Domov - Nastavenie internetu
Je vírus živý organizmus? Je vírus živý alebo neživý tvor? Vírusy sú v tom podobné neživým štruktúram

Cynthia Goldsmith Táto kolorovaná transmisná elektrónová mikrofotografie (TEM) odhalila niektoré z ultraštrukturálnej morfológie, ktorú vykazuje virión vírusu Ebola. Pozrite si PHIL 1832 pre čiernobielu verziu tohto obrázku. Kde sa v prírode vyskytuje vírus Ebola?

Presný pôvod, miesta a prirodzené prostredie (známe ako „prirodzený rezervoár“) vírusu Ebola zostávajú neznáme. Na základe dostupných dôkazov a povahy podobných vírusov sa však výskumníci domnievajú, že vírus je zoonotický (prenášaný zvieratami) a bežne sa udržiava vo zvieracom hostiteľovi, ktorý pochádza z afrického kontinentu. Podobný hostiteľ je pravdepodobne spojený s Ebola-Reston, ktorý bol izolovaný z infikovaných opíc cynomolgous, ktoré boli dovezené do Spojených štátov a Talianska z Filipín. Nie je známe, že by vírus pochádzal z iných kontinentov, napríklad zo Severnej Ameriky.

Spadajú pod definíciu života: sú niekde uprostred medzi nadmolekulárnymi komplexmi a veľmi jednoduchými biologickými organizmami. Vírusy obsahujú niektoré štruktúry a prejavujú určité aktivity, ktoré sú spoločné pre organický život, ale chýbajú im mnohé ďalšie charakteristiky. Pozostávajú výlučne z jedného reťazca genetickej informácie uzavretej v proteínovom obale. Vírusom chýba veľká časť vnútornej štruktúry a procesov, ktoré charakterizujú „život“, vrátane biosyntetického procesu potrebného na reprodukciu. Aby sa vírus mohol replikovať, musí infikovať vhodnú hostiteľskú bunku.

Keď výskumníci prvýkrát objavili vírusy, ktoré sa správali ako , ale boli oveľa menšie a spôsobovali choroby, ako je besnota a slintačka a krívačka, bolo všeobecne známe, že vírusy sú biologicky „živé“. Toto vnímanie sa však zmenilo v roku 1935, keď sa vykryštalizoval vírus tabakovej mozaiky a ukázalo sa, že časticiam chýba mechanizmus potrebný na metabolickú funkciu. Akonáhle sa zistilo, že vírusy pozostávajú iba z DNA alebo RNA obklopenej proteínovým obalom, vedecký názor sa stal komplexnejšími biochemickými strojmi ako živé organizmy.

Vírusy existujú v dvoch rôznych stavoch. Keď vírus nie je v kontakte s hostiteľskou bunkou, zostáva úplne nečinný. V tomto čase vo víruse neexistuje žiadna vnútorná biologická aktivita a vírus v podstate nie je nič iné ako statická organická častica. V tomto jednoduchom, zjavne neživom stave sa vírusy nazývajú „virióny“. Virióny môžu zostať v tomto nečinnom stave dlhší čas a trpezlivo čakať na kontakt s vhodným hostiteľom. Keď sa virión dostane do kontaktu so zodpovedajúcim hostiteľom, stáva sa aktívnym vírusom. Od tohto momentu vírus vykazuje vlastnosti typické pre živé organizmy, ako je reakcia na prostredie a nasmerovanie úsilia na sebareplikáciu.

Čo definuje život?

Neexistuje jasná definícia toho, čo oddeľuje živých od neživých. Jednou z definícií môže byť bod, v ktorom má subjekt sebauvedomenie. V tomto zmysle môže byť ťažké poranenie hlavy klasifikované ako smrť mozgu. Telo a mozog môžu ešte stále fungovať na základnej úrovni a vo všetkých bunkách, ktoré tvoria väčší organizmus, je badateľná metabolická aktivita, ale predpokladá sa, že neexistuje žiadne sebauvedomenie, a preto je mozog mŕtvy. Na druhom konci spektra je kritériom pre definovanie života schopnosť odovzdať genetický materiál budúcim generáciám, a tým obnoviť svoju podobnosť. V druhej, zjednodušenejšej definícii sú vírusy nepochybne živé. Sú nepochybne najefektívnejšie na Zemi pri šírení svojej genetickej informácie.

Zatiaľ čo porota stále nerozhoduje o tom, či vírusy možno považovať za živé veci, ich schopnosť odovzdávať genetické informácie budúcim generáciám z nich robí hlavných hráčov v evolúcii.

