Virusi tudi trpijo zaradi virusnih bolezni • Alexander Markov • Znanstvene novice o "Elementih" • Mikrobiologija, genetika

Virusi imajo tudi virusne bolezni.

Majhni satelitski virusi v velikem mimivirusu. Dolžina skale bar – 200 nm. Fotografije iz članka v razpraviNarava

Novo odkriti virus, imenovan "virofag" (po analogiji z bakteriofagi), okuži druge viruse, zmanjšuje njihovo sposobnost razmnoževanja. Odkritje je pokazalo, da lahko virusi "prizadenejo" skoraj toliko kot celični organizmi. Prenos genov iz enega virusa v drugega lahko virofagi igrajo pomembno vlogo pri razvoju "virosphere".

Spori o tem, ali se lahko virusi štejejo za živa bitja, potekajo že več kot desetletje. Seveda je odgovor na koncu odvisen od tega, kako opredelimo koncept »življenja« (in glede tega obstaja veliko mnenj). V zadnjih letih je bilo pridobljenih veliko novih podatkov, ki kažejo na veliko število virusov in nepričakovano veliko vlogo, ki jo virosphere igra v naravnem gospodarstvu (glej: Z uničevanjem bakterijskih celic virusi aktivno sodelujejo v kroženju snovi v globinah oceana, Elements, 03.09 .2008; v oceanu so odkrili več sto tisoč novih vrst virusov, Elements, 10. november 2006). Nekatera na novo odkrita dejstva so linijo med virusi in "resničnimi" živimi organizmi še bolj pogojno kot doslej.

Leta 2003 so francoski biologi pokazali, da parazitska "bakterija", ki povzroča amebobo Acanthamoeba polyphaga in dobro vidna v svetlobnem mikroskopu, v resnici je ogromen virus – največji znan znanosti. Parazit je bil imenovan "mimivirus". Njegov genom je linearna DNA molekula in vsebuje 1.185.000 parov nukleotidov, sedemkrat večjih od tistih drugih bakterij (glej: Najmanjši genom se bere, Elements, 16. oktober 2006). Mimivirus ima najbolj zapleteno strukturo vseh virusov in ima številne lastnosti, ki so se prej obravnavale kot edinstvene za celične organizme. Na primer, njegov genom kodira številne ključne encime, vključene v sintezo proteinov (aminoacil-tRNA sintaze), medtem ko vsi drugi virusi nimajo lastnih encimov tega razreda in uporabljajo "gostitelja". V zadnjem času je postalo jasno, da so velikanski virusi, povezani z mimivirusom, zelo razširjeni v oceanih in lahko igrajo pomembno vlogo v globalnih geokemijskih kirurgijah.

Nadaljevali študijo mimivirusa, so njeni odkrili še drugo izjemno odkritje, kot je navedeno v zadnji številki revije Narava. V celicah amebas, okuženih z mimivirusom, so odkrili druge, veliko manjših virusnih delcev (virionov) s premerom 50 nm ikošestrske oblike. Novi virus je bil imenovan "satelit" (sputnik), saj se je, kot se je izkazalo, vedno spremljalo mimiviruse in brez njih ne more obstajati. Raziskovalci so satelit predstavili v amoebah, ki niso bili okuženi z mimivirusom, satelit pa se tam ni več razmnoževal. Vendar pa se je odlično pomnožilo pri amoebah, okuženih z enim od dveh znanih sevov mimivirusa.

Črno območje na sliki je "virusna tovarna" mimivirusa v citoplazmi amebe. Velika šestokotna telesa – Mimivirusni virioni na različnih stopnjah zrelosti. Puščice kaže grozde satelitskih virusov. Dolžina skale bar 200 nm. Fotografije iz članka v razpraviNarava

