Læringsutbytte
- Beskriv hvordan virus ble først oppdaget og hvordan de blir oppdaget
- Diskuter tre hypoteser om hvordan virus utviklet seg
Virus Er ikke-cellulære parasittiske enheter som ikke kan klassifiseres innenfor noen rike. De kan infisere organismer så forskjellige som bakterier, planter og dyr. Faktisk eksisterer virus i en slags netherworld mellom en levende organisme og en nonliving enhet. Levende ting vokser, metaboliserer og reproduserer. I motsetning til dette er virus ikke cellulære, har ikke metabolisme eller vokser, og kan ikke dele seg ved celledeling. Virus kan kopiere eller replikere seg selv; de er imidlertid helt avhengige av ressurser avledet fra vertscellene for å produsere avkomvirus—som er samlet i sin modne form. Ingen vet nøyaktig når eller hvordan virus utviklet seg eller fra hvilken forfedre kilde fordi virus ikke har forlatt en fossilregistrering. Noen virologer hevder at moderne virus er en mosaikk av biter av nukleinsyrer plukket opp fra ulike kilder langs sine respektive evolusjonære baner.
Figur 1. Tobaksmosaikkviruset (til venstre), sett her ved transmisjonselektronmikroskopi, var det første viruset som ble oppdaget. Viruset forårsaker sykdom i tobakk og andre planter, som orkideen (høyre). (kreditt a: USDA ARS; kreditt b: modifikasjon av arbeid VED USDA Forest Service, Department Of Plant Pathology Archive North Carolina State University; scale-bar data Fra Matt Russell)
Oppdagelse og Deteksjon
Virus ble først oppdaget etter utviklingen av et porselenfilter—Chamberland-Pasteur—filteret-som kunne fjerne alle bakterier som er synlige i mikroskopet fra en hvilken som helst væskeprøve. I 1886 viste Adolph Meyer at en sykdom av tobakksplanter-tobaksmosaikksykdom – kunne overføres fra en syk plante til en sunn via flytende planteekstrakter. I 1892 Viste Dmitri Ivanowski at denne sykdommen kunne overføres på denne måten selv etter At Chamberland-Pasteur-filteret hadde fjernet alle levedyktige bakterier fra ekstraktet. Likevel var det mange år før det ble bevist at disse «filtrerbare» smittsomme stoffene ikke bare var svært små bakterier, men var en ny type svært liten sykdomsfremkallende partikkel.De fleste virioner, eller enkeltviruspartikler, er svært små, omtrent 20 til 250 nanometer i diameter. Noen nylig oppdagede virus fra amoeba varierer imidlertid opp til 1000 nm i diameter. Med unntak av store virioner, som poxvirus og andre STORE DNA-virus, kan virus ikke ses med et lysmikroskop. Det var ikke før utviklingen av elektronmikroskopet på slutten av 1930-tallet at forskerne fikk sitt første gode syn på strukturen av tobaksmosaikkviruset (TMV) (Figur 1), diskutert ovenfor, Og andre virus (Figur 2). Overflatestrukturen av virioner kan observeres ved både skanning og transmisjonselektronmikroskopi, mens virusets indre strukturer kun kan observeres i bilder fra et transmisjonselektronmikroskop. Bruken av elektronmikroskopi og annen teknologi har gjort det mulig å oppdage mange virus av alle typer levende organismer.
Figur 2. I disse transmisjonselektronmikrografene blir (a) et virus dverget av bakteriecellen det infiserer, mens (b) Disse e. coli-cellene dverges av dyrkede kolonceller. (kreditt a: endring av arbeid AV U. S. Dept. av Energi, Office Of Science, LBL, PBD; kreditt b: modifikasjon av arbeid Av Jp Nataro Og S. Sears, unpub. data, CDC;
Utviklingen Av Virus
selv om biologer har samlet en betydelig mengde kunnskap om hvordan dagens virus utvikler seg, mye mindre er kjent om hvordan virus oppsto i første omgang. Når du utforsker de fleste organismers evolusjonære historie, kan forskere se på fossile poster og lignende historiske bevis. Virus fossiliserer imidlertid ikke, så forskere kan bare hypotesere om virusets evolusjonære historie ved å undersøke hvordan dagens virus utvikler seg og ved å bruke biokjemisk og genetisk informasjon for å skape spekulative virushistorier.Mens de fleste funn er enige om at virus ikke har en enkelt felles forfedre, har forskere ennå ikke funnet en eneste hypotese om virusopprinnelse som er fullt akseptert i feltet—og som fullt ut forklarer virus og deres egenskaper. Det er imidlertid tre hypoteser som har steget som den mest aksepterte:
- Devolusjon eller regressiv hypotese. Denne hypotesen foreslår å forklare opprinnelsen til virus ved å foreslå at virus utviklet seg fra frie levende celler. Men mange komponenter av hvordan denne prosessen kan ha skjedd er et mysterium.
- Eskapistisk eller progressiv hypotese. Denne hypotesen står for virus som har enten ET RNA eller ET DNA-genom og antyder at virus stammer fra RNA og DNA-molekyler som rømte fra en vertscelle. Denne hypotesen forklarer imidlertid ikke de komplekse kapsidene og andre strukturer på viruspartikler.
- Selvreplikasjonshypotesen. Denne hypotesen gir et system av selvreplikasjon som ligner på andre selvreplikerende molekyler, som sannsynligvis utvikler seg sammen med cellene de stoler på som verter; studier av noen plantepatogener støtter denne hypotesen.Et annet problem for de som studerer viral opprinnelse og evolusjon er deres høye mutasjonshastighet, spesielt tilfellet I RNA retrovirus som HIV/AIDS.Etter hvert som teknologien utvikler seg, vil forskere utvikle og forfine ytterligere hypoteser for å forklare opprinnelsen til virus-eller skape nye hypoteser. Det fremvoksende feltet kalt virusmolekylær systematikk forsøker å gjøre nettopp det gjennom sammenligninger av sekvensert genetisk materiale. Disse forskerne håper å en dag bedre forstå opprinnelsen til virus, en oppdagelse som kan føre til fremskritt i behandlingene for de plager de produserer.
Prøv det
Bidra!
har du en ide for å forbedre dette innholdet? Vi vil elske dine innspill.Forbedre denne sidenlære mer