Gigantyczny wirus ponownie rozpalił spór o systematykę

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Gigantyczne wirusy znalezione w ściekach w austriackim mieście Klosterneuburg mogą pomóc w ostatecznym rozstrzygnięciu sporów o liczbę domen organizmów żywych. Obecnie uznaje się, że istnieją trzy domeny: bakterie, archeony i jądrowce. Istnieje jednak hipoteza mówiąca, że wielkie wirusy, na jakie naukowcy czasem natrafiają, to pozostałość po nieistniejącej już grupie organizmów, powinny zatem stanowić czwartą domenę.

Większość wirusów jest bardzo małych, znacznie mniejszych od komórek i nie potrzebują one zbyt wielu genów, gdyż replikują się korzystając z mechanizmów komórek, w których żyją. Niektóre wirusy atakujące ptaki i świnie posiadają jedynie dwa geny, tymczasem bakteria Escherichia coli posiada ich aż 4400. Jako, że wirusy nie są w stanie samodzielnie się rozmnażać i brakuje im innych cech organizmów komórkowych, biologia zwykle nie traktuje ich jako organizmów żywych.

W 2003 roku na łamach Science ukazał się artykuł, którego autorzy opisywali pierwsze znane olbrzymie wirusy. Wywołał on sporo zamieszania, gdyż opisane wirusy nie tylko były większe od wielu mikroorganizmów, ale posiadały ponad 2500 genów. Więcej niż niejedna bakteria. Część naukowców uznała, że ich istnienie wymaga ponownego zastanowienia się nad systematyką. Niektórzy stwierdzili, że wielkie wirusy mogą być pozostałością po nieistniejącej domenie, a ich przodkami są komórki, które z czasem odrzuciły wiele genów i zostały pasożytami.

Inni naukowcy uważają, że zmienianie systematyki byłoby nieuzasadnione. Na przykład zdaniem Eugene'a Koonina z National Center for Biotechnology, jest oczywistym, że gigantyczne wirusy to takie same wirusy jak te małe, znane dotychcas. W procesie ewolucji niektóre małe wirusy przejmowały coraz więcej DNA gospodarza, stając się gigantami.

Najnowszego odkrycia dokonał Frederik Schulz i jego koledzy z kalifornijskiego Joint Genome Institute. Wspólnie z austriackimi naukowcami badali mikroorganizmy żyjące w oczyszczalni ścieków w Klosterneuburgu. Wykorzystali przy tym technikę analizy metagenomu, za pomocą której nie izoluje się poszczególnych mikroorganizmów, ale bada pozostawione przez nie DNA. Gdy połączono znalezione fragmenty w genom okazało się, że należał on do nowego nieznanego wcześniej gigantycznego wirusa, nazwanego Klosneuwirusem. Później znaleziono kolejnych trzech przedstawicieli tego gatunku.

Odkrycie Klosneuwirusa jest znaczącego, gdyż jego genom bardziej przypomina genomm organizmów komórkowych niż jakiekolwiek wcześniej znalezione gigantyczne wirusy. Na przykład komórki są w stanie przyłączyć proteiny z 20 głównych typów typów aminokwasów wchodzących w skład organizmów żywych. Dotychczas znane gigantyczne wirusy posiadają geny pozwalające na przyłączenie siedmiu aminokwasów. Tymczasem Klosneuwirus może przyłączać wszystkie 20. To podobieństwo Klosneuwirusa do organizmów żywych może pomóc w rozstrzygnięciu sporu dotyczącego pochodzenia wielkich wirusów. Początkowo sami naukowcy Klosneuwirusa uznali, że może on być dowodem na konieczność dodania czwartej domeny w systematyce. Jednak analizy wirusa wykazały, że stopniowo przyjmował on od różnych gospodarzy geny pozwalające na przyłączanie aminokwasów. Nie ma dowodów na istnienie czwartej domeny i te badania to potwierdzają – mówi Curtis Suttle, wirusolog z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej.

Odkrywcy pierwszego gigantycznego wirusa zauważają jednak, że opieranie się na genach pozwalających na przyłączanie aminokwasów to bardzo niepewna metoda, gdyż często przechodzą one zmiany zaciemniające ich pochodzenie. Z kolei genetyk Jean-Michel Claverie z Uniwersytetu Aix-Marseille zauważa, że autorzy najnowszych badań nie udowodnili, że złożony przez nich genom należał do gigantycznego wirusa. Czekam na wyizolowanie samego wirusa zanim uwierzę w jakiekolwiek interpretacje na jego temat.

« powrót do artykułu

[tempik 83]

czyli badacze twierdzą że tir to z racji swojej wielkości już nie jest samochodem, mimo że ma koła,kierownicę,itd?

 

przecież komórki mają różne organelle, a wirus to tylko dna w białkowej otoczce, jego wielkość nic nie zmienia w jego własciwościach i funkcjonowaniu

[Flaku 26]

Ciekawe, czy wirus jest w stanie wyewoluować w bakterię. Chyba można odrzucić taką teorię pochodzenia życia, bo jednak wirusy potrzebują ofiar do rozmnażania, ale być może pojedyńcze przypadki mogłyby nastąpić? Czy teza, że wirusy to zredukowane z powodu pasożytnictwa bakterie jest powszechnie uznawana? Są jakieś inne?