Ko vstopimo v gostiteljsko celico, tam mimirus tvori "virusno tovarno" – velik in kompleksen beljakovinski agregat, ki se uporablja za proizvodnjo novih virusnih delcev. Kot se je izkazalo, satelitski virus uporablja "tovarno" mimivirusa za lastno reprodukcijo in se veliko pomnoži s samim mimirusom. "Satelitska" okužba vodi k dejstvu, da med mimivirusi obstaja veliko pošasti – virusni delci s patološkimi spremembami.Značilen simptom je neenakomerno zgostitev ovojnice mimivirusa. Običajno je debelina te lupine 40 nm, medtem ko v "bolnih" mikimi virusih membrana lahko doseže 240 nm v debelini. Običajno se presežne lupinske plasti asimetrično nabirajo na eni strani viriona. Včasih se nahajajo znotraj virusa mimivirusnih virusov. Vse to očitno ni koristno za mimi virusi. "Satelitska" okužba povzroči zmanjšanje proizvodnje živih mimivirusnih virionov v povprečju za 70%. A ameba satelitska okužba je zelo koristna, saj so mimivirusi smrtonosni sovražniki amebe. Ko se satelitu doda mimi-virusna okužba, se stopnja smrtnosti med okuženimi amoebami potrojuje.

V "bolnih" mimivirusih, ki jih je prizadela satelitska okužba, pogosto opazimo patološko zgostitev membrane. Dolžina skale bar 200 nm. Fotografije iz članka v razpraviNarava

Tako se satelit v zvezi z mimivirusom obnaša kot pravi parazit. Predhodno opisani virusi, sposobni razmnoževanja le v prisotnosti drugih virusov. Vendar pa teh primerov ni mogoče opredeliti kot parazitizem, saj ti virusi ne škodujejo drug drugemu.Satelit povzroči resnično bolezen pri mimivirusu. Raziskovalci so predlagali, da kličejo takšne viruse, parazitizirajo na druge viruse, "virofagami" (po analogiji z bakteriofagi – virusi, ki okužijo bakterije). Satelit je še vedno edina znana virofaga, vendar je zelo verjetno, da bodo kmalu našli druge.

Genom satelita je krožna DNA molekula. Sestoji iz 18.343 parov nukleotidov in vsebuje 21 proteinov, ki kodirajo gen. Ogledalo jih je bilo tri, ki jih je relativno nedavno "izposodil" s satelitom iz mimivirusa, ki je bil pridobljen zaradi horizontalne izmenjave genov – ta pojav je zelo razširjen v svetu virusov. Drugi gen je očitno izpeljan iz virusov, paraziti arhebakterij, drugi dve pa iz še neprijavljene družine morskih virusov, katerih obstoj je postal znan kot obsežni študiji virusne DNA, pridobljene iz morske vode (glej: V oceanu so našli več sto tisoč novih vrst virusi, "Elementi", 10.11.2006). Tako ima satelit kimerno naravo; je "zbral" svoj genom iz vsaj treh različnih virov.Očitno se je na podoben način pojavilo tudi veliko drugih virusov, to je, da so "sestavljeni" iz koščkov DNK iz drugih virusov in celičnih organizmov, toda satelit ima še posebej očitne znake kimernega izvora.

Tako kot bakteriofagi aktivno prenašajo gene iz ene mikrobe v drugo, lahko virofagi igrajo pomembno vlogo pri horizontalni genetski izmenjavi med različnimi skupinami virusov. Možno je, da so virofagi pomemben sestavni del "virosphere", ki zagotavlja njeno gensko enotnost. Če želite preizkusiti to predpostavko, najprej morate ugotoviti, ali virofagi lahko vnesejo svoj genski material v genomi gostiteljskih virusov. To je točno tisto, kar bakteriofage počnejo z njihovimi gostitelji, bakterijami. To omogoča, da bakteriofagi začasno postanejo neaktivni in se množijo skupaj z gostiteljskimi celicami.

Takšni virusni geni (v nadaljevanju "prophages"), vgrajeni v genom gostitelja, lahko v prihodnosti kopičijo mutacije, trajno izgubijo virusno aktivnost in celo pridobijo uporabne funkcije za gostitelja in postanejo sestavni del gostiteljskega genoma.Jasno je, da sposobnost virusov, ki se integrirajo v genom gostitelja, znatno poveča verjetnost horizontalnega "virusnega" prenosa gena iz enega gostitelja v drugega.

Vprašanje, ali v naravi obstajajo "provirophages", je še vedno odprto, vendar nekateri od preučevanih fragmentov mimivirusnega genoma očitno podpirajo ta predlog.

Vir: Bernard La Scola et al. Parazit velikanskega mimivirusa Narava. 2008. V. 455. str. 100-104.

Glej tudi:
V.M. Zhdanov. Razvoj virusa.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: