критерий е малко сложен. Създаването на нови вирионни единици е една от основните задачи – от създаването на нуклеинови киселини до производството на капсиди – всичко това изисква много енергия. Въпреки това, цялата енергия, която влиза в тази структура, идва от, както се досещате, собственика. Вирусите определено разчитат на метаболизма на гостоприемника, за да стигнат до него (може би вампири?).
Присъда: Може би
6. Живите същества реагират на стимули.
Дали вирусите реагират или не на околната среда е един от най-трудните въпроси. Отговорът на стимул се определя от почти незабавен отговор на някаква промяна в околната среда. Въпреки че те не променят поведението си в отговор на докосване, звук или светлина, както правят хората, бактериите или морските гъби, няма достатъчно изследвания, за да се каже категорично, че вирусите не реагират на нищо.
Присъда: Неизвестна
7. Живите същества се адаптират към околната среда.
Адаптирането и еволюцията се осъществяват чрез непредвидени промени (мутации), които са от полза за целия вид. Вирусите определено се адаптират към околната среда. За разлика от предишното изискване, което изисква незабавна реакция, адаптацията е процес, който се случва с течение на времето. Вирусът може да живее в две различни фази – литична фаза (където вирусът активно се реплицира в клетката гостоприемник) и лизогенна фаза (където вирусната ДНК влиза в клетъчната ДНК многократно всеки път, когато клетката се размножава). Понякога гостоприемникът няма достатъчно енергия или запаси, за да поддържа активното репликиране на вируса, така че той ще премине към лизогенна фаза. Вирусът може евентуално да се върне в литична фаза, когато условията са подходящи.
Присъда: Подходящо
Статията е преведена от доктора на ветеринарните науки Eingor M.A.
Причини да си жив:
- Молекулната организация е същата като тази на клетката на жив организъм: NK, протеини, мембрани. От молекулярна гледна точка = това е нормалният начин на живот. Вътре в живите обекти се откриват нуклеотидни последователности, които са подобни на нуклеотидните последователности на вирусите.
- Вирусите притежават почти всички свойства на живите същества, с изключение на развитието.
Причини да не си жив:
- Нямат клетъчна структура
- Ако поставите вирус под микроскоп и го наблюдавате, нищо не се случва. За да „започне да живее“, трябва да се въведе в клетката. НО! Клетката е средата на вируса. Ако поставите жив организъм във вакуум, той ще умре. По същия начин, вирус, за него въздушната среда е вакуум. Сухото семе на растението може да лежи хиляди години, без да показва свойствата на живо, докато попадне във водата, жаба, замръзнала в лед, люспесто растение, изсушено в пашкул, всичко може да бъде съживено чрез поставяне в подходящ среда, като вирус.
Знак за живите е голяма степен на самоподреждане. Матричният синтез е най-високата степен на порядък, следователно вирусите са живи. Въпреки това, най-простите организирани вируси са ДНК молекули, ако вирусите са живи, тогава ДНК е жива.
Основният смисъл на живота е продължението на живота! Продължаването на живота е възпроизвеждане на генетична информация. Фактът, че ДНК е жива, се вписва добре в тази схема. Някои транспозони са способни да се възпроизвеждат според принципа на ДНК репликация (ДНК - транскрипция). Смисълът на съществуването на транспозон като цяло е възпроизвеждането на отделни участъци от генетична информация, всеки отделен поотделно. Всичко това доведе до появата на Selfish DNA – егоистична ДНК. ДНК е способна на интензивно възпроизвеждане; По време на еволюцията ДНК е разработила такава среда за съществуване - КЛЕТКА.