Vírusová dominancia

Organizácia a zložitosť sa pomaly zväčšovali, odkedy sa makromolekuly začali zhromažďovať v prvotnej polievke života. Treba uvažovať o existencii nevysvetliteľného princípu, ktorý je priamo opačný k druhému, ktorý vedie evolúciu k vyššej organizácii. Vírusy boli nielen mimoriadne účinné pri šírení vlastného genetického materiálu, ale boli tiež zodpovedné za nevýslovný pohyb a miešanie genetického kódu medzi inými organizmami. Hnacou silou môže byť variácia v genetickom kóde. Prostredníctvom vyjadrenia premenných sa organizmy dokážu prispôsobiť a stať sa efektívnejšími v meniacich sa podmienkach prostredia.

Záverečná myšlienka

Možno relevantná otázka neznie, či sú vírusy živé, ale skôr aká je ich úloha v pohybe a formovaní života na Zemi, ako ho dnes vnímame?

Ľudstvo sa s vírusmi zoznámilo koncom 19. storočia, po diele Dmitrija Ivanovského a Martina Beyerincka. Pri štúdiu nebakteriálnych lézií tabakových rastlín vedci prvýkrát analyzovali a opísali 5 000 typov vírusov. Dnes sa predpokladá, že sú ich milióny a žijú všade.

Živý alebo nie?

Vírusy pozostávajú z molekúl DNA a RNA, ktoré prenášajú genetickú informáciu v rôznych kombináciách, obalu, ktorý chráni molekulu, a dodatočnej ochrany lipidov.

Prítomnosť génov a schopnosť reprodukcie umožňuje považovať vírusy za živé, zatiaľ čo nedostatok syntézy bielkovín a nemožnosť samostatného vývoja ich zaraďuje medzi neživé biologické organizmy.

Vírusy sú tiež schopné vytvárať spojenectvá s baktériami a. Môžu prenášať informácie prostredníctvom výmeny RNA a vyhýbať sa imunitnej odpovedi, ignorujúc lieky a vakcíny. Otázka, či je vírus živý, zostáva dodnes otvorená.

Najnebezpečnejší nepriateľ

Vírus, ktorý nereaguje na antibiotiká, je dnes najstrašnejším nepriateľom človeka. Objavenie antivírusových liekov situáciu trochu uľahčilo, ale AIDS a hepatitídu ešte nie sú porazené.

Vakcíny poskytujú ochranu iba proti niektorým sezónnym kmeňom vírusov, ale ich schopnosť rýchlo mutovať spôsobuje, že injekcie sú v nasledujúcom roku neúčinné. Najvážnejšou hrozbou pre obyvateľov Zeme môže byť neschopnosť včas zvládnuť ďalšiu vírusovú epidémiu.

Chrípka je len malá časť vírusového ľadovca. Infekcia vírusom Ebola šíriaca sa po Afrike viedla k zavedeniu karanténnych opatrení na celom svete. Bohužiaľ, choroba je mimoriadne ťažko liečiteľná a úmrtnosť je stále vysoká.

Zvláštnosťou vírusov je ich neuveriteľne rýchla schopnosť množiť sa. Bakteriofágový vírus je schopný množiť baktériu 100-tisíckrát rýchlejšie. Vedci virológovia z celého sveta sa preto snažia zachrániť ľudstvo pred smrteľnou hrozbou.

Hlavnými opatreniami na prevenciu vírusových infekcií sú: očkovanie, dodržiavanie pravidiel osobnej hygieny a včasná konzultácia s lekárom v prípade infekcie. Jedným z príznakov bola vysoká teplota, ktorá sa nedá znížiť vlastnými silami.

V prípade vírusového ochorenia netreba robiť paniku, no opatrnosť vám môže doslova zachrániť život. Lekári tvrdia, že infekcie budú tak dlho mutovať, že ľudská civilizácia bude existovať a vedci ešte musia urobiť veľa dôležitých objavov v oblasti pôvodu a správania vírusov, ako aj v boji proti nim.

Na otázku, aké javy charakterizujú život, biológovia odpovedajú, že každý živý organizmus má špecifický tvar a veľkosť, vonkajšie a vnútorné usporiadanie, s čím súvisí špecializácia jednotlivých orgánov; Živý organizmus sa vyznačuje pohybom, reakciou na vonkajšie podnety, rastom, procesom látkovej výmeny a napokon aj takou dôležitou vlastnosťou živých organizmov, akou je schopnosť rozmnožovania. S reprodukciou je spojená aj možnosť dedičných zmien.

