namai - Interneto sąranka
Ar virusas yra gyvas organizmas? Ar virusas yra gyvas ar negyvas padaras? Virusai yra panašūs į negyvas struktūras tuo

Cynthia Goldsmith Ši spalvota perdavimo elektronų mikrografija (TEM) atskleidė tam tikrą ultrastruktūrinę morfologiją, kurią rodo Ebolos viruso virionas. Nespalvotą šio vaizdo versiją rasite PHIL 1832. Kur gamtoje randamas Ebolos virusas?

Tiksli Ebolos viruso kilmė, vietos ir natūrali buveinė (žinoma kaip „natūralus rezervuaras“) lieka nežinomos. Tačiau, remdamiesi turimais įrodymais ir panašių virusų pobūdžiu, mokslininkai mano, kad virusas yra zoonozinis (gyvūnų platinamas) ir paprastai išlaikomas gyvūnų šeimininkuose, kurių gimtinė yra Afrikos žemynas. Panašus šeimininkas tikriausiai yra susijęs su Ebola-Reston, kuris buvo išskirtas iš užkrėstų cynomolgo beždžionių, kurios buvo importuotos į JAV ir Italiją iš Filipinų. Nežinoma, kad virusas yra kituose žemynuose, pavyzdžiui, Šiaurės Amerikoje.

Jie patenka į gyvybės apibrėžimą: jie yra kažkur viduryje tarp supermolekulinių kompleksų ir labai paprastų biologinių organizmų. Virusai turi tam tikrų struktūrų ir pasižymi tam tikra veikla, būdinga organinei gyvybei, tačiau jiems trūksta daug kitų savybių. Jie visiškai susideda iš vienos genetinės informacijos gijos, uždarytos baltymo apvalkale. Virusams trūksta daug vidinės struktūros ir procesų, apibūdinančių „gyvybę“, įskaitant biosintetinį procesą, reikalingą daugintis. Kad galėtų (daugintis), virusas turi užkrėsti tinkamą ląstelę šeimininką.

Kai mokslininkai pirmą kartą atrado virusus, kurie elgėsi kaip , bet buvo daug mažesni ir sukėlė tokias ligas kaip pasiutligė bei snukio ir nagų liga, tapo žinoma, kad virusai yra biologiškai „gyvi“. Tačiau šis suvokimas pasikeitė 1935 m., kai buvo kristalizuotas tabako mozaikos virusas ir paaiškėjo, kad dalelėms trūksta medžiagų, reikalingų medžiagų apykaitai. Kai buvo nustatyta, kad virusai susideda tik iš DNR arba RNR, apsuptos baltyminiu apvalkalu, mokslinis požiūris tapo, kad jie yra sudėtingesnės biocheminės mašinos nei gyvi organizmai.

Virusai egzistuoja dviejose skirtingose ​​būsenose. Kai jis nesiliečia su ląstele šeimininke, virusas lieka visiškai ramybės būsenoje. Šiuo metu viruse nėra vidinio biologinio aktyvumo ir iš esmės virusas yra ne kas kita, kaip statinė organinė dalelė. Šioje paprastoje, regis, negyvoje būsenoje virusai vadinami „virionais“. Virionai gali išlikti tokioje ramybės būsenoje ilgą laiką, kantriai laukdami kontakto su tinkamu šeimininku. Kai virionas liečiasi su atitinkamu šeimininku, jis tampa aktyviu virusu. Nuo šio momento virusas pasižymi gyviems organizmams būdingomis savybėmis, pvz., reaguoja į aplinką ir nukreipia pastangas į savęs replikaciją.

Kas apibrėžia gyvenimą?

Nėra aiškaus apibrėžimo, kas skiria gyvuosius nuo negyvų. Vienas iš apibrėžimų gali būti taškas, kuriame subjektas suvokia save. Šia prasme sunkus galvos sužalojimas gali būti klasifikuojamas kaip smegenų mirtis. Kūnas ir smegenys vis dar gali veikti pradiniame lygmenyje, o visose ląstelėse, sudarančiose didesnį organizmą, pastebimas metabolinis aktyvumas, tačiau daroma prielaida, kad nėra savęs suvokimo, todėl smegenys yra mirusios. Kitame spektro gale gyvybės apibrėžimo kriterijus yra galimybė perduoti genetinę medžiagą ateities kartoms ir taip atkurti savo panašumą. Antrajame, labiau supaprastintame apibrėžime, virusai neabejotinai yra gyvi. Jie neabejotinai efektyviausiai Žemėje skleidžia savo genetinę informaciją.

Nors žiuri vis dar svarsto, ar virusai gali būti laikomi gyvais daiktais, dėl jų gebėjimo perduoti genetinę informaciją ateities kartoms jie tampa pagrindiniais evoliucijos dalyviais.

