Výsledky Učení
- Popsat, jak viry byly poprvé objeveny a jak jsou detekovány
- Diskutovat o tři hypotézy o tom, jak viry se vyvinul
Viry jsou noncellular parazitní entity, které nelze zařadit do žádné království. Mohou infikovat organismy tak rozmanité jako bakterie, rostliny a zvířata. Ve skutečnosti existují viry v jakémsi podsvětí mezi živým organismem a neživou entitou. Živé věci rostou, metabolizují a reprodukují. Naproti tomu viry nejsou buněčné, nemají metabolismus ani rostou a nemohou se dělit buněčným dělením. Viry se mohou kopírovat nebo replikovat; jsou však zcela závislé na zdrojích odvozených z jejich hostitelských buněk k produkci potomkovitých virů-které jsou sestaveny v jejich zralé formě. Nikdo přesně neví, kdy a jak se viry vyvinuly nebo z jakého zdroje předků, protože viry nezanechaly fosilní záznam. Někteří virologové tvrdí, že moderní viry jsou mozaiky kousky nukleových kyselin zvedl z různých zdrojů po jejich evoluční cesty.
Obrázek 1. Virus tabákové mozaiky (vlevo), viděný zde transmisní elektronovou mikroskopií, byl prvním objeveným virem. Virus způsobuje onemocnění u tabáku a jiných rostlin, jako je orchidej (vpravo). (kredit: USDA ARS; credit b: změna práce podle USDA Forest Service, Oddělení Patologie Rostlin Archivu North Carolina State University; stupnice-bar údajů od Matt Russell)
Objevování a Odhalování
Viry byly poprvé objeveny po vývoji porcelánu filtr—Chamberland-Pasteur filtr—to by mohlo odstranit všechny bakterie, viditelná v mikroskopu z jakéhokoliv kapalného vzorku. V roce 1886 Adolph Meyer prokázal, že onemocnění tabákových rostlin-onemocnění tabákové mozaiky-lze přenést z nemocné rostliny na zdravou pomocí tekutých rostlinných extraktů. V roce 1892 Dmitri Ivanowski ukázal, že toto onemocnění může být přenášeno tímto způsobem i poté, co filtr Chamberland-Pasteur odstranil z extraktu všechny životaschopné bakterie. Přesto to bylo mnoho let předtím, než bylo prokázáno, že tyto „filtrovatelné“ infekční agens nebyly jen velmi malé bakterie, ale byly novým typem velmi malých částic způsobujících onemocnění.
většina virionů nebo jednotlivých virových částic je velmi malá, o průměru asi 20 až 250 nanometrů. Některé nedávno objevené viry z améb se však pohybují až do průměru 1000 nm. S výjimkou velkých virionů, jako je poxvirus a jiné velké DNA viry, nelze viry vidět světelným mikroskopem. To nebylo až do vývoje elektronového mikroskopu v pozdní 1930, které vědci dostali jejich první dobrý pohled na strukturu viru tabákové mozaiky (TMV) (Obrázek 1), které byly zmíněny výše, a jiných virů (Obrázek 2). Povrchová struktura virionů může být pozorována jak skenovací, tak transmisní elektronovou mikroskopií, zatímco vnitřní struktury viru lze pozorovat pouze na snímcích z transmisního elektronového mikroskopu. Použití elektronové mikroskopie a dalších technologií umožnilo objev mnoha virů všech typů živých organismů.
Obrázek 2. V těchto transmisních elektronových mikrografech je (a) virus zakrslý bakteriální buňkou, kterou infikuje, zatímco (b) tyto buňky E.coli jsou zakrslé kultivovanými buňkami tlustého střeva. (kredit: úprava práce, US Dept. energie, úřad vědy, LBL, PBD; kredit b: modifikace práce J. P. Natara a s. Searse, unpub. data, CDC;
evoluce virů
ačkoli biologové nashromáždili značné množství znalostí o tom, jak se vyvíjejí současné viry, mnohem méně je známo o tom, jak viry vznikly na prvním místě. Při zkoumání evoluční historie většiny organismů, vědci se mohou podívat na fosilní záznamy a podobné historické důkazy. Viry však nekamenují, takže vědci mohou pouze předpokládat evoluční historii virů zkoumáním toho, jak se dnešní viry vyvíjejí, a pomocí biochemických a genetických informací k vytvoření spekulativních virových historií.
Zatímco většina zjištění se shodují, že viry nemají jednoho společného předka, učenci se ještě nenašel jedinou hypotézu o viru původu, který je plně akceptován v oblasti—a to plně vysvětluje, viry a jejich vlastnosti. Existují však tři hypotézy, které vzrostly jako nejvíce přijímané:
- převod nebo regresivní hypotéza. Tato hypotéza navrhuje vysvětlit původ virů tím, že naznačuje, že viry se vyvinuly z volně žijících buněk. Mnoho složek toho, jak k tomuto procesu mohlo dojít, je však záhadou.
- Escapist nebo progresivní hypotéza. Tato hypotéza odpovídá za viry, které mají buď RNA nebo genom DNA, a naznačuje, že viry pocházejí z molekul RNA a DNA, které unikly z hostitelské buňky. Tato hypotéza však nevysvětluje složité kapsidy a další struktury na virových částicích.
- hypotéza vlastní replikace. Tato hypotéza předpokládá, systém self-replikace, podobně jako u jiných replikujících se molekul, pravděpodobně se vyvíjí souběžně buňky spoléhají se na to, jak se hostí; studie některých patogenů rostlin podporují tuto hypotézu.
dalším problémem pro ty, kteří studují virový původ a vývoj, je jejich vysoká míra mutace, zejména v případě RNA retrovirů, jako je HIV / AIDS.
jak technologie postupuje, vědci vyvinou a zpřesní další hypotézy, aby vysvětlili původ virů-nebo vytvořili nové hypotézy. Nově vznikající pole nazvané virová molekulární systematika se o to pokouší prostřednictvím srovnání sekvenovaného genetického materiálu. Tito vědci doufají, že jednoho dne, lépe pochopit původ virů, objev, který by mohl vést k pokroku v léčbě pro onemocnění, které produkují.
zkuste to
Přispějte!
Vylepšete tuto stránkuučit se více