Niektoré z uvedených kritérií pre život však možno nájsť aj v neživej prírode. Nájdeme v ňom určitý stupeň organizovanosti, pohybu a reakcie na podráždenie a rast. Kryštály stolovej soli majú vonkajšie a vnútorné organizácie; chemické reakcie, ktoré sa v nich vyskytujú, sú druhom prejavu reakcie na podráždenie, to znamená citlivosť; rastú kryštály a ľadovce; všetky telesá sú vlastne v pohybe. Aj keď sa takýto pohyb neprejavuje zreteľne, molekuly a atómy sa neustále pohybujú.

Neživé veci sa však nedokážu rozmnožovať, preto nemajú dedičné zmeny. Živé veci sa teda od neživých líšia predovšetkým tým, že sa môžu rozmnožovať a meniť z generácie na generáciu.

Pozrime sa na vírusy z tohto pohľadu a skúsme prísť na to, či ide o živé alebo neživé tvory. Pre chemika pripomínajú veľké molekuly schopné kryštalizácie. Majú aj spoločné znaky so živými organizmami – dokážu sa rozmnožovať (ale len vo vnútri živých buniek) a ako sa nedávno dokázalo, podliehajú dedičným zmenám. Túto dualitu, túto kombináciu vlastností bytia a substancie, zdôraznil T. Rivers, keď ich nazval „organuly“ alebo „molecizmy“ (kombinácia slov: organizmus a molekula).

Kde by teda mali byť vírusy klasifikované ako živé alebo neživé bytosti? Stanley na túto otázku odpovedal takto:

„Či už žijú alebo nežijú – o tomto sa dá polemizovať donekonečna bez toho, aby sme v podstate dostali uspokojivú odpoveď na položenú otázku. Vírusy sú v jednom ohľade podobné živým organizmom, v inom sú podobné bežným chemickým molekulám, no líšia sa od tých prvých aj tých druhých. Ich duálna povaha a pomerne primitívna štruktúra, ktorú už vieme dosť podrobne študovať, nám dáva možnosť vidieť v nich na jednej strane živé bytosti a na druhej strane chemické molekuly schopné reprodukcie. Približujeme sa tak k pochopeniu chemickej podstaty reprodukčného procesu, ktorý sa vyskytuje vo všetkých ostatných živých organizmoch. Štúdium vírusov nám navyše otvára novú perspektívu, keďže nevidíme dve údajne ostro oddelené skupiny, ale len ich narastajúcu komplexnosť. Z hľadiska štruktúry máme možnosť sledovať celý rad úzko prepojených objektov: od atómu cez jednoduchú molekulu, makromolekulu, vírus, baktériu a ďalej cez ryby a cicavce až po človeka. Z funkčného hľadiska môžeme sledovať proces využívania energie od náhodného pohybu rôznych molekúl až po ideálnu harmóniu tých najjemnejších biologických rytmov.“

Sú vírusy tvor alebo látka?


Za posledných 100 rokov vedci opakovane zmenili svoje chápanie podstaty vírusov, mikroskopických prenášačov chorôb.

Najprv boli vírusy považované za jedovaté látky, potom - jedna z foriem života, potom - biochemické zlúčeniny. Dnes sa predpokladá, že existujú medzi živým a neživým svetom a sú hlavnými účastníkmi evolúcie.

Koncom 19. storočia sa zistilo, že niektoré choroby, vrátane besnoty a slintačky a krívačky, spôsobujú častice podobné baktériám, ale oveľa menšie. Keďže boli biologického charakteru a prenášali sa z jednej obete na druhú, pričom spôsobovali rovnaké symptómy, vírusy sa začali považovať za drobné živé organizmy, ktoré nesú genetickú informáciu.

Presun vírusov na neživé chemické objekty nastal po roku 1935, keď Wendell Stanley prvýkrát vykryštalizoval vírus tabakovej mozaiky. Zistilo sa, že kryštály pozostávajú z komplexných biochemických zložiek a nemajú vlastnosť potrebnú pre biologické systémy - metabolickú aktivitu. V roku 1946 dostal vedec Nobelovu cenu za túto prácu v chémii, a nie vo fyziológii alebo medicíne.

Ďalší Stanleyho výskum jasne ukázal, že akýkoľvek vírus pozostáva z nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA) zabalenej v proteínovom obale. Okrem ochranných proteínov majú niektoré z nich špecifické vírusové proteíny zapojené do bunkovej infekcie. Ak posudzujeme vírusy len podľa tohto popisu, potom sa skutočne viac podobajú chemickým látkam ako živému organizmu. Ale keď vírus vstúpi do bunky (po ktorej sa nazýva hostiteľská bunka), obraz sa zmení. Zhadzuje svoj proteínový obal a podrobuje si celý bunkový aparát, čím ho núti syntetizovať vírusovú DNA alebo RNA a vírusové proteíny v súlade s pokynmi zaznamenanými v jeho genóme. pripravený infikovať ďalšie bunky.