Virusų dominavimas

Organizuotumas ir sudėtingumas pamažu didėjo nuo tada, kai makromolekulės pradėjo kauptis pirminėje gyvybės sriuboje. Reikia galvoti apie nepaaiškinamo principo, tiesiogiai priešingo antrajam, egzistavimą, kuris veda evoliuciją į aukštesnę organizaciją. Virusai ne tik labai efektyviai skleisdavo savo genetinę medžiagą, bet ir buvo atsakingi už neapsakomą judėjimą ir genetinio kodo maišymąsi tarp kitų organizmų. Genetinio kodo kitimas gali būti varomoji jėga. Išreikšdami kintamuosius, organizmai geba prisitaikyti ir tapti efektyvesni kintančiomis aplinkos sąlygomis.

Paskutinė mintis

Galbūt aktualus klausimas yra ne tai, ar virusai yra gyvi, o koks yra jų vaidmuo gyvybės judėjimui ir formavimuisi Žemėje, kaip mes ją suvokiame šiandien?

Žmonija su virusais susipažino XIX amžiaus pabaigoje, po Dmitrijaus Ivanovskio ir Martino Beyerincko darbų. Tyrinėdami tabako augalų nebakterinius pažeidimus, mokslininkai pirmą kartą išanalizavo ir aprašė 5 tūkstančius virusų tipų. Šiandien manoma, kad jų yra milijonai ir jie gyvena visur.

Gyvas ar ne?

Virusai susideda iš DNR ir RNR molekulių, kurios įvairiais deriniais perduoda genetinę informaciją, apvalkalo, saugančio molekulę, ir papildomos apsaugos nuo lipidų.

Genų buvimas ir gebėjimas daugintis leidžia virusus laikyti gyvais, o baltymų sintezės trūkumas ir savarankiško vystymosi negalėjimas priskiria juos negyviems biologiniams organizmams.

Virusai taip pat gali sudaryti sąjungas su bakterijomis ir. Jie gali perduoti informaciją per RNR mainus ir išvengti imuninio atsako, nekreipdami dėmesio į vaistus ir vakcinas. Klausimas, ar virusas gyvas, lieka atviras iki šiol.

Pavojingiausias priešas

Šiandien virusas, kuris nereaguoja į antibiotikus, yra baisiausias žmogaus priešas. Antivirusinių vaistų atradimas situaciją šiek tiek palengvino, tačiau AIDS ir hepatitas dar neįveikti.

Vakcinos suteikia apsaugą tik nuo kai kurių sezoninių virusų padermių, tačiau dėl jų gebėjimo greitai mutuoti vakcinacija kitais metais tampa neveiksminga. Rimčiausia grėsmė Žemės gyventojams gali būti nesugebėjimas laiku susidoroti su kita virusine epidemija.

Gripas yra tik maža virusinio ledkalnio dalis. Afrikoje plintanti Ebolos virusinė infekcija paskatino visame pasaulyje įvesti karantino priemones. Deja, ligą labai sunku gydyti, o mirtingumas vis dar didelis.

Ypatinga virusų savybė – neįtikėtinai greitas gebėjimas daugintis. Bakteriofago virusas sugeba bakterijas dauginti 100 tūkstančių kartų greičiau. Todėl virusologai iš viso pasaulio bando išgelbėti žmoniją nuo mirtinos grėsmės.

Pagrindinės virusinių infekcijų prevencijos priemonės yra šios: skiepai, asmens higienos taisyklių laikymasis ir savalaikė gydytojo konsultacija užsikrėtus. Vienas iš simptomų buvo aukšta temperatūra, kurios negalima nuleisti savarankiškai.

Nereikia panikuoti, jei sergate virusine liga, tačiau atsargumas gali tiesiogine prasme išgelbėti jūsų gyvybę. Gydytojai teigia, kad infekcijos mutuos taip ilgai, kad egzistuos žmonių civilizacija, o mokslininkams dar teks padaryti daug svarbių atradimų apie virusų kilmę ir elgesį, taip pat kovą su jais.

Paklausti, kokie reiškiniai apibūdina gyvybę, biologai atsako, kad kiekvienas gyvas organizmas turi specifinę formą ir dydį, išorinę ir vidinę organizaciją, su kuria siejama atskirų organų specializacija; Gyvas organizmas pasižymi judėjimu, reakcija į išorinius dirgiklius, augimu, medžiagų apykaitos procesu ir galiausiai tokia svarbia gyvų organizmų savybe kaip gebėjimas daugintis. Reprodukcija taip pat siejama su paveldimų pokyčių galimybe.

Tačiau kai kuriuos iš išvardytų gyvybės kriterijų galima rasti ir negyvojoje gamtoje. Jame rasime tam tikrą organizuotumo laipsnį, judėjimą, reakciją į dirginimą ir augimą. Stalo druskos kristalai turi išorines ir vidines organizacijas; juose vykstančios cheminės reakcijos yra savotiška reakcijos į dirginimą, tai yra, jautrumo, pasireiškimas; auga kristalai ir ledynai; visi kūnai iš tikrųjų juda. Net jei toks judėjimas nepasireiškia aiškiai, molekulės ir atomai nuolat juda.

Tačiau negyvi daiktai negali daugintis, todėl jie neturi paveldimų pakitimų. Taigi gyvi daiktai nuo negyvųjų pirmiausia skiriasi tuo, kad gali daugintis ir keistis iš kartos į kartą.

Pažiūrėkime į virusus šiuo požiūriu ir pabandykime išsiaiškinti, ar tai gyvi ar negyvi padarai. Chemikui jie primena dideles molekules, galinčias kristalizuotis. Jie taip pat turi bruožų, bendrų su gyvais organizmais – gali daugintis (bet tik gyvų ląstelių viduje) ir, kaip neseniai buvo įrodyta, paveldimi pakitimai. Šį dvilypumą, šį tiek būties, tiek substancijos savybių derinį pabrėžė T. Riversas, pavadinęs juos „organulėmis“ arba „molecizmais“ (žodžių junginys: organizmas ir molekulė).

Taigi, kur virusai turėtų būti klasifikuojami kaip gyvos ar negyvosios būtybės? Stanley atsakė į šį klausimą taip:

„Ar jie gyvi, ar negyvi – dėl to galima ginčytis iki begalybės, negaunant iš esmės patenkinamo atsakymo į pateiktą klausimą. Vienu požiūriu virusai panašūs į gyvus organizmus, kitu – į įprastas chemines molekules, tačiau skiriasi ir nuo pirmųjų, ir nuo antrųjų. Jų dvilypė prigimtis ir gana primityvi struktūra, kurią jau galime gana detaliai išstudijuoti, suteikia galimybę juose pamatyti, viena vertus, gyvas būtybes, o iš kitos – chemines molekules, galinčias daugintis. Taigi vis labiau artėjame prie visuose kituose gyvuose organizmuose vykstančio dauginimosi proceso cheminės esmės supratimo. Be to, virusų tyrimas atveria mums naują perspektyvą, nes matome ne dvi tariamai smarkiai atskirtas grupes, o tik didėjantį jų sudėtingumą. Struktūros požiūriu turime galimybę atsekti visą seriją glaudžiai tarpusavyje susijusių objektų: nuo atomo iki paprastos molekulės, makromolekulės, viruso, bakterijos ir toliau per žuvis ir žinduolius iki žmonių. Funkciniu požiūriu galime stebėti energijos panaudojimo procesą nuo atsitiktinio įvairių molekulių judėjimo iki idealios geriausių biologinių ritmų harmonijos.

Ar virusai yra padaras ar medžiaga?


Per pastaruosius 100 metų mokslininkai ne kartą keitė savo supratimą apie virusų, mikroskopinių ligų nešiotojų, prigimtį.

Iš pradžių virusai buvo laikomi nuodingomis medžiagomis, vėliau – viena iš gyvybės formų, vėliau – biocheminiai junginiai. Šiandien manoma, kad jie egzistuoja tarp gyvojo ir negyvojo pasaulių ir yra pagrindiniai evoliucijos dalyviai.

XIX amžiaus pabaigoje buvo nustatyta, kad kai kurias ligas, įskaitant pasiutligę bei snukio ir nagų ligą, sukelia dalelės, panašios į bakterijas, bet daug mažesnės. Kadangi jie buvo biologinio pobūdžio ir buvo perduodami iš vienos aukos kitai, sukeldami tuos pačius simptomus, virusai buvo pradėti laikyti mažyčiais gyvais organizmais, nešančiais genetinę informaciją.

Virusai nukrito į negyvus cheminius objektus po 1935 m., kai Wendell Stanley pirmą kartą kristalizavo tabako mozaikos virusą. Nustatyta, kad kristalai susideda iš sudėtingų biocheminių komponentų ir neturi biologinėms sistemoms būtinos savybės – metabolinio aktyvumo. 1946 metais mokslininkas gavo Nobelio premiją už šį chemijos, o ne fiziologijos ar medicinos darbą.

Tolesni Stanley tyrimai aiškiai parodė, kad bet koks virusas susideda iš nukleino rūgšties (DNR arba RNR), supakuotos į baltymo apvalkalą. Be apsauginių baltymų, kai kurie iš jų turi specifinių virusinių baltymų, susijusių su ląstelių infekcija. Jeigu apie virusus spręstume tik pagal šį apibūdinimą, tai jie tikrai panašesni į chemines medžiagas nei į gyvą organizmą. Tačiau kai virusas patenka į ląstelę (po to ji vadinama ląstele šeimininke), vaizdas pasikeičia. Jis nusimeta baltyminį apvalkalą ir pajungia visą ląstelės aparatą, priversdamas jį sintetinti viruso DNR arba RNR ir viruso baltymus pagal savo genome įrašytas instrukcijas.Toliau virusas iš šių komponentų susirenka savaime ir atsiranda nauja viruso dalelė, pasiruošę užkrėsti kitas ląsteles.