Резултат:ако приемем, че вирусите са живи, тогава клетъчната теория за живите се отхвърля; ако вирусите са живи, тогава ДНК е жива; все по-сложни структури (с изключение на ДНК) имат само една цел – да улеснят възпроизвеждането на ДНК. В хода на еволюцията се създава клетка и ДНК "разбра", че това е добре. Тогава би било добре да го разделите на отделения - появиха се еукариоти. Би било хубаво да се рекомбинира - половото размножаване. След това многоклетъчни същества. ДНК местообитанията се адаптираха към околната среда, тъй като връзката с околната среда е много сложна, тогава се появи умът. Следователно човек живее само за да възпроизвежда собствената си генетична информация.
Номиниран през 60-те години. Някои вируси са в състояние да заразят клетка под формата на гола ДНК, следователно основата на живота е ДНК, следователно ДНК е жива. Причини за тази концепция:
- Наличието на вируси
- В клетките на различни живи организми има нуклеотидни последователности, които не са предназначени за нищо друго освен за тяхното възпроизвеждане - транспозони, те съдържат генетична информация, която е отговорна за движението на транспозона. Има 2 вида транспозони:
- Клас 1 транспозони, ретротранспозони. Ретротранспозони – мобилни генетични елементи. Може лесно да промени последователността на генетичната информация. Те се движат през генома чрез обратна транскрипция от тяхната РНК. Те мигрират, оставяйки оригиналното копие на място, докато другото се интегрира другаде. Вътрешният регион е много подобен на генетичния материал на ретровирусите, но без областта, кодираща капсидния протеин. Ретровируси – в ход е методът на обратната транскрипция (ДНК чрез РНК). Първо имаше ретровируси. Те бяха в клетки и в крайна сметка загубиха своя капсид, превръщайки се в транспозони. Друга гледна точка е, че в началото имаше транспозони. Но с течение на времето, по някаква причина, се появи капсид, позволяващ на транспозоните да напуснат клетката под формата на ретровируси.
- ДНК транспозоните, които се разрязват от протеини и се пренасят от тях на друго място, имат само функцията на саморазмножаване.
- ДНК е жив обект, който изгражда около себе си подходяща среда – клетка. ДНК проследява процесите на размножаване на ДНК без възпроизвеждане на организма, пример за безплодни мравки.
- Важно е колко ефективно се възпроизвежда ДНК, не е важна съдбата на организма.
- Концепцията на Вайсман: в тялото на висше животно могат да се разграничат 2 вида структури:
- Ембрионалният път е по-ценен, от ембрионални клетки до репродуктивни клетки
- Сома - всички други клетки, можете да направите всичко с генетична информация
В клетките на сома на кръгли червеи се изхвърлят много ДНК фрагменти - намаляване на ДНК.
Информацията е съзнателно създадена хетерогенност на пространството. Вирусите имат генетична информация, която е структурирана по същия начин, както при другите живи същества.
вируси
| Не | Има | Не |
Биология на развитието
Детерминистична фрагментация -фрагментация, която започва да се забелязва много рано. Най-яркият пример: нематоди. Те могат да преброят до броя клетки във всеки сегмент (броят ядрата).
Caenorhabditis ebgans (нематод). При възрастен броят на соматичните ядра е 959. Ако има едно по-малко или повече - мутант в развитието. Съдбата се определя за всяка клетка. Някои от клетките, които са се образували от първите, трябва да умрат. Това явление се нарича апоптоза... При хората апоптозата се проявява като разделяне на ръката (лопатката в ранните етапи) на пръсти. Някои клетки умират, позволявайки да се образуват пръсти.
При бозайниците решителността е много по-слаба, има стволови клетки, но след като са получили специализация, те вече не могат да се върнат обратно, това се нарича терминална диференциация.
екология
екологияизучава връзката на живите организми с околната среда. Всяка трофична връзка се състои от елементарни части. Централната връзка на всяка екологична връзка е разнообразието от биологични реакции - това е система от адекватни реакции на тялото към определен външен или вътрешен сигнал.
Биология -наука за живота. Не е известно кой пръв въведе този термин в науката. Смята се, че тази концепция е въведена независимо от двама учени (един от тях е Ламарк). Тази концепция е била използвана и преди Ламарк, например, от Линей, но най-вероятно в различно значение.
Всяка наука може да бъде разделена на по-малки (високо специализирани). На пресечната точка на редове и колони получаваме наистина съществуваща наука.
Има науки, които не се вписват в този метод на класификация. Науки, възникнали на границата на естествените науки.
До известна степен тези науки са синтетични.
Науки, които изучават цялото разнообразие наведнъж, използвайки методите на всички науки: молекулярна биология, еволюционна доктрина, систематика - описание на съществуващото и съществуващото разнообразие от видове и тяхното разпространение в системата в зависимост от тяхната филогенеза. Еволюционната доктрина, систематиката са синтетична наука.
Човешки имунодефицитен вирус (ХИВ)
ВИРУС: НЕЩО ИЛИ ВЕЩЕСТВО?
През последните 100 години учените многократно променят разбирането си за природата на вирусите, микроскопични носители на болести.
Отначало вирусите се смятаха за токсични вещества, след това - за една от формите на живот, след това - за биохимични съединения. Днес се приема, че те съществуват между живия и неодушевения свят и са основните участници в еволюцията.
В края на 19 век е установено, че някои заболявания се причиняват от частици, подобни на бактериите, но много по-малки. Тъй като те са от биологичен характер и се предават от една жертва на друга, причинявайки същите симптоми, вирусите започват да се считат за най-малките живи организми, които носят генетична информация.
Намаляването на вирусите до нивото на безжизнени химически обекти настъпва след 1935 г.когато Уендъл Стенли за първи път кристализира вируса на тютюневата мозайка. Установено е, че кристалите се състоят от сложни биохимични компоненти и не притежават необходимото за биологичните системи свойство - метаболитна активност. През 1946 г. ученият получава Нобелова награда за тази работа по химия, а не по физиология или медицина.
По-нататъшните изследвания на Стенли ясно показват, че всеки вирус се състои от нуклеинова киселина (ДНК или РНК), опакована в протеинова обвивка. В допълнение към защитните протеини, някои от тях имат специфични вирусни протеини, участващи в клетъчната инфекция. Ако съдим за вирусите само по това описание, тогава те наистина приличат повече на химически вещества, отколкото на жив организъм.
Но когато вирусът навлезе в клетката (след което се нарича гостоприемна клетка), картината се променя. Той сваля протеиновата обвивка и подчинява целия клетъчен апарат, принуждавайки го да синтезира вирусна ДНК или РНК и вирусни протеини в съответствие с инструкциите, написани в неговия геном. Тогава вирусът се самосглобява от тези компоненти и се появява нова вирусна частица, готова да зарази други клетки.Тази схема принуди много учени да погледнат на вирусите по нов начин. Те започват да се разглеждат като обекти, разположени на границата между живия и неодушевения свят.Интересен факт е, че въпреки факта, че дълго време биолозите гледаха на вируса като на "протеинова кутия", пълна с химически детайли, те използваха способността му да се репликира в клетката гостоприемник, за да изследват механизма на протеиновото кодиране. Съвременната молекулярна биология дължи голяма част от успеха си на информацията, получена от изследването на вирусите.
Бактерията е жив организъм и въпреки че се състои само от една клетка, тя може да генерира енергия и да синтезира вещества, които осигуряват нейното съществуване и размножаване. В този контекст какво ще кажете за семената? Не всяко семе показва признаци на живот. Въпреки това, като е в покой, той съдържа потенциала, който е получил от несъмнено живо вещество и който при определени условия може да бъде реализиран. В същото време семето може да бъде необратимо унищожено и тогава потенциалът ще остане неизпълнен. В това отношение вирусът прилича повече на семе, отколкото на жива клетка: той има някои способности, които може да не се реализират, но няма способност за автономно съществуване.
Почти всичко казано тук не е пряко свързано с материята.
Вирусът изобщо не е организъм и още повече, че не е жив.