[thikim 119]

Najpierw wydaje się zasadne odpowiedzenie na pytanie dlaczego coś takiego jak:

"samodzielne rozmnażanie" jest decydującym kryterium o życiu.

Żaden człowiek nie rozmnaża się samodzielnie I reszta zwierząt także.

A to że do rozmnażania się coś tam potrzebuje pożywienia, drugiego osobnika, czy komórek innego organizmu - jakie to ma znaczenie?

Moim zdaniem wirusy powinny być klasyfikowane jako organizmy żywe.

Na chwilę obecną uważam że można by praktycznie przyjąć definicję:

ma geny? ma,

rozmnaża się? (wszytko jedno jak) rozmnaża

to jest organizmem żywym.

W przyszłości być może trzeba będzie to zmienić ale na dziś taka definicja powinna wystarczyć.

Edytowane 8 kwietnia 2017 przez thikim

[Flaku 26]

Chodziło mi o to, że w historii życia nie mogło być tak, że bakterie pojawiły się w taki sposób, że wyewouowały z wirusów, bo wirusy nie miałyby jak ewoluować bez bakterii. Coś w tym jest, co mówisz. Tasiemiec bez układu pokarmowego też się nie rozmnoży, a nikt nie ma wątpliwości co do tego, że jest żywy.

[Superman 2]

Wiele osób nazywa wirusa (i ja również) pasożytem, czyli organizmem żywym.

 

Wirus chcący rozmnażać się cały czas ewoluuje w bakterię. Bakteria, która z braku pożywienia będzie chciała korzystać z hibernacji ewoluuje w wirusa.

Edytowane 8 kwietnia 2017 przez Superman

[thikim 119]

 

 

Chodziło mi o to, że w historii życia nie mogło być tak, że bakterie pojawiły się w taki sposób, że wyewouowały z wirusów, bo wirusy nie miałyby jak ewoluować bez bakterii

To co piszesz jest sensowne i na 99 % zakładam że tak było. Niemniej nie mam 100 % pewności.

Są też różne warianty:

wirus jako zubożona bakteria, jedna ścieżka ewolucji

wirus jako życie nie pochodzące od bakterii ale powstałe później niż bakterie, taka druga ścieżka ewolucji

[Flaku 26]

Doczytałem gdzieś, że jest jeszcze jedna często uznawana teoria. Wirus jako wytwór wyrzucenia z siebie DNA przez komórkę żywą. Proces podobny do powstawania plazmidów.

[Jarek Duda 138]

Zawsze myślałem że wirusy wyewoluowały z transpozonów (ponoć 44% naszego genomu: https://en.wikipedia.org/wiki/Transposable_element ) - dla nich to kwestia nauczenia się opuszczać komórkę, np. wykorzystując naturalny system sekrecji.

[thikim 119]

W takim razie jednak ta ewolucja powinna stale zachodzić na naszych oczach I bez problemu powinniśmy znaleźć organizmy - przodków wirusów.

Być może nawet nie powinno być trudne zaobserwowanie "stworzenia" wirusów w laboratorium z innych organizmów.

Edytowane 9 kwietnia 2017 przez thikim

[Jarek Duda 138]

Thikim, moim kontrargumentem jest to że od czasu powstania pierwszych wirusów w czasach np. pierwszych prakomórek ... niewyobrażalnie rozwinęły się przeróżnego rodzaju mechanizmy obronne komórek, też ze względu na właśnie tą presję selekcyjną - tak że obecnie takie próby np. wykorzystania systemu sekrecyjnego przez transpozon są praktycznie natychmiast ubijane, nie mają szans dalej wyewoluować.

 

Natomiast wybicie transpozonów wewnątrz komórki okazało się niezwykle trudne ewolucyjnie - nasza biologia przegrała tą walkę ... moglibyśmy to naprawić np. w https://en.wikipedia.org/wiki/Chiral_life_concept ... pytanie czy transpozony mają też jakieś pozytywne znacznie (oprócz ewentualnego horyzontalnego transferu genów) ?

[thikim 119]

No ale w laboratorium powinniśmy móc sobie poradzić z mechanizmami obronnymi komórek (oczywiście, to by było już mocne wymuszenie i nie wiadomo by było czy to ewolucja czy my).

Ta teoria sugeruje też że szukając (genetycznie) przodków wirusów powinniśmy znaleźć prakomórki.

Edytowane 9 kwietnia 2017 przez thikim

[Jarek Duda 138]

Trzeba pamiętać że współczesne komórki są wynikiem miliardów lat m.in. takiej presji selekcyjnej - zabezpieczania na przeróżnych poziomach też przed takimi patologiami: od wielu mechanizmów na poziomie molekularnym (np. systemy ekspresji genów praktycznie ignorujące transpozony), poprzez systemy barier (np. jądro, ściana komórkowa), aż po niezwykle wyrafinowane systemy immunologiczne.

Obecne wirusy są efektem miliardów lat koewolucji patogen-host:

- może od dołu: transpozonów na bieżąco "uczących" się omijać kolejne nowe mechanizmy obrony,

- może jedna od góry: komórki która nauczyła się fuzji i przejmowania molekularnej fabryki hosta - zwykle jest to robione poprzez jakąś endocytozę: wchłonięcie i wpompowanie enzymów trawiących ... tutaj trzeba by uwspólnić cytoplazmę i nauczyć się dokonać selektywnej sekrecji pełnej minikomórki - np. jak podział, ale tak żeby dziecko zapominało o hoście i stawało się pełnoprawnym patogenem ...

 

Podsumowując, wierzę że szukanie form pośrednich te kilka miliardów lat później jest z góry skazane na porażkę ... także w labie na współczesnych komórkach (też ponieważ oryginalnie była trochę większa skala przestrzenna i czasowa) ...

Po drugie, hipoteza "od góry" wymaga niezwykle selektywnego odłączenia/sekrecji minikomórki: zachowującej własności patogena a nie hosta - zupełnie nie mam pomysłu jak mogłoby to być zrealizowane? Hipoteza "od dołu" brzmi dużo bardziej prawdopodobna jako znacznie prostsza: zaczynamy od malutkiego liposomu (viral envelope) zawierającego pewnie początkowo tyko materiał genetyczny kodujący kilka kluczowych białek - jak transponaza wykonująca dość podobne zadanie jak białka wirusowe. Znacznie później powstał kapsyd np. żeby dostać się do jądra eukariota, lub dosłownie igła/wiertło bakteriofaga żeby przebić się przez ścianę.

[tempik 83]

widzę ze traktujecie wirusy jak niemal wielokomórkowe organizmy, które mają wolę przetrwania i świadomość własnej ewolucji. to moim zdaniem błąd

 

dla mnie wirusy jak i priony są prawie tożsame  z nieorganiczna trucizną. i całą robotę ewolucyjną ,rozmnażania i całą aktywność wykonuje zainfekowany organizm. on tworzy nowe mutacje, klonuje je, uzbraja w nowe białka. sam wirus to kawałek materii zupełnie pozbawiony życia.

 

równie absurdalne jest stwierdzenie że jakiś post na "fejsbuku" żyje. no bo przecież rozmnaża się, ewouluje,przemieszcza itd. a przecież żyją tylko ludzie którzy przesyłają newsa do znajomych,dopowiadają coś do niego, coś zapominają i tak to się kręci. wszystkie aktywności niby żywego posta wykonują ludzie, a post to tylko kawałek tekstu.

to samo z grypą, to nie jakieś złośliwe żyjątka. czy grypa się rozmnaża? nie to nasze komórki ja klonują, czy ewouluja, mutują? nie to tez nasze komórki robią, czy szukają następnego pacjenta? tez robimy to sami, więc co niby wirus robi sam? nic, kompletnie nic.

 

to taka zła plotka zasłyszana pod wiejskim sklepem, która żyje własnym życiem i agresywnie infekuje wszystkie starsze kobiety we wiosce, czasami sprytnie ukrywa się po czym wywołuje epidemię w następnej wiosce. i z każdym pokoleniem jest bardziej odporna na prawdę i fakty

[Jarek Duda 138]

"Świadomość ewolucji" jako jakaś osobnicza tendencja do samo-ulepszania siebie to na pewno nie u mnie - ewolucja to "tylko" rozmnażanie uwarunkowane środowiskowymi czynnikami selekcyjnymi: jeśli jakaś cecha doprowadzi do większej ilości potomstwa w kolejnych pokoleniach, to z czasem populacja może zostać zdominowana przez osobniki posiadające tą cechę - czysto statycznie.

W przypadku transpozonów czy wirusów mówimy o obiekcie będącym krótką sekwencją genetyczną, która przypadkowo uzyskała tendencję do replikacji w środowisku w którym występuje (komórka) ... czym jest w tym skuteczniejsza, tym z czasem statystycznie będzie jej więcej w środowisku.

Całe życie, ewolucja to losowe poszukiwanie samowzmacniających się kierunków w ewolucji statystyki.

[tempik 83]

 

 

W przypadku transpozonów czy wirusów mówimy o obiekcie będącym krótką sekwencją genetyczną, która przypadkowo uzyskała tendencję do replikacji w środowisku w którym występuje (komórka)

 

no własnie ta "przypadkowa zdolność" kłóci się z moja definicją życia. od życia bym oczekiwał jakiejś jasno zdefiniowanej pętli w algorytmie realizującej procedurę trwania i rozmnażania, w ogóle bym oczekiwał jakiegokolwiek algorytmu. a wirus to tylko dane wejściowe, które mogą zostać mimochodem przemielone przez zapętlony program typu człowiek,pies itd.

ewolucja=statystyka uważam że tak, ale życie=statystyka już się nie zgodzę

[Jarek Duda 138]

Życie to jak najbardziej statystyka, tylko taka ukierunkowana - wewnątrz komórki masz niewyobrażalną ilości molekuł które dyfundują i dość losowo oddziałują ... jednak parametry są tak dobrane żeby wypadkowo to wszystko statystycznie działało jak powinno.