Ši schema privertė daugelį mokslininkų naujai pažvelgti į virusus. Jie imti laikyti objektais, esančiais gyvojo ir negyvojo pasaulių pasienyje. Pasak virusologų M.H.V.van Regenmortel iš Strasbūro universiteto Prancūzijoje ir B.W.Mahy iš Ligų prevencijos ir kontrolės centrų, tokį gyvenimo būdą galima pavadinti „pasiskolintu gyvenimu“. Įdomus faktas yra tai, kad nors biologai ilgą laiką virusą laikė „baltymų dėžute“, užpildyta cheminėmis dalimis, jie panaudojo jo gebėjimą daugintis ląstelėje-šeimininkėje, kad ištirtų baltymų kodavimo mechanizmą. Šiuolaikinės molekulinės biologijos sėkmę daugiausia lemia informacija, gauta tiriant virusus.

Mokslininkai kristalizavo daugumą ląstelių komponentų (ribosomas, mitochondrijas, membranines struktūras, DNR, baltymus) ir šiandien juos laiko „cheminėmis mašinomis“ arba medžiaga, kurią šios mašinos naudoja ar gamina. Šis požiūris į sudėtingas chemines struktūras, užtikrinančias ląstelės gyvybę, yra priežastis, kodėl molekuliniai biologai pernelyg nesijaudina dėl virusų būklės. Tyrėjai jais domėjosi tik kaip agentais, galinčiais panaudoti ląsteles savo tikslams arba būti infekcijos šaltiniu. Sudėtingesnis klausimas, susijęs su virusų indėliu į evoliuciją, daugumai mokslininkų lieka nesvarbus.

Būti ar nebūti?

Ką reiškia žodis „gyvas“? Dauguma mokslininkų sutinka, kad gyvi organizmai, be gebėjimo daugintis, turi turėti ir kitų savybių. Pavyzdžiui, bet kurios būtybės gyvenimas visada yra ribotas laike – jis gimsta ir miršta. Be to, gyvi organizmai turi tam tikrą autonomijos laipsnį biochemine prasme, t.y. tam tikru mastu pasikliauja savo medžiagų apykaitos procesais, kurie aprūpina juos medžiagomis ir energija, kuri palaiko jų egzistavimą.

Akmuo, kaip ir skysčio lašas, kuriame vyksta medžiagų apykaitos procesai, bet neturintis genetinės medžiagos ir nesugebantis savaime daugintis, neabejotinai yra negyvas objektas. Bakterija yra gyvas organizmas, ir nors ji susideda tik iš vienos ląstelės, ji gali generuoti energiją ir sintetinti medžiagas, užtikrinančias jos egzistavimą ir dauginimąsi. Ką šiame kontekste galima pasakyti apie sėklą? Ne kiekviena sėkla rodo gyvybės ženklus. Tačiau būdamas ramybės būsenoje jame yra potencialas, kurį jis gavo iš neabejotinai gyvos medžiagos ir kuris tam tikromis sąlygomis gali būti realizuotas. Tuo pačiu metu sėkla gali būti negrįžtamai sunaikinta, o tada potencialas liks nerealizuotas. Šiuo atžvilgiu virusas labiau primena sėklą, o ne gyvą ląstelę: jis turi tam tikrų galimybių, kurios gali ir neišsipildyti, tačiau neturi galimybės egzistuoti autonomiškai.

Taip pat gyvenimą galima laikyti būsena, į kurią tam tikromis sąlygomis pereina sistema, susidedanti iš negyvų komponentų, turinčių tam tikras savybes. Tokių sudėtingų (atsirandančių) sistemų pavyzdžiai yra gyvybė ir sąmonė. Kad pasiektų atitinkamą statusą, jie turi turėti tam tikrą sunkumo lygį. Taigi neuronas (pats ar net kaip neuroninio tinklo dalis) neturi sąmonės; tam reikia smegenų. Tačiau nepažeistos smegenys gali būti gyvos biologine prasme ir tuo pat metu neteikti sąmonės. Taip pat nei ląsteliniai, nei virusiniai genai ar baltymai patys netarnauja kaip gyva medžiaga, o ląstelė be branduolio yra panaši į nukirstą žmogų, nes neturi kritinio sudėtingumo lygio. Virusas taip pat negali pasiekti tokio lygio. Taigi gyvybę galima apibrėžti kaip sudėtingą besiformuojančią būseną, apimančią tuos pačius pagrindinius „statybinius blokus“, kuriuos turi virusas. Jei vadovausimės tokia logika, tai virusai, nebūdami gyvi objektai griežtąja to žodžio prasme, vis tiek negali būti priskirti prie inertiškų sistemų: jie yra ant ribos tarp gyvo ir negyvojo.

Argumentai už gyvenimą:

  • Molekulinė organizacija yra tokia pati kaip gyvo organizmo ląstelės: NK, baltymai, membranos. Molekuliniu požiūriu = tai normalus gyvenimo būdas. Nukleotidų sekos, panašios į virusų nukleotidų sekas, randamos gyvų objektų viduje.
  • Virusai turi beveik visas gyvų būtybių savybes, išskyrus vystymąsi.

Argumentai už tai, kad jie nėra gyvi:

  • Jie neturi ląstelinės struktūros
  • Jei įdėsite virusą po mikroskopu ir jį stebėsite, nieko neatsitiks. Kad jis „pradėtų gyventi“, jis turi būti įvestas į ląstelę. BET! Ląstelė yra viruso aplinka. Jei patalpinsite gyvą organizmą į vakuumą, jis mirs. Virusas yra lygiai toks pat, jam oro aplinka yra vakuumas. Sausa augalo sėkla gali gulėti tūkstančius metų, neparodydama gyvo daikto savybių, kol įkris į vandenį, lede sušalusi varlė, kokone išdžiovintas žvynuotas augalas, visus juos galima atgaivinti įdėjus į tinkama aplinka, kaip virusas.

Gyvybės ženklas – aukštas savitvarkos laipsnis. Matricos sintezė yra aukščiausias tvarkos laipsnis, todėl virusai yra gyvi. Tačiau paprasčiausios struktūros virusai yra DNR molekulės; jei virusai gyvi, vadinasi, DNR yra gyva.

Pagrindinė gyvenimo prasmė yra gyvenimo tęsinys! Gyvenimo tęsinys yra genetinės informacijos atkūrimas. Ši schema puikiai dera su faktu, kad DNR yra gyva. Kai kurie transpozonai geba daugintis pagal DNR replikacijos (DNR – transkripcijos) principą. Transpozono egzistavimo prasmė apskritai yra atskirų genetinės informacijos dalių atkūrimas, kiekviena atskira dalis. Visa tai paskatino Savanaudiškos DNR – savanaudiškos DNR – atsiradimą. DNR gali intensyviai daugintis; DNR evoliucijos eigoje sukūrė tokią aplinką, kad egzistuotų - LĄSTELĖ.

Rezultatas: jei pripažįstame, kad virusai yra gyvi, tada ląstelių teorija apie gyvas būtybes atmetama; jei virusai gyvi, tai DNR gyva; vis sudėtingesnės struktūros (išskyrus DNR) turi tik vieną tikslą – palengvinti DNR dauginimąsi. Evoliucijos metu sukuriama ląstelė ir DNR „suvokia“, kad tai yra gerai. Tada būtų malonu jį padalinti į skyrius – atsirado eukariotai. Būtų malonu rekombinuoti – lytinis dauginimasis. Tada daugialąsčiai padarai. DNR buveinės prisitaikė prie aplinkos, nes santykis su aplinka yra labai sudėtingas, tada atsirado intelektas. Vadinasi, žmogus gyvena tik tam, kad atgamintų savo genetinę informaciją.

Nominuotas 60-aisiais. Kai kurie virusai gali užkrėsti ląstelę plika DNR pavidalu, todėl gyvybės pagrindas yra DNR, todėl DNR yra gyva. Šios koncepcijos argumentai:

  1. Virusų buvimas
  2. Įvairių gyvų organizmų ląstelėse yra nukleotidų sekos, kurios nėra skirtos niekam kitam, išskyrus jų dauginimąsi - transpozonus, juose yra genetinės informacijos, kuri yra atsakinga už transpozono judėjimą. Yra 2 transpozonų tipai:
  • 1 klasės transpozonai, retrotranspozonai. Retrotranspozonai mobilieji genetiniai elementai. Jie gali lengvai pakeisti genetinės informacijos seką. Jie juda visame genome atvirkštinės transkripcijos būdu iš savo RNR. Jie perkeliami, originali kopija lieka vietoje, o kita integruojama kitur. Vidinė sritis yra labai panaši į retrovirusų genetinę medžiagą, tačiau be kapsidės baltymą koduojančios srities. Retrovirusai – naudojant atvirkštinės transkripcijos metodą (DNR iš RNR). Pirmiausia buvo retrovirusai. Jie buvo ląstelėse ir galiausiai prarado kapsidą, tapdami transpozonais. Kitas požiūris yra tas, kad pirmiausia buvo transpozonai. Tačiau laikui bėgant dėl ​​tam tikrų priežasčių atsirado kapsidas, leidžiantis transpozonams išeiti iš ląstelės retrovirusų pavidalu.
  • DNR transpozonai, supjaustyti baltymų ir perkelti į kitą vietą, atlieka tik savaiminio dauginimosi funkciją.
  1. DNR yra gyvas objektas, kuris aplink save sukuria tinkamą aplinką – ląstelę. DNR seka DNR dauginimosi procesus organizmui nesidauginant, pavyzdžiui, sterilioms skruzdėlėms.
  2. Svarbu, kaip efektyviai atkuriama DNR; organizmo likimas nėra svarbus.
  3. Weismano koncepcija: aukštesnio gyvūno kūne galima išskirti dviejų tipų struktūras:
  • Vertingesnis yra lytinis traktas – nuo ​​embrioninių ląstelių iki reprodukcinių ląstelių
  • Soma – visos kitos ląstelės, su genetine informacija galite daryti bet ką

Apvaliojoje kirmėlėje somos ląstelė išskiria daug DNR fragmentų – DNR mažėjimas.