Живият организъм е сложна биологична система, която е способна да се самовъзпроизвежда и да поддържа собствената си жизнена дейност (дишане, консумация на хранителни вещества и др.). Тя може да бъде едноклетъчна (например бактерии) или многоклетъчна. Вирусът е отливка от ДНК или РНК молекули и протеини, което е само част от генетичния код, която не показва основни признаци на жизнена активност.
Ако дадем аналогия от света на механизмите, тогава клетката може да бъде представена като например копирна машина (и това е механизъм), а вирусът е лист хартия с текст (това вече не е механизъм) . И така, лист хартия, попадайки в копирната машина, води до факта, че копирната машина започва да издава копия от този лист с текста и ще прави това, докато или този лист не бъде изваден от копирната машина, или докато копирната машина се събуди нагоре.
Приблизително същата връзка възниква между клетка (жива система) и вирус (неодушевен обект).
Ако изразите своето съгласие или несъгласие с вашата аналогия с робот, тогава сравнението е съвсем подходящо. Малко теория: вирус от лат. "Вирус" - отрова
По-голямата част от организмите, живеещи днес на Земята, се състоят от клетки и само вирусите нямат клетъчна структура.
Според тази най-важна характеристика всички живи същества в момента са разделени от учените на две империи:
- предклетъчни (вируси и фаги),
- клетъчни (всички други организми: бактерии и близки до тях групи, гъби, зелени растения, животни и хора).
Вирионът (или вирусната частица) се състои от една или повече молекули ДНК или РНК, затворени в протеинова обвивка (капсид), понякога съдържащи също липидни и въглехидратни компоненти.
Диаметърът на вирусните частици (наричани още вириони) е 20-300 nm. Тоест те са много по-малки от най-малките прокариотни клетки. Тъй като размерите на протеините и някои аминокиселини са в диапазона от 2-50 nm, вирусната частица може да се разглежда просто като комплекс от макромолекули. Поради малкия си размер и невъзможността да се възпроизвеждат, вирусите често се класифицират като "неживи".
Казват: „Вирусът е междинна форма на живот или не-живот“, защото извън клетката на гостоприемника той се превръща в кристал.
Смята се, че вирусът е преход от химия към живот.
Най-важните отличителни черти на вирусите са, както следва:
2. Те нямат собствен метаболизъм, имат много ограничен брой ензими. За размножаването се използват метаболизма на клетката гостоприемник, ензими и енергия.
3 годиниобратно от Александър ЖмуркоВируси - същество или вещество?
През последните 100 години учените многократно променят разбирането си за природата на вирусите, микроскопични носители на болести.
Отначало вирусите се смятаха за токсични вещества, след това - за една от формите на живот, след това - за биохимични съединения. Днес се приема, че те съществуват между живия и неодушевения свят и са основните участници в еволюцията.
В края на 19 век е установено, че някои заболявания, включително бяс и шап, причиняват частици, подобни на бактериите, но много по-малки. Тъй като те са биологични по природа и се предават от една жертва на друга, причинявайки същите симптоми, вирусите започват да се считат за най-малките живи организми, които носят генетична информация.
Намаляването на вирусите до нивото на безжизнени химически обекти настъпва след 1935 г., когато Уендъл Стенли за първи път кристализира вируса на тютюневата мозайка. Установено е, че кристалите се състоят от сложни биохимични компоненти и не притежават необходимото за биологичните системи свойство - метаболитна активност. През 1946 г. ученият получава Нобелова награда за тази работа по химия, а не по физиология или медицина.
По-нататъшните изследвания на Стенли ясно показват, че всеки вирус се състои от нуклеинова киселина (ДНК или РНК), опакована в протеинова обвивка. В допълнение към защитните протеини, някои от тях имат специфични вирусни протеини, участващи в клетъчната инфекция. Ако съдим за вирусите само по това описание, тогава те наистина приличат повече на химически вещества, отколкото на жив организъм. Но когато вирусът навлезе в клетката (след което се нарича клетка гостоприемник), картината се променя. Той сваля протеиновата обвивка и подчинява целия клетъчен апарат, принуждавайки го да синтезира вирусна ДНК или РНК и вирусни протеини в съответствие с инструкциите, написани в неговия геном e. Тогава вирусът се самосглобява от тези компоненти и се появява нова вирусна частица, готови да заразят други клетки.
