tanulási eredmények
- ismertesse, hogyan vírusok fedezték fel először, és hogyan detektálják
- beszélje meg három hipotézisek arról, hogyan vírusok fejlődött
vírusok nem sejtes parazita entitások, hogy nem lehet besorolni bármely Királyság. Képesek megfertőzni olyan különböző szervezeteket, mint a baktériumok, növények és állatok. Valójában a vírusok egyfajta alvilágban léteznek egy élő szervezet és egy nem élő entitás között. Az élőlények növekednek, metabolizálódnak és szaporodnak. Ezzel szemben a vírusok nem sejtesek, nem metabolizálódnak vagy növekednek, és nem oszthatók meg sejtosztódással. A vírusok másolhatják vagy lemásolhatják magukat; azonban teljes mértékben függenek a gazdasejtjeikből származó erőforrásoktól az utódvírusok előállításához-amelyek érett formájukban vannak összeállítva. Senki sem tudja pontosan, mikor vagy hogyan fejlődtek ki a vírusok, vagy milyen ősi forrásból, mert a vírusok nem hagytak fosszilis nyilvántartást. Egyes virológusok azt állítják, hogy a modern vírusok a nukleinsavak darabjainak mozaikja, amelyeket különböző forrásokból szednek fel evolúciós útjaik mentén.
1. ábra. A dohánymozaik vírus (balra), amelyet itt transzmissziós elektronmikroszkóppal láttak, volt az első vírus, amelyet felfedeztek. A vírus betegséget okoz a dohányban és más növényekben, például az orchideában (jobbra). (credit a: USDA ARS; credit b: módosítása munka USDA Forest Service, Department of Plant Pathology Archive North Carolina State University; scale-bar adatok Matt Russell)
felfedezés és kimutatás
vírusok fedezték fel, miután a fejlesztés egy porcelán szűrő—a Chamberland-Pasteur szűrő—, amely képes eltávolítani az összes baktérium látható a mikroszkóp bármely Folyékony Minta. 1886—ban Adolph Meyer bebizonyította, hogy a dohánynövények betegsége—dohánymozaik betegség-folyékony növényi kivonatok útján átvihető egy beteg növényről egészségesre. 1892-ben Dmitrij Ivanowski kimutatta, hogy ez a betegség ilyen módon továbbítható, még akkor is, ha a Chamberland-Pasteur szűrő eltávolította az összes életképes baktériumot a kivonatból. Ennek ellenére sok év telt el, mire bebizonyosodott, hogy ezek a “szűrhető” fertőző ágensek nem egyszerűen nagyon kicsi baktériumok, hanem egy új típusú, nagyon kicsi, betegséget okozó részecskék.
a legtöbb virion vagy egyetlen vírusrészecske nagyon kicsi, körülbelül 20-250 nanométer átmérőjű. Néhány nemrégiben felfedezett amőbából származó vírus átmérője azonban 1000 nm-ig terjedhet. A nagy virionok kivételével, mint a poxvirus és más nagy DNS vírusok, a vírusok nem láthatók fénymikroszkóppal. Az 1930-as évek végén az elektronmikroszkóp kifejlesztéséig a tudósok első jó képet kaptak a dohánymozaik vírus (TMV) szerkezetéről (1.ábra), amelyet fentebb tárgyaltunk, és más vírusokról (2. ábra). A virionok felületi szerkezete mind szkenneléssel, mind transzmissziós elektronmikroszkóppal megfigyelhető, míg a vírus belső szerkezete csak transzmissziós elektronmikroszkóp képein figyelhető meg. Az elektronmikroszkópia és más technológiák használata lehetővé tette az élő szervezetek számos vírusának felfedezését.
2. ábra. Ezekben a transzmissziós elektronmikrográfokban (a) egy vírust eltörpít az általa fertőzött baktériumsejt, míg (b) ezeket az E. coli sejteket tenyésztett vastagbélsejtek törpítik. (hitel a: A munka módosítása az Egyesült Államok osztályától. of Energy, Office of Science, LBL, PBD; hitel b: J. P. Nataro és S. Sears munkájának módosítása, unpub. ADATOK, CDC; matt Russell scale-bar adatai)
A vírusok evolúciója
bár a biológusok jelentős mennyiségű tudást gyűjtöttek a mai vírusok fejlődéséről, sokkal kevesebbet tudunk arról, hogy a vírusok hogyan keletkeztek. A legtöbb organizmus evolúciós történetének feltárásakor a tudósok megvizsgálhatják a fosszilis nyilvántartásokat és hasonló történelmi bizonyítékokat. A vírusok azonban nem fosszilizálódnak, így a kutatók csak úgy feltételezhetik a vírusok evolúciós történetét, hogy megvizsgálják, hogyan fejlődnek a mai vírusok, és biokémiai és genetikai információkat használnak fel spekulatív vírustörténetek létrehozására.
míg a legtöbb megállapítás egyetért abban, hogy a vírusoknak nincs egyetlen közös ősük, a tudósok még nem találtak egyetlen hipotézist a vírus eredetéről, amelyet teljes mértékben elfogadnak a területen—és amely teljes mértékben megmagyarázza a vírusokat és azok jellemzőit. Vannak, azonban, három hipotézis, amelyek a leginkább elfogadottként emelkedtek:
- decentralizáció vagy regresszív hipotézis. Ez a hipotézis a vírusok eredetének magyarázatát javasolja azzal, hogy a vírusok szabadon élő sejtekből fejlődtek ki. Ennek a folyamatnak számos összetevője azonban rejtély.
- escapista vagy progresszív hipotézis. Ez a hipotézis olyan vírusokra vonatkozik, amelyek RNS-t vagy DNS-genomot tartalmaznak, és azt sugallja, hogy a vírusok olyan RNS-ből és DNS-molekulákból származnak, amelyek egy gazdasejtből távoztak. Ez a hipotézis azonban nem magyarázza meg a vírusrészecskék komplex kapszidjait és más struktúráit.
- Önreplikációs hipotézis. Ez a hipotézis az önreplikáció rendszerét feltételezi, hasonlóan a többi önreplikáló molekulához, valószínűleg azokkal a sejtekkel együtt fejlődik, amelyekre gazdaszervezetként támaszkodnak; egyes növényi kórokozók vizsgálata alátámasztja ezt a hipotézist.
egy másik probléma azok számára, akik a vírus eredetét és evolúcióját tanulmányozzák, a mutáció magas aránya, különösen az RNS retrovírusok esetében, mint például a HIV / AIDS.
a technológia fejlődésével a tudósok további hipotéziseket fognak kidolgozni és finomítani, hogy megmagyarázzák a vírusok eredetét—vagy új hipotéziseket hoznak létre. A vírus molekuláris szisztematikájának nevezett feltörekvő mező éppen ezt próbálja megtenni a szekvenált genetikai anyag összehasonlításával. Ezek a kutatók remélik, hogy egy nap jobban megértik a vírusok eredetét, egy olyan felfedezést, amely előrelépést eredményezhet az általuk okozott betegségek kezelésében.
próbáld ki
járulj hozzá!
az oldal Javításatovábbi információk