Wat is die hel? Wetenskaplikes vra elke dag hierdie vraag wanneer hulle probeer uitwerk hoe verskillende lewende dinge met mekaar verband hou. Die antwoorde is nie maklik of triviaal nie. Biologiese affiliasies word gebruik om nie net 'n katalogus van lewe te bou nie, maar ook om te verstaan ​​hoe die lewe in sy vele vorme ontwikkel het.

Virusse is 'n uitstekende voorbeeld. Hulle stel 'n probleem vir bioloë omdat hulle nie selle het nie en val dus nie in enige van die hoof drie groepe of "domeine" van die lewe wat alle ander organismes doen nie - bakterieë, argea ('n ander vorm van mikrobe) en eukariota (plante, diere en swamme, onder andere). Sommige wetenskaplikes beweer dat virusse nie as lewende organismes tel nie en beter gesien word as 'n skelm genetiese materiaal wat nie op hul eie kan voortplant nie en dat hulle gasheer selle moet kap. Ander glo virusse het ontwikkel uit sellulêre organismes en so tel as 'n vierde domein van die lewe.

Laasgenoemde teorie is versterk deur die ontdekking 'n dekade gelede van reuse-virusse wat meer ooreenstem met sellulêre lewensvorme. Maar 'n nuwe studie, gepubliseer in die joernaal Science, op die genome van hierdie reuse-virusse word hierdie idee in twyfel. So sal wetenskaplikes weer moet soek na die oorsprong van virusse?

Virusse is klein, minimalistiese wesens wat wegkom van die nuanses van die sellulêre lewe. Hulle is gewoonlik saamgestel uit genetiese materiaal (DNA of sy molekulêre neef RNA), dikwels omring deur 'n proteïenjas wat 'n kapsie genoem word, soms met bykomende lae wat van 'n gasheersel geleen word. Virusse kan slegs binne 'n gasheersel repliseer deur die metabolisme te haak, en elke domein van die lewe word deur verskillende weergawes van hierdie sellulêre plakkers besmet.

Hierdie geweldige afhanklikheid van gasheer selle stoot hulle na die limiete van die definisie van die lewe, met sommige oorweeg hulle lewendig en ander dood. Dit is geen wonder dat die meeste zombie stories 'n virus behels nie. Miskien is dit net makliker om virusse te oorweeg. Die groot vraag is: waar kom hulle vandaan?

mededingende teorieë probeer om te verduidelik hoe virusse ontwikkel het. 'N Mens beeld virusse voor as afstammelinge van 'n antieke lyn van sellulêre organismes wat in ander selle gewoon het en hul struktuur oor tyd vergemaklik het. Dit sou hulle die enigste oorlewendes van 'n langverlore vierde domein van die lewe maak wat die sel organisasie agtergelaat het. As virusse ontwikkel het uit lewende organismes, sou dit sin maak om nou aan hulle te dink.

Rogue agente

Nog 'n teorie stel voor dat virusse begin as skelmgenetiese middels, vagrants in die genoom wat hul sellulêre bevalling ontsnap het. Hulle kan verwant wees aan spring genes wat hulself kan kopieer of sny van 'n genoom en dan hulself in ander dele van die DNA plak. In dié geval sal virusse die gevolg wees van molekulêre ongelukke wat evolusionêr stabiel geword het. Dit sou beteken dat hulle nooit lewende lewende organismes was nie, net soos 'n rekenaarvirus nie 'n volledige rekenaar is nie.

Albei hierdie voorstelle het hul foute. Die eerste versuim om te verduidelik hoe eenvoudige virusse is. Daar is geen ander bekende organismes met daardie uiterste mate van vereenvoudiging nie. Aan die ander kant verklaar die tweede teorie nie hoekom virusse soveel meer kompleks is as ander mobiele genetiese elemente nie. Nie een van hulle het iets wat vergelykbaar is met 'n kapsyjas nie.

Dan, in 2004, wetenskaplikes ontdek 'n soort reuse-virus (of "girus") wat die balans gelyk het ten gunste van virusse met sellulêre oorsprong. Hulle word vir goeie rede reus genoem. Sommige is tien keer groter in beide grootte en genoom lengte as ons geliefde griepvirus, en het soveel 2,500 gene vergeleke met griep se skraal 11.

Hierdie addisionele genetiese materiaal bevat instruksies vir die maak van proteïene, iets wat baie ander virusse ontbreek maar in alle ander lewensvorme teenwoordig is. Die molekulêre stelsel is nie volledig nie en girusse moet steeds selle binnedring om meer girasse te maak. maar sommige navorsers het voorgestel dat hierdie gene oorblyfsels van 'n sellulêre verlede kan wees, wat die bestaan ​​van 'n vierde domein van die lewe kan ondersteun.

Aan die ander kant maak die springagtige genetiese aard van virusse hulle geneig om gene van ander organismes te neem. Dit het daartoe gelei ander om te argumenteer dat al hierdie bykomende gene in giruses produkte van evolusionêre diefstal is.

Reuse probleem

Nou 'n nuwe studie het die "geleende" aard van al hierdie gene in virusse bevestig. Die navorsing maak gebruik van die mees gevorderde metodes, genaamd Next Generation Sequencing (NGS), om DNA uit 'n afvalwaterbehandelingsaanleg in Klosterneuburg, Oostenryk, uit te kaart. In die laaste paar jaar het NGS-gebaseerde studies gedoen het ontelbaar ontbloot nuwe vorme van lewensvorm, en in hierdie geval het NGS 'n heeltemal nuwe lyn van reuse-virusse, die Klosneuviruses, aan die lig gebring.

Klosneuviruses het onder alle girse die grootste stel gene betrokke by die maak van proteïene. Deur die genome van verskillende reuse-virusse te vergelyk en hul evolusie noukeurig te rekonstrueer, toon die navorsers oortuigend dat die proteïen-masjinerie in hierdie girusse 'n relatief onlangse genetiese toevoeging is - nie die stukkies van 'n groter voorouergenoom nie.

Die studie beweer dat die virusse wat hierdie virusse probeer kap, het 'n verdedigingsstrategie ontwikkel wat gebaseer is op die wegkruip van proteïene van die indringers. Dan word die virusse aangepas deur sommige van hierdie gene in hul genoom in te sluit. Die navorsers kom tot die gevolgtrekking dat die reuse-virusse wat in hierdie studie ontleed is, verskeie kere van kleiner virusse ontwikkel het, en verwerp die idee wat hulle van sellulêre lewensvorme ontwikkel het.

Die nuwe getuienis vermoor egter nie virusse heeltemal nie. Nuwe roetes in die boom van die lewe word elke dag ontdek en 'n nuwe bevinding kan steeds 'n verband tussen die sellulêre en die acellulêre lewe bied - of die teenoorgestelde bewys. Tot dan sal ons aanhou dink oor die aard van die lewe, die verhouding tussen zombies en virusse, en wonder "wat is die hel is dit?"

Oor Die Skrywer

Jordi Paps, Dosent, Skool vir Biologiese Wetenskappe, Universiteit van Essex

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon