læringsresultater
- Beskriv, hvordan vira først blev opdaget, og hvordan de opdages
- Diskuter tre hypoteser om, hvordan vira udviklede sig
vira er ikke-cellulære parasitære enheder, der ikke kan klassificeres inden for noget rige. De kan inficere organismer så forskellige som bakterier, planter og dyr. Faktisk findes vira i en slags underverden mellem en levende organisme og en ikke-levende enhed. Levende ting vokser, metaboliserer og reproducerer. I modsætning hertil er vira ikke cellulære, har ikke et stofskifte eller vokser og kan ikke opdele ved celledeling. Vira kan kopiere, eller replikere sig selv; Imidlertid, de er helt afhængige af ressourcer, der stammer fra deres værtsceller til at producere afkom vira—som er samlet i deres modne form. Ingen ved præcis, hvornår eller hvordan vira udviklede sig eller fra hvilken forfædres kilde, fordi vira ikke har efterladt en fossil rekord. Nogle virologer hævder, at moderne vira er en mosaik af bits og stykker nukleinsyrer hentet fra forskellige kilder langs deres respektive evolutionære stier.
Figur 1. Tobaksmosaikviruset (til venstre), set her ved transmissionselektronmikroskopi, var den første virus, der blev opdaget. Virussen forårsager sygdom i tobak og andre planter, såsom orkideen (til højre). (kredit a: USDA ARS; kredit b: ændring af arbejde fra USDA Forest Service, Department of Plant Pathology Archive North Carolina State University; skala-bar data fra Matt Russell)
opdagelse og detektion
vira blev først opdaget efter udviklingen af et porcelænfilter—Chamberland-Pasteur—filteret-der kunne fjerne alle bakterier, der er synlige i mikroskopet fra enhver flydende prøve. I 1886 demonstrerede Adolph Meyer, at en sygdom hos tobaksplanter—tobaksmosaiksygdom—kunne overføres fra en syg plante til en sund via flydende planteekstrakter. I 1892 viste Dmitri Ivanovsky, at denne sygdom kunne overføres på denne måde, selv efter at Chamberland-Pasteur-filteret havde fjernet alle levedygtige bakterier fra ekstraktet. Alligevel var det mange år, før det blev bevist, at disse “filtrerbare” smitsomme stoffer ikke blot var meget små bakterier, men var en ny type meget lille, sygdomsfremkaldende partikel.
de fleste virioner eller enkeltviruspartikler er meget små, omkring 20 til 250 nanometer i diameter. Men nogle nyligt opdagede vira fra amøber spænder op til 1000 nm i diameter. Med undtagelse af store virioner, som poksvirus og andre store DNA-vira, kan vira ikke ses med et lysmikroskop. Det var først i udviklingen af elektronmikroskopet i slutningen af 1930 ‘ erne, at forskere fik deres første gode syn på strukturen af tobaksmosaikvirus (TMV) (Figur 1), diskuteret ovenfor, og andre vira (figur 2). Overfladestrukturen af virioner kan observeres ved både scanning og transmissionselektronmikroskopi, hvorimod virusets indre strukturer kun kan observeres i billeder fra et transmissionselektronmikroskop. Anvendelsen af elektronmikroskopi og andre teknologier har gjort det muligt at opdage mange vira af alle typer levende organismer.
figur 2. I disse transmissionselektronmikrografer (a) dværges en virus af den bakteriecelle, den inficerer, mens (b) disse E. coli-celler dværges af dyrkede kolonceller. (credit a: ændring af arbejde af US Dept. af energi, kontor for videnskab, LBL, PBD; kredit b: ændring af arbejde af J. P. Nataro og S. Sears, unpub. data, CDC; scale-bar data fra Matt Russell)
Evolution af vira
selvom biologer har akkumuleret en betydelig mængde viden om, hvordan nutidens vira udvikler sig, er der meget mindre kendt om, hvordan vira opstod i første omgang. Når man udforsker de fleste organismers evolutionære historie, kan forskere se på fossile optegnelser og lignende historiske beviser. Vira fossiliserer imidlertid ikke, så forskere kan kun antage om virussens evolutionære historie ved at undersøge, hvordan nutidens vira udvikler sig og ved at bruge biokemisk og genetisk information til at skabe spekulative virushistorier.
mens de fleste fund er enige om, at vira ikke har en enkelt fælles forfader, har forskere endnu ikke fundet en enkelt hypotese om virusoprindelse, der er fuldt accepteret på området—og som fuldt ud forklarer vira og deres egenskaber. Der er dog tre hypoteser, der er steget som de mest accepterede:
- decentralisering eller regressiv hypotese. Denne hypotese foreslår at forklare oprindelsen af vira ved at antyde, at vira udviklede sig fra fritlevende celler. Imidlertid, mange komponenter i, hvordan denne proces kan have fundet sted, er et mysterium.
- Escapist eller progressiv hypotese. Denne hypotese tegner sig for vira, der enten har et RNA eller et DNA-genom og antyder, at vira stammer fra RNA og DNA-molekyler, der slap væk fra en værtscelle. Denne hypotese forklarer imidlertid ikke de komplekse capsider og andre strukturer på viruspartikler.
- selvreplikationshypotese. Denne hypotese udgør et system med selvreplikation svarende til andre selvreplikerende molekyler, der sandsynligvis udvikler sig sammen med de celler, de stoler på som værter; undersøgelser af nogle plantepatogener understøtter denne hypotese.
et andet problem for dem, der studerer viral oprindelse og evolution, er deres høje mutationsrate, især tilfældet i RNA retrovirus som HIV / AIDS.
efterhånden som teknologien skrider frem, vil forskere udvikle og forfine yderligere hypoteser for at forklare oprindelsen af vira—eller skabe nye hypoteser. Det nye felt kaldet virusmolekylær systematik forsøger at gøre netop det gennem sammenligninger af sekventeret genetisk materiale. Disse forskere håber en dag bedre at forstå oprindelsen af vira, en opdagelse, der kan føre til fremskridt i behandlingerne for de lidelser, de producerer.
prøv det
bidrage!
forbedre denne sidelær mere