Informacija yra erdvės heterogeniškumas, sukurtas specialiai. Virusai turi genetinę informaciją, kurios struktūra yra tokia pati kaip ir kitų gyvų būtybių.

Virusuose

Nr Valgyk Nr

Vystymosi biologija

Deterministinis gniuždymas – gniuždymas, kuris pradeda matytis labai anksti. Ryškiausias pavyzdys: nematodai. Jie gali suskaičiuoti iki ląstelių, kiek jų yra kiekviename segmente (branduoliai suskaičiuojami).

Caenorhabditis ebgans (nematodas). Suaugusio žmogaus somatinių branduolių skaičius yra 959. Jei jų yra vienu mažiau ar daugiau, tai yra vystymosi mutantas. Kiekviena ląstelė turi nulemtą likimą. Kai kurios ląstelės, susidariusios iš pirmųjų, turi žūti. Šis reiškinys vadinamas apoptozė. Žmonėms apoptozė pasireiškia kaip plaštakos (ankstyvosiose stadijose kaukolės) padalijimas į pirštus. Kai kurios ląstelės miršta, todėl susidaro pirštai.

Žinduolių ryžtas daug silpnesnis, yra kamieninių ląstelių, bet, gavę specializaciją, nebegali grįžti atgal, tai vadinama terminalo diferenciacija.

Ekologija

Ekologija tiria gyvų organizmų ryšį su aplinka. Bet koks trofinis ryšys susideda iš elementarių dalių. Centrinė bet kokių ekologinių santykių grandis yra biologinių reakcijų įvairovė – tai adekvačių organizmo reakcijų į tam tikrą išorinį ar vidinį signalą sistema.

Biologija – gyvenimo mokslas. Kas pirmą kartą įvedė šį terminą į mokslą, nežinoma. Manoma, kad šią sąvoką nepriklausomai vienas nuo kito įvedė du mokslininkai (vienas iš jų buvo Lamarkas). Šią sąvoką prieš Lamarką vartojo, pavyzdžiui, Linnaeus, bet greičiausiai su kita prasme.

Kiekvienas mokslas gali būti suskirstytas į mažesnius (labai specializuotus). Eilučių ir stulpelių sankirtoje gauname realų mokslą.

Yra mokslų, kurie netelpa į šį klasifikavimo metodą. Mokslai, atsiradę ant gamtos mokslų ribos.

Tam tikru mastu šie mokslai yra sintetiniai.

Mokslai, tiriantys visą įvairovę vienu metu, taikant visų mokslų metodus: molekulinę biologiją, evoliucijos mokslą, sistematiką – esamos ir esamos rūšių įvairovės aprašymas ir jų pasiskirstymas sistemoje priklausomai nuo jų filogenezės. Evoliucijos doktrina, sistematika, yra sintetinis mokslas.

VIRUSŲ REPLIKAVIMAS
Virusai, be abejo, turi savybę, būdingą visiems gyviems organizmams - gebėjimą daugintis, nors ir būtinai dalyvaujant ląstelei-šeimininkei. Paveikslėlyje parodyta viruso, kurio genomas yra dvigrandė DNR, replikacija. Fagų (virusų, užkrečiančių bakterijas be branduolio), RNR virusų ir retrovirusų replikacijos procesas skiriasi nuo čia aprašytų tik detaliai.

Virusai ir evoliucija

Virusai turi savo, labai ilgą evoliucijos istoriją, siekiančią vienaląsčių organizmų ištakas. Taigi kai kurios virusų atstatymo sistemos, užtikrinančios neteisingų bazių iškirpimą iš DNR ir deguonies radikalų padarytos žalos pašalinimą ir pan., randamos tik atskiruose virusuose ir nepakitusios egzistuoja milijardus metų.

Tyrėjai neneigia, kad virusai suvaidino tam tikrą vaidmenį evoliucijoje. Tačiau, laikydami juos negyva materija, jie prilygina tokius veiksnius kaip klimato sąlygos. Šis veiksnys paveikė organizmus, kurie turėjo kintančių, genetiškai nulemtų savybių iš išorės. Šiai įtakai atsparesni organizmai sėkmingai išgyveno, dauginosi ir perdavė savo genus kitoms kartoms.