Тази схема принуди много учени да погледнат на вирусите по нов начин. Те започнаха да се разглеждат като обекти, разположени на границата между живия и неодушевения свят. Според вирусолозите M.H.V. van Regenmortel от Университета в Страсбург във Франция и B.W. Mahy от Центровете за превенция и контрол на заболяванията, този начин на живот може да се нарече „живот на заем“. Интересен факт е, че въпреки факта, че дълго време биолозите са разглеждали вируса като "протеинова кутия", пълна с химически детайли, те са използвали способността му да се репликира в клетката гостоприемник, за да изследват механизма на протеиновото кодиране. Съвременната молекулярна биология дължи голяма част от успеха си на информацията, получена от изследването на вирусите.
Учените са кристализирали повечето от клетъчните компоненти (рибозоми, митохондрии, мембранни структури, ДНК, протеини) и днес ги разглеждат или като „химически машини“, или като материал, който тези машини използват или произвеждат. Този възглед за сложните химични структури, които осигуряват жизнената активност на клетката, се превърна в причина за не твърде много загриженост на молекулярните биолози за състоянието на вирусите. Изследователите се интересуваха само от тях като агенти, способни да използват клетките за собствени цели или да служат като източник на инфекция. По-сложният проблем за приноса на вирусите към еволюцията остава маловажен за повечето учени.
Да бъдеш или да не бъдеш?
Какво означава думата "жив"? Повечето учени са съгласни, че освен способността да се възпроизвеждат, живите организми трябва да притежават и други свойства. Например животът на всяко същество винаги е ограничен във времето – то се ражда и умира. Освен това живите организми имат известна степен на автономия в биохимичен смисъл e, т.е. до известна степен разчитат на собствените си метаболитни процеси, осигурявайки им вещества и енергия, които подпомагат тяхното съществуване.
Камък, както и капчица течност, в която протичат метаболитни процеси, но която не съдържа генетичен материал и не е способна на самовъзпроизвеждане, несъмнено е неодушевен предмет. Бактерията е жив организъм и въпреки че се състои само от една клетка, тя може да генерира енергия и да синтезира вещества, които осигуряват нейното съществуване и размножаване. В този контекст какво ще кажете за семената? Не всяко семе показва признаци на живот. Въпреки това, като е в покой, той съдържа потенциала, който е получил от несъмнено живо вещество и който при определени условия може да бъде реализиран. В същото време семето може да бъде необратимо унищожено и тогава потенциалът ще остане неизпълнен. В това отношение вирусът прилича повече на семе, отколкото на жива клетка: той има някои способности, които може да не се реализират, но няма способност за автономно съществуване.
Можете също да разглеждате живото и като състояние, в което при определени условия преминава система, състояща се от неодушевени компоненти с определени свойства. Животът и съзнанието могат да бъдат посочени като пример за такива сложни (възникващи) системи. За да постигнат подходящия статус, те трябва да имат определено ниво на трудност. По този начин невронът (сам по себе си или дори като част от невронна мрежа) не притежава съзнание; това изисква мозък. Но един непокътнат мозък може да бъде жив в биологичен смисъл и в същото време да не осигурява съзнание. По същия начин нито клетъчните, нито вирусните гени или протеини сами по себе си служат като жива субстанция, а клетка, лишена от ядро, е подобна на обезглавен човек, тъй като няма критично ниво на сложност. Вирусът също не може да достигне това ниво. Така че животът може да се определи като сложно възникващо състояние, което включва същите основни градивни елементи, които притежава вирусът. Ако следваме тази логика, тогава вирусите, макар и да не са живи обекти в строгия смисъл на тази дума, все пак не могат да бъдат класифицирани като инертни системи: те са на границата между живо и неодушевено.
| РЕПЛИКАЦИЯ НА ВИРУС |
Вируси и еволюция
Вирусите имат своя собствена, много дълга еволюционна история, която датира от произхода на едноклетъчните организми. И така, някои системи за възстановяване на вируси, които осигуряват изрязването на неправилни бази от ДНК и елиминирането на щетите, причинени от кислородни радикали и т.н., се намират само в определени вируси и съществуват непроменени от милиарди години.
Изследователите не отричат, че вирусите са играли роля в еволюцията. Но като ги смятат за неодушевена материя, те ги поставят наравно с фактори като климатични условия. Такъв фактор засяга организми, които имат променящи се, генетично обусловени черти отвън. Организмите, по-устойчиви на това влияние, успешно оцеляха, размножиха се и предадоха гените си на следващите поколения.
В действителност обаче вирусите не са влияли върху генетичния материал на живите организми косвено, а по най-пряк начин – обменят с него своята ДНК и РНК, т.е. бяха играчи в биологичната област. Голямата изненада за лекарите и еволюционните биолози беше, че повечето от вирусите се оказаха напълно безобидни същества, несвързани с никакви заболявания. Те тихо дремят вътре в клетките на гостоприемника или използват своя апарат за тяхното небързано възпроизвеждане без никакво увреждане на клетката. Такива вируси имат много трикове, които им позволяват да избягват зоркото око на имунната система на клетката – за всеки етап от имунния отговор те имат ген, който контролира този етап или го модифицира в тяхна полза.
Освен това, в процеса на съвместно обитаване на клетката и вируса, вирусният геном (ДНК или РНК) „колонизира“ генома на клетката гостоприемник, снабдявайки я с все повече и повече нови гени, които в крайна сметка стават неразделна част от генома на даден вид организми. Вирусите имат по-бърз и по-пряк ефект върху живите организми, отколкото външните фактори, които избират генетични варианти. Големите популации от вируси, съчетани с тяхната висока степен на репликация и висока степен на мутация, ги правят основният източник на генетични иновации, като постоянно създават нови гени. Някакъв уникален ген с вирусен произход пътува от един организъм в друг и допринася за еволюционния процес.
Клетка, чиято ядрена ДНК е унищожена, е истинска "мъртва": тя е лишена от генетичен материал с инструкции как да работи. Но вирусът може да използва останалите непокътнати клетъчни компоненти и цитоплазма за своята репликация. Той подчинява клетъчния апарат и го принуждава да използва вирусни гени като източник на инструкции за синтеза на вирусни протеини и репликация на вирусния геном. Уникалната способност на вирусите да се развиват в мъртви клетки се проявява най-ясно, когато гостоприемниците са едноклетъчни организми, обитаващи предимно океаните. (Огромното мнозинство от вирусите живеят на сушата. Според експертите в океаните има не повече от 1030 вирусни частици.)
Бактериите, фотосинтезиращите цианобактерии и водораслите, потенциални гостоприемници на морски вируси, често загиват под въздействието на ултравиолетово лъчение, което разрушава тяхната ДНК. В същото време някои вируси („гости“ на организмите) включват механизъм за синтез на ензими, които възстановяват увредените молекули на клетката гостоприемник и я връщат към живот. Например, цианобактериите съдържат ензим, който участва във фотосинтезата, и под въздействието на прекомерно количество светлина понякога се разрушава, което води до клетъчна смърт. И тогава вирусите, наречени цианофаги, "включват" синтеза на аналог на бактериалния фотосинтетичен ензим, който е по-устойчив на UV радиация. Ако такъв вирус зарази наскоро мъртва клетка, фотосинтетичен ензим може да върне последната към живот. Така вирусът играе ролята на "генен реаниматор".