Táto schéma prinútila mnohých vedcov, aby sa na vírusy pozreli novým spôsobom. Začali sa považovať za predmety nachádzajúce sa na hranici medzi živým a neživým svetom. Podľa virológov M.H.V. van Regenmortela z univerzity v Štrasburgu vo Francúzsku a B.W Mahyho z Centra pre prevenciu a kontrolu chorôb možno tento spôsob života nazvať „vypožičaným životom“. Zaujímavým faktom je, že zatiaľ čo biológovia dlho považovali vírus za „bielkovinovú schránku“ naplnenú chemickými časťami, využili jeho schopnosť replikovať sa v hostiteľskej bunke na štúdium mechanizmu kódovania proteínov. Moderná molekulárna biológia vďačí za svoj úspech z veľkej časti informáciám získaným štúdiom vírusov.

Vedci vykryštalizovali väčšinu bunkových komponentov (ribozómy, mitochondrie, membránové štruktúry, DNA, proteíny) a dnes ich vnímajú buď ako „chemické stroje“, alebo ako materiál, ktorý tieto stroje používajú alebo vyrábajú. Tento pohľad na zložité chemické štruktúry, ktoré zabezpečujú život bunky, je dôvodom, prečo sa molekulárni biológovia stavom vírusov príliš nezaoberajú. Výskumníci sa o ne zaujímali len ako o agentov schopných využívať bunky na vlastné účely alebo slúžiť ako zdroj infekcie. Zložitejšia otázka týkajúca sa príspevku vírusov k evolúcii zostáva pre väčšinu vedcov nepodstatná.

Byť či nebyť?

Čo znamená slovo "živý"? Väčšina vedcov sa zhoduje v tom, že okrem schopnosti reprodukovať sa musia mať živé organizmy aj iné vlastnosti. Napríklad život každého tvora je vždy časovo obmedzený – rodí sa a umiera. Okrem toho majú živé organizmy určitý stupeň autonómie v biochemickom zmysle, t.j. do istej miery sa spoliehajú na vlastné metabolické procesy, ktoré im poskytujú látky a energiu podporujúce ich existenciu.

Kameň, ako aj kvapka tekutiny, v ktorej prebiehajú metabolické procesy, ale ktorá neobsahuje genetický materiál a nie je schopná samoreprodukcie, je nepochybne neživý predmet. Baktéria je živý organizmus, a hoci sa skladá len z jednej bunky, dokáže vytvárať energiu a syntetizovať látky, ktoré zabezpečujú jej existenciu a rozmnožovanie. Čo možno v tejto súvislosti povedať o semene? Nie každé semeno vykazuje známky života. Keďže je však v pokoji, obsahuje potenciál, ktorý dostal od nepochybne živej substancie a ktorý je za určitých podmienok možné realizovať. Zároveň môže byť semienko nenávratne zničené a potom potenciál zostane nerealizovaný. V tomto ohľade vírus pripomína skôr semienko ako živú bunku: má určité schopnosti, ktoré sa možno nenaplnia, no nemá schopnosť autonómnej existencie.

Za život možno považovať aj stav, do ktorého za určitých podmienok prechádza systém pozostávajúci z neživých zložiek s určitými vlastnosťami. Príklady takýchto zložitých (emergentných) systémov zahŕňajú život a vedomie. Aby dosiahli príslušný status, musia mať určitú úroveň obtiažnosti. Neurón (sám o sebe alebo dokonca ako súčasť neurónovej siete) teda nemá vedomie. Ale intaktný mozog môže byť živý v biologickom zmysle a zároveň neposkytovať vedomie. Podobne ani bunkové, ani vírusové gény alebo proteíny samotné neslúžia ako živá látka a bunka bez jadra je podobná človeku bez hlavy v tom, že nemá kritickú úroveň zložitosti. Vírus tiež nie je schopný dosiahnuť túto úroveň. Takže život možno definovať ako druh komplexného vznikajúceho stavu, vrátane tých istých základných „stavebných blokov“, ktoré má vírus. Ak budete postupovať podľa tejto logiky, potom vírusy, ktoré nie sú živými objektmi v prísnom zmysle slova, stále nemožno klasifikovať ako inertné systémy: sú na hranici medzi živými a neživými.

Argumenty pre život:

  • Molekulárna organizácia je rovnaká ako u bunky živého organizmu: NK, proteíny, membrány. Z molekulárneho hľadiska = ide o normálny spôsob života. Nukleotidové sekvencie podobné nukleotidovým sekvenciám vírusov sa nachádzajú vo vnútri živých predmetov.
  • Vírusy majú takmer všetky vlastnosti živých vecí okrem vývoja.