Tačiau iš tikrųjų virusai gyvų organizmų genetinę medžiagą paveikė ne netiesiogiai, o pačiu tiesiausiu būdu – su ja apsikeitė savo DNR ir RNR, t.y. buvo biologinio lauko žaidėjai. Didelė staigmena gydytojams ir evoliucijos biologams buvo tai, kad dauguma virusų pasirodė esantys visiškai nepavojingi padarai, nesusiję su jokiomis ligomis. Jie ramiai miega ląstelės-šeimininkės viduje arba naudoja savo aparatą neskubiam dauginimuisi, nepažeisdami ląstelės. Tokie virusai turi daugybę gudrybių, leidžiančių pabėgti nuo ląstelės imuninės sistemos akylos akies – kiekvienam imuninio atsako etapui jie turi geną, kuris kontroliuoja arba modifikuoja šį etapą savo naudai.

Be to, ląstelei ir virusui kartu gyvenant, viruso genomas (DNR arba RNR) „kolonizuoja“ ląstelės šeimininkės genomą, aprūpindamas ją vis daugiau naujų genų, kurie galiausiai tampa neatsiejama žmogaus genomo dalimi. tam tikras organizmo tipas. Virusai gyviems organizmams daro greitesnį ir tiesioginį poveikį nei išoriniai veiksniai, atrenkantys genetinius variantus. Didelis virusų populiacijų skaičius kartu su dideliu jų replikacijos greičiu ir dideliu mutacijų dažniu daro juos pagrindiniu genetinių naujovių šaltiniu, nuolat kuriančiu naujus genus. Kažkoks unikalus virusinės kilmės genas, keliaujantis, pereina iš vieno organizmo į kitą ir prisideda prie evoliucijos proceso.

Ląstelė, kurios branduolinė DNR buvo sunaikinta, yra tikrai „negyva“: iš jos atimta genetinė medžiaga su veiklos instrukcijomis. Tačiau virusas gali panaudoti likusius nepažeistus ląstelių komponentus ir citoplazmą savo replikacijai. Jis pajungia ląstelių aparatą ir verčia jį naudoti viruso genus kaip viruso baltymų sintezės ir viruso genomo replikacijos instrukcijų šaltinį. Unikalus virusų gebėjimas vystytis negyvose ląstelėse aiškiausiai parodomas, kai šeimininkai yra vienaląsčiai organizmai, pirmiausia tie, kurie gyvena vandenynuose. (Didžioji dauguma virusų gyvena sausumoje. Ekspertų teigimu, Pasaulio vandenyne yra ne daugiau kaip 1030 viruso dalelių.)

Bakterijos, fotosintetinės cianobakterijos ir dumbliai, potencialūs jūrų virusų šeimininkai, dažnai žūva dėl ultravioletinės spinduliuotės, kuri sunaikina jų DNR. Tuo pačiu metu kai kurie virusai (organizmo „gyventojai“) įjungia fermentų sintezės mechanizmą, kuris atkuria pažeistas šeimininko ląstelės molekules ir atgaivina ją. Pavyzdžiui, cianobakterijose yra fermento, kuris dalyvauja fotosintezėje, o veikiamas šviesos pertekliaus kartais sunaikinamas, todėl ląstelės miršta. Tada virusai, vadinami cianofagais, „įjungia“ bakterinio fotosintezės fermento analogo, atsparesnio UV spinduliuotei, sintezę. Jei toks virusas užkrečia naujai mirusią ląstelę, fotosintezės fermentas gali ją atgaivinti. Taigi virusas atlieka „genų gaivintojo“ vaidmenį.

Per didelės UV spinduliuotės dozės gali sukelti cianofagų mirtį, tačiau kartais jiems pavyksta sugrįžti į gyvenimą daugkartinio remonto pagalba. Paprastai kiekvienoje ląstelėje šeimininkėje yra keli virusai, o jei jie yra pažeisti, jie gali po gabalėlį surinkti viruso genomą. Įvairios genomo a dalys gali tarnauti kaip atskirų genų tiekėjai, kurie kartu su kitais genais visiškai atkurs genomo a funkcijas nesukurdami viso viruso. Virusai yra vieninteliai gyvi organizmai, kurie, kaip ir Fenikso paukštis, gali atgimti iš pelenų.

Tarptautinio žmogaus genomo sekvenavimo konsorciumo duomenimis, gerai ištirtuose organizmuose, tokiuose kaip mielės Sacharomyces cerevisiae, vaisinė musė Drosophila melanogaster ir apvaliosios kirmėlės Caenorhabditis elegans, kurios patenka tarp dviejų kraštutinumų, trūksta 113–223 genų, bendrų tarp bakterijų ir žmonių. giminės.gyvi organizmai. Kai kurie mokslininkai mano, kad mielės, vaisinė musė ir apvaliosios kirmėlės, atsiradusios po bakterijų, bet prieš stuburinius, tam tikru savo evoliucinio vystymosi momentu tiesiog prarado atitinkamus genus. Kiti mano, kad genus žmonėms perdavė bakterijos, patekusios į jo kūną.