Прекомерните дози UV лъчение могат да доведат до смъртта на цианофагите, но понякога те успяват да се върнат към живот с помощта на множество ремонти. Обикновено във всяка клетка гостоприемник присъстват няколко вируса и ако са повредени, те могат да съберат вирусния геном на части. Различни части от генома са в състояние да служат като доставчици на отделни гени, които заедно с други гени ще възстановят функциите на генома в пълен размер, без да създават цял вирус. Вирусите са единствените от всички живи организми, които, подобно на птицата Феникс, могат да се издигнат от пепелта.
Според Международния консорциум за секвениране на човешкия геном, от 113 до 223 гена, открити в бактерии и хора, липсват в добре проучени организми като дрождите Sacharomyces cerevisiae, плодовата муха Drosophila melanogaster и кръглия червей Caenorhabditis, който лие между двете крайни линии живи организми. Някои учени смятат, че дрождите, плодовата муха и аскаридите, които са се появили след бактериите, но преди гръбначните, просто са загубили съответните гени в даден момент от еволюционното си развитие. Други смятат, че гените са били предадени на човек от бактерии, влезли в тялото му.
Заедно с колегите от Института за обществено здраве в Орегон за ваксини и генна терапия, ние предполагаме, че е имало трети път: гените първоначално са били вирусни, но след това са колонизирани от две различни линии организми, като бактерии и гръбначни животни. Генът, с който бактерията е надарила човечеството, би могъл да бъде предаден на двете по-горе споменати линии от вируса.
Освен това сме сигурни, че самото клетъчно ядро е от вирусен произход. Появата на ядро (структура, която съществува само при еукариотите, включително хората, и липсва при прокариотите, например бактериите) не може да се обясни с постепенното адаптиране на прокариотните организми към променящите се условия. Може да се е образувала на базата на съществуваща вирусна ДНК с високо молекулно тегло, която си е изградила постоянно "жилище" вътре в прокариотната клетка. Това се потвърждава от факта, че генът за ДНК полимераза (ензим, участващ в репликацията на ДНК) на фага Т4 (вирусите, които инфектират бактериите се наричат фаги) са сходни по своята нуклеотидна последователност с гените на ДНК полимеразите както на еукариотите, така и на вируси, които ги заразяват. Освен това Патрик Фортер от Университета на Париж Юг, който изучава ензими, участващи в репликацията на ДНК, стига до заключението, че гените, които определят техния синтез в еукариотите, са от вирусен произход.
 |
| Вирус на синия език |
Вирусите засягат абсолютно всички форми на живот на Земята и често определят тяхната съдба. Те обаче също се развиват. Пряко доказателство е появата на нови вируси, като човешкия имунодефицитен вирус (ХИВ), който причинява СПИН.
Вирусите непрекъснато променят границата между биологичния и биохимичния свят. Колкото повече се придвижваме в изследването на геномите на различни организми, толкова повече ще откриваме доказателства за наличието в тях на гени от динамичен, много древен басейн. Нобеловият лауреат Салвадор Лурия през 1969 г. говори за влиянието на вирусите върху еволюцията: „Възможно е вирусите, със способността си да влизат и напускат клетъчния геном, да са били активни участници в процеса на оптимизиране на генетичния материал на всички живи същества в хода на еволюцията. ние не го забелязахме." Независимо кой свят – жив или неодушевен – ще посочим вирусите, дошло е времето да ги разглеждаме не изолирано, а като се вземе предвид постоянната връзка с живите организми.
ЗА АВТОРА:
Луис Виляреал(Луис П. Виляреал) – Директор на Центъра за изследване на вируси в Калифорнийския университет, Ървайн. Получава докторска степен по биологични науки от Калифорнийския университет в Сан Диего, след това работи в Станфордския университет в лабораторията на нобеловия лауреат Пол Берг. Занимава се активно с педагогическа дейност, а в момента участва в разработването на програми за борба с заплахата от биотероризъм.