Argumenty za to, že nežijú:

  • Nemajú bunkovú štruktúru
  • Ak dáte vírus pod mikroskop a budete ho sledovať, nič sa nestane. Aby mohol „začať žiť“, musí byť zavedený do bunky. ALE! Bunka je prostredím vírusu. Ak umiestnite živý organizmus do vákua, zomrie. Vírus je preňho vzduchom vákuum. Suché semienko rastliny môže ležať tisíce rokov bez toho, aby prejavilo vlastnosti živého tvora, kým nespadne do vody, žaba zamrznutá v ľade, šupinatá rastlina vysušená v kukle, všetky sa dajú oživiť umiestnením do vhodné prostredie, rovnako ako vírus.

Znakom živej bytosti je vysoký stupeň sebariadenia. Syntéza matrice je najvyšší stupeň poriadku, preto sú vírusy živé. Najjednoduchšie štruktúrované vírusy sú však molekuly DNA, ak vírusy žijú, potom žije DNA.

Hlavným zmyslom života je pokračovanie života! Pokračovanie života je reprodukcia genetickej informácie. Táto schéma dobre zapadá do skutočnosti, že DNA je živá. Niektoré transpozóny sú schopné reprodukcie na princípe replikácie DNA (DNA - transkripcia). Zmyslom existencie transpozónu vo všeobecnosti je reprodukcia jednotlivých úsekov genetickej informácie, každý úsek samostatne. To všetko viedlo k vzniku Selfish DNA – sebeckej DNA. DNA je schopná intenzívnej reprodukcie; DNA v priebehu evolúcie vyvinula také prostredie, aby existovalo - BUNKA.

výsledok: ak pripustíme, že vírusy sú živé, potom je bunková teória živých vecí odmietnutá; ak sú vírusy živé, potom je živá aj DNA; čoraz zložitejšie štruktúry (okrem DNA) majú jediný účel – uľahčiť reprodukciu DNA. Počas evolúcie sa vytvorí bunka a DNA si „uvedomí“, že je to dobré. Potom by bolo fajn rozdeliť to na priehradky – vznikli eukaryoty. Bolo by pekné prekombinovať - ​​sexuálne rozmnožovanie. Potom mnohobunkové tvory. Biotopy DNA sa prispôsobili prostrediu, keďže vzťah s prostredím je veľmi zložitý, vtedy vznikla inteligencia. V dôsledku toho človek žije len preto, aby reprodukoval svoju vlastnú genetickú informáciu.

Nominovaný za 60 rokov. Niektoré vírusy sú schopné infikovať bunku vo forme nahej DNA, preto základom života je DNA, teda DNA je živá. Argumenty pre tento koncept:

  1. Existencia vírusov
  2. V bunkách rôznych živých organizmov sa nachádzajú nukleotidové sekvencie, ktoré nie sú určené na nič iné ako na ich reprodukciu – transpozóny obsahujú genetickú informáciu, ktorá je zodpovedná za pohyb transpozónu; Existujú 2 typy transpozónov:
  • Transpozóny 1. triedy, retrotranspozóny. Retrotranspozóny mobilné genetické prvky. Môžu ľahko zmeniť postupnosť genetickej informácie. Pohybujú sa po celom genóme reverznou transkripciou zo svojej RNA. Migrujú, pričom originálna kópia zostáva na mieste a druhá je integrovaná inde. Vnútorná oblasť je veľmi podobná genetickému materiálu retrovírusov, ale bez oblasti kódujúcej kapsidový proteín. Retrovírusy – pomocou metódy reverznej transkripcie (DNA z RNA). Najprv to boli retrovírusy. Boli v bunkách a nakoniec stratili svoju kapsidu a stali sa transpozónmi. Iný uhol pohľadu je, že najprv existovali transpozóny. Postupom času sa však z nejakého dôvodu objavila kapsida, ktorá umožnila transpozónom opustiť bunku vo forme retrovírusov.
  • DNA transpozóny, rozrezané proteínmi a prenesené na iné miesto, majú iba funkciu vlastného šírenia.
  1. DNA je živý objekt, ktorý si okolo seba buduje vhodné prostredie – bunku. DNA sleduje procesy reprodukcie DNA bez toho, aby sa organizmus rozmnožoval, ako napríklad sterilné mravce.
  2. Dôležité je, ako efektívne sa reprodukuje DNA, nie je dôležitý osud organizmu.
  3. Weismanov koncept: v tele vyššieho zvieraťa možno rozlíšiť dva typy štruktúr:
  • Cennejší je zárodočný trakt, od embryonálnych buniek až po reprodukčné bunky
  • Soma – všetky ostatné bunky, s genetickou informáciou môžete robiť čokoľvek

V škrkavke uvoľňuje soma bunka veľa fragmentov DNA - zmenšovanie DNA.