Kartu su kolegomis iš Oregono universiteto Sveikatos mokslų instituto vakcinų ir genų terapijos instituto siūlome, kad būtų trečias būdas: iš pradžių genai buvo virusinės kilmės, bet vėliau kolonizavo dviejų skirtingų organizmų linijų, tokių kaip bakterijos ir stuburiniai, nariai. . Genas, kuriuo bakterija apdovanojo žmoniją, galėjo būti perduotas dviem viruso paminėtoms linijoms.

Be to, esame įsitikinę, kad pats ląstelės branduolys yra virusinės kilmės. Branduolio atsiradimas (struktūra, randama tik eukariotuose, įskaitant žmones, o jos nėra prokariotuose, pavyzdžiui, bakterijose) negali būti paaiškinta laipsnišku prokariotinių organizmų prisitaikymu prie kintančių sąlygų. Jis galėjo būti suformuotas remiantis jau egzistuojančia didelės molekulinės masės viruso DNR, kuri prokariotinėje ląstelėje sukūrė sau nuolatinius „namus“. Tai patvirtina faktas, kad fago T4 (fagai yra bakterijas užkrečiantys virusai) DNR polimerazės genas (fermentas, dalyvaujantis DNR replikacijoje) savo nukleotidų seka yra artimas tiek eukariotų, tiek juos užkrečiančių virusų DNR polimerazės genams. . Be to, Patrickas Forterre'as iš Pietų Paryžiaus universiteto, tyrinėjęs DNR replikacijoje dalyvaujančius fermentus, priėjo prie išvados, kad genai, lemiantys jų sintezę eukariotuose, yra virusinės kilmės.

Mėlynojo liežuvio virusas

Virusai veikia absoliučiai visas gyvybės formas Žemėje ir dažnai lemia jų likimą. Tuo pačiu metu jie taip pat vystosi. Tiesioginiai įrodymai gaunami iš naujų virusų, tokių kaip žmogaus imunodeficito virusas (ŽIV), sukeliantis AIDS, atsiradimas.

Virusai nuolat keičia ribą tarp biologinio ir biocheminio pasaulių. Kuo toliau pažengsime į priekį tyrinėdami įvairių organizmų genomus, tuo daugiau rasime įrodymų, kad yra genų iš dinamiško, labai seno telkinio. Nobelio premijos laureatas Salvadoras Luria 1969 metais kalbėjo apie virusų įtaką evoliucijai: „Galbūt virusai, turėdami galimybę patekti į ląstelių genomą ir išeiti iš jo, buvo aktyvūs dalyviai evoliucijos metu optimizuojant visų gyvų būtybių genetinę medžiagą. Mes to nepastebėjome“. Nepriklausomai nuo to, kuriam pasauliui – gyvajam ar negyvajam – priskirtume virusus, atėjo laikas juos nagrinėti ne atskirai, o atsižvelgiant į nuolatinį ryšį su gyvais organizmais.

APIE AUTORIŲ:
Luisas Villarrealas
(Luis P. Villarreal) – Kalifornijos universiteto Irvine Virusų tyrimo centro direktorius. Kalifornijos universitete San Diege jis įgijo biologijos mokslų daktaro laipsnį, vėliau dirbo Stanfordo universitete Nobelio premijos laureato Paulo Bergo laboratorijoje. Jis aktyviai dalyvauja mokymo veikloje, šiuo metu dalyvauja kuriant programas, skirtas kovai su bioterorizmo grėsme.



 


Skaityti:



Informacinių sistemų sąrašas Valstybės informacinių sistemų norminiai dokumentai

Informacinių sistemų sąrašas Valstybės informacinių sistemų norminiai dokumentai

Plačiai paplitusi „sistemos“ sąvoka gali būti apibrėžta kaip tarpusavyje susijusių ir sąveikaujančių elementų rinkinys, sujungtas...

Pristatymas "projektas" plastilino animacinis filmas

Pristatymas

Meistriškumo klasė dirbant su plastilinu: kaip sukurti animacinį filmuką Aprašymas: Animacinis filmas naudojant plastilino personažus yra...

Čia gyveno maža mergaitė, vardu Ninochka

Čia gyveno maža mergaitė, vardu Ninochka

Nikolajus Nikolajevičius Nosovas Nikolajus Nikolajevičius Nosovas Gimimo data: Mirties data: Mirties vieta: Pilietybė: Užsiėmimas: Metai...

Alla Dovlatova: biografija, asmeninis gyvenimas, šeima, vyras, vaikai, nėštumas - nuotrauka

Alla Dovlatova: biografija, asmeninis gyvenimas, šeima, vyras, vaikai, nėštumas - nuotrauka

Mūsų šiandieninė herojė yra garsi žurnalistė, televizijos ir radijo laidų vedėja. Ji visiems pažįstama iš savo darbo tokiose programose kaip „Rusų...

tiekimo vaizdas RSS