Informácia je heterogenita priestoru, vytvorená špecificky. Vírusy majú genetickú informáciu, ktorá je štruktúrovaná rovnakým spôsobom ako iné živé bytosti.

Vo vírusoch

Nie Jedzte Nie

Vývinová biológia

Deterministické drvenie - drvenie, ktoré začína byť viditeľné veľmi skoro. Najvýraznejší príklad: háďatká. Do buniek vedia spočítať, koľko ich je v každom segmente (spočítajú sa jadrá).

Caenorhabditis ebgans (háďatko). U dospelého človeka je počet somatických jadier 959. Ak je o jedno menej alebo viac, ide o vývojového mutanta. Každá bunka má určený osud. Niektoré bunky vytvorené z prvých musia zomrieť. Tento jav sa nazýva apoptóza. U ľudí sa apoptóza prejavuje ako rozdelenie ruky (lopatky v skorých štádiách) na prsty. Niektoré bunky odumierajú, čo umožňuje vytvorenie prstov.

U cicavcov je odhodlanie oveľa slabšie, existujú kmeňové bunky, ale po získaní špecializácie sa už nemôžu vrátiť späť, nazýva sa to terminálna diferenciácia.

Ekológia

Ekológiaštuduje vzťah živých organizmov s prostredím. Akýkoľvek trofický vzťah pozostáva z elementárnych častí. Centrálnym článkom každého ekologického vzťahu je množstvo biologických reakcií – ide o systém adekvátnych reakcií organizmu na určitý vonkajší alebo vnútorný signál.

biológia - Veda o živote. Nie je známe, kto prvý zaviedol tento termín do vedy. Predpokladá sa, že tento koncept zaviedli nezávisle od seba dvaja vedci (jeden z nich bol Lamarck). Tento pojem používal pred Lamarckom napríklad Linné, ale s najväčšou pravdepodobnosťou s iným významom.

Každá veda sa dá rozdeliť na menšie (vysoko špecializované). Na priesečníku riadkov a stĺpcov dostaneme skutočnú vedu.

Sú vedy, ktoré do tejto metódy klasifikácie nezapadajú. Vedy, ktoré vznikli na hranici prírodných vied.

Do určitej miery sú tieto vedy syntetické.

Vedy, ktoré študujú všetku diverzitu naraz, pomocou metód všetkých vied: molekulárna biológia, evolučná veda, systematika – popis existujúcej a existujúcej diverzity druhov a ich distribúcie v systéme v závislosti od ich fylogenézy. Doktrína evolúcie, systematika, je syntetická veda.

REPLIKÁCIA VÍRUSU
Vírusy majú nepochybne vlastnosť, ktorá je vlastná všetkým živým organizmom - schopnosť reprodukovať sa, aj keď s nevyhnutnou účasťou hostiteľskej bunky. Obrázok ukazuje replikáciu vírusu, ktorého genóm je dvojvláknová DNA. Replikačný proces fágov (vírusov, ktoré infikujú baktérie bez jadra), RNA vírusov a retrovírusov sa od tu opísaných líši len v detailoch.

Vírusy a evolúcia

Vírusy majú svoju vlastnú, veľmi dlhú evolučnú históriu, ktorá siaha až k počiatkom jednobunkových organizmov. Niektoré vírusové reparačné systémy, ktoré zabezpečujú odrezanie nesprávnych báz z DNA a elimináciu škôd spôsobených kyslíkovými radikálmi a pod., sa teda nachádzajú len v jednotlivých vírusoch a existujú v nezmenenej podobe už miliardy rokov.

Výskumníci nepopierajú, že vírusy zohrávali určitú úlohu v evolúcii. Ale keďže ich považujú za neživú hmotu, stavajú ich na rovnakú úroveň s faktormi, ako sú klimatické podmienky. Tento faktor ovplyvňoval organizmy, ktoré mali zvonku meniace sa geneticky podmienené vlastnosti. Organizmy, ktoré boli voči tomuto vplyvu odolnejšie, úspešne prežili, rozmnožili sa a odovzdali svoje gény ďalším generáciám.

V skutočnosti však vírusy ovplyvňovali genetický materiál živých organizmov nie nepriamo, ale tým najpriamejším možným spôsobom – vymieňali si s ním svoju DNA a RNA, t.j. boli hráči na biologickom poli. Veľkým prekvapením pre lekárov a evolučných biológov bolo, že väčšina vírusov sa ukázala ako úplne neškodné stvorenia, ktoré nesúvisia so žiadnymi chorobami. Pokojne spia vo vnútri hostiteľských buniek alebo používajú svoj aparát na svoje pokojné rozmnožovanie bez akéhokoľvek poškodenia bunky. Takéto vírusy majú množstvo trikov, ktoré im umožňujú uniknúť pozornému oku imunitného systému bunky – pre každú fázu imunitnej odpovede majú gén, ktorý túto fázu riadi alebo upravuje v ich prospech.

Navyše počas koexistencie bunky a vírusu vírusový genóm (DNA alebo RNA) „kolonizuje“ genóm hostiteľskej bunky a dodáva jej stále viac nových génov, ktoré sa v konečnom dôsledku stávajú integrálnou súčasťou genómu hostiteľskej bunky. daný typ organizmu. Vírusy majú rýchlejší a priamejší vplyv na živé organizmy ako vonkajšie faktory, ktoré vyberajú genetické varianty. Veľké množstvo vírusových populácií spolu s ich vysokou rýchlosťou replikácie a vysokou rýchlosťou mutácií z nich robí hlavný zdroj genetických inovácií, ktoré neustále vytvárajú nové gény. Nejaký jedinečný gén vírusového pôvodu, putujúci, prechádza z jedného organizmu do druhého a prispieva k evolučnému procesu.

Bunka, ktorej jadrová DNA bola zničená, je skutočne „mŕtva“: je zbavená genetického materiálu s pokynmi na činnosť. Vírus však môže použiť zostávajúce neporušené bunkové zložky a cytoplazmu na svoju replikáciu. Podmaňuje si bunkový aparát a núti ho využívať vírusové gény ako zdroj pokynov na syntézu vírusových proteínov a replikáciu vírusového genómu. Jedinečná schopnosť vírusov vyvíjať sa v mŕtvych bunkách sa najjasnejšie demonštruje, keď sú hostiteľmi jednobunkové organizmy, predovšetkým tie, ktoré obývajú oceány. (Prevažná väčšina vírusov žije na súši. Podľa odborníkov sa vo svetovom oceáne nenachádza viac ako 1030 vírusových častíc.)

Baktérie, fotosyntetické sinice a riasy, potenciálni hostitelia morských vírusov, sú často zabíjané ultrafialovým žiarením, ktoré ničí ich DNA. Niektoré vírusy („obyvatelia“ organizmov) zároveň zapínajú mechanizmus syntézy enzýmov, ktoré obnovujú poškodené molekuly hostiteľskej bunky a privádzajú ju späť k životu. Sinice napríklad obsahujú enzým, ktorý sa podieľa na fotosyntéze, a keď je vystavený nadmernému svetlu, niekedy dochádza k jeho zničeniu, čo vedie k bunkovej smrti. A potom vírusy nazývané cyanofágy „zapnú“ syntézu analógu bakteriálneho fotosyntetického enzýmu, ktorý je odolnejší voči UV žiareniu. Ak takýto vírus infikuje novo odumretú bunku, fotosyntetický enzým ju môže priviesť späť k životu. Vírus teda zohráva úlohu „génového resuscitátora“.

Nadmerné dávky UV žiarenia môžu viesť k úmrtiu cyanofágov, niekedy sa im však podarí vrátiť život pomocou viacnásobných opráv. V každej hostiteľskej bunke je zvyčajne prítomných niekoľko vírusov a ak sú poškodené, dokážu po kúsku zostaviť vírusový genóm. Rôzne časti genómu a sú schopné slúžiť ako dodávatelia jednotlivých génov, ktoré spolu s inými génmi obnovia funkcie genómu a v plnom rozsahu bez vytvorenia celého vírusu. Vírusy sú jediné živé organizmy, ktoré sa podobne ako vták Phoenix môžu znovuzrodiť z popola.

Podľa International Human Genome Sequencing Consortium chýba 113 až 223 génov zdieľaných medzi baktériami a ľuďmi v dobre preštudovaných organizmoch, ako sú kvasinky Sacharomyces cerevisiae, ovocná muška Drosophila melanogaster a škrkavka Caenorhabditis elegans, ktoré patria medzi tieto dva extrémy. línií živých organizmov. Niektorí vedci sa domnievajú, že kvasinky, ovocná muška a škrkavka, ktoré sa objavili po baktériách, ale pred stavovcami, v určitom bode svojho evolučného vývoja jednoducho stratili zodpovedajúce gény. Iní veria, že gény preniesli na človeka baktérie, ktoré sa dostali do jeho tela.

Spolu s kolegami z Ústavu pre vakcíny a génovú terapiu na University of Oregon Health Sciences navrhujeme, aby existovala tretia cesta: gény boli pôvodne vírusového pôvodu, ale potom kolonizovali členov dvoch rôznych línií organizmov, ako sú baktérie a stavovce. . Gén, ktorým baktéria obdarila ľudstvo, mohol byť prenesený do dvoch línií, ktoré vírus spomína.

Okrem toho sme presvedčení, že samotné bunkové jadro je vírusového pôvodu. Vzhľad jadra (štruktúra, ktorá sa nachádza iba u eukaryotov vrátane ľudí a chýba u prokaryotov, ako sú baktérie) sa nedá vysvetliť postupnou adaptáciou prokaryotických organizmov na meniace sa podmienky. Mohla byť vytvorená na základe už existujúcej vírusovej DNA s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktorá si vybudovala trvalý „domov“ vo vnútri prokaryotickej bunky. Potvrdzuje to skutočnosť, že gén DNA polymerázy (enzým zapojený do replikácie DNA) fágu T4 (fágy sú vírusy, ktoré infikujú baktérie) je vo svojej nukleotidovej sekvencii blízky génom DNA polymerázy eukaryotov a vírusov, ktoré ich infikujú. . Patrick Forterre z University of Paris South, ktorý skúmal enzýmy podieľajúce sa na replikácii DNA, navyše dospel k záveru, že gény, ktoré určujú ich syntézu v eukaryotoch, sú vírusového pôvodu.

Vírus modrého jazyka

Vírusy ovplyvňujú absolútne všetky formy života na Zemi a často určujú ich osud. Zároveň sa aj vyvíjajú. Priamy dôkaz pochádza zo vzniku nových vírusov, ako je vírus ľudskej imunodeficiencie (HIV), ktorý spôsobuje AIDS.

Vírusy neustále menia hranicu medzi biologickým a biochemickým svetom. Čím ďalej napredujeme v štúdiu genómov rôznych organizmov, tým viac dôkazov o prítomnosti génov z dynamického, veľmi starého fondu nájdeme. Nositeľ Nobelovej ceny Salvador Luria hovoril o vplyve vírusov na evolúciu v roku 1969: „Možno boli vírusy so svojou schopnosťou vstupovať a vystupovať z bunkového genómu aktívnymi účastníkmi procesu optimalizácie genetického materiálu všetkého živého počas evolúcie Nevšimli sme si to." Bez ohľadu na to, ktorému svetu – živému alebo neživému – pripisujeme vírusy, nastal čas nepovažovať ich za izolovane, ale s prihliadnutím na ich neustále spojenie so živými organizmami.

O AUTOROVI:
Luis Villarreal
(Luis P. Villarreal) - Riaditeľ Centra pre štúdium vírusov na Kalifornskej univerzite v Irvine. Doktorát z biológie získal na Kalifornskej univerzite v San Diegu, potom pracoval na Stanfordskej univerzite v laboratóriu nositeľa Nobelovej ceny Paula Berga. Aktívne sa zapája do pedagogickej činnosti a v súčasnosti sa podieľa na vývoji programov boja proti hrozbe bioterorizmu.



 


Čítať:



Počas letu vypnite svoj mobilný telefón

Počas letu vypnite svoj mobilný telefón

Chlapci, vložili sme našu dušu do stránky. Ďakujem za odhalenie tejto krásy. Ďakujeme za inšpiráciu a zimomriavky Pridajte sa k nám na Facebooku a...

Telefónne číslo podpory spoločnosti Kyivstar alebo ako zavolať operátorovi Ďalšie informácie o kontaktovaní technickej podpory

Telefónne číslo podpory spoločnosti Kyivstar alebo ako zavolať operátorovi Ďalšie informácie o kontaktovaní technickej podpory

Riešenie problémov súvisiacich s mobilnou komunikáciou môže byť niekedy dosť problematické. Zistite si napríklad, aké možnosti sú na čísle...

Levitujúci stĺp červený Budúcnosť, v ktorej sú možné takéto technické inovácie, už prišla

Levitujúci stĺp červený Budúcnosť, v ktorej sú možné takéto technické inovácie, už prišla

Toto zariadenie možno použiť ako reproduktor pre akýkoľvek zdroj zvuku, či už je to telefón alebo notebook. Čo však robí stĺpec výnimočným, nie je...

Čo je to zjednodušene povedané ťažba kryptomien?

Čo je to zjednodušene povedané ťažba kryptomien?

Nebudeme chápať, čo je kryptomena a kedy bola vynájdená prvá kryptomena. Poďme rovno k základom ťažby. Kryptomeny na ťažbu...

feed-image RSS