figuur 1. Het tabaksmozaïekvirus (links), hier te zien door transmissie elektronenmicroscopie, was het eerste virus dat werd ontdekt. Het virus veroorzaakt ziekte in tabak en andere planten, zoals de orchidee (rechts). (credit a: USDA ARS; credit b: modification of work by USDA Forest Service, Department of Plant Pathology Archive North Carolina State University; scale-bar data van Matt Russell)

Discovery and Detection

virussen werden voor het eerst ontdekt na de ontwikkeling van een porseleinen filter—het Chamberland-Pasteur filter—dat alle bacteriën die zichtbaar zijn in de microscoop uit een vloeibaar monster kon verwijderen. In 1886 toonde Adolph Meyer aan dat een ziekte van tabaksplanten—de ziekte van tabaksmozaïek—via vloeibare plantenextracten van een zieke plant naar een gezonde plant kon worden overgebracht. In 1892 toonde Dmitri Ivanowski aan dat deze ziekte op deze manier kon worden overgedragen, zelfs nadat het Chamberland-Pasteurfilter alle levensvatbare bacteriën uit het extract had verwijderd. Toch duurde het vele jaren voordat werd bewezen dat deze “filtreerbare” infectieuze agentia niet slechts zeer kleine bacteriën waren, maar een nieuw type zeer kleine, ziekte veroorzakende deeltjes.

De meeste virionen, of enkele virusdeeltjes, zijn zeer klein, ongeveer 20 tot 250 nanometer in diameter. Echter, sommige recent ontdekte virussen uit amoebae variëren tot 1000 nm in diameter. Met uitzondering van grote virionen, zoals het poxvirus en andere grote virussen van DNA, kunnen de virussen niet met een lichte microscoop worden gezien. Pas met de ontwikkeling van de elektronenmicroscoop in de late jaren 1930 kregen wetenschappers voor het eerst een goed beeld van de structuur van het tabaksmozaïekvirus (TMV) (figuur 1), hierboven besproken, en andere virussen (Figuur 2). De oppervlaktestructuur van virionen kan door zowel het aftasten als transmissieelektronenmicroscopie worden waargenomen, terwijl de interne structuren van het virus slechts in beelden van een transmissieelektronenmicroscoop kunnen worden waargenomen. Het gebruik van elektronenmicroscopie en andere technologieën heeft voor de ontdekking van vele virussen van alle soorten het leven organismen toegestaan.

Figuur 2. In deze transmissie elektronenmicrografen, (a) wordt een virus door de bacteriële cel het besmet, terwijl (b) Deze E. coli cellen door gecultiveerde coloncellen worden Dwergen. (credit a: wijziging van het werk door U. S. Dept. of Energy, Office of Science, LBL, PBD; credit b: modification of work by J. P. Nataro and S. Sears, unpub. data, CDC; scale-bar data van Matt Russell)

evolutie van virussen

hoewel biologen een aanzienlijke hoeveelheid kennis hebben verzameld over hoe hedendaagse virussen evolueren, is er veel minder bekend over hoe virussen in de eerste plaats zijn ontstaan. Bij het onderzoeken van de evolutionaire geschiedenis van de meeste organismen, kunnen wetenschappers kijken naar fossiele records en vergelijkbaar historisch bewijs. Virussen fossiliseren echter niet, dus onderzoekers kunnen alleen hypothesen over de evolutionaire geschiedenis van virussen door te onderzoeken hoe de virussen van vandaag evolueren en door biochemische en genetische informatie te gebruiken om speculatieve virusgeschiedenis te creëren.

hoewel de meeste bevindingen het erover eens zijn dat virussen geen enkele gemeenschappelijke voorouder hebben, hebben wetenschappers nog geen enkele hypothese over de oorsprong van virussen gevonden die volledig wordt geaccepteerd in het veld—en die virussen en hun kenmerken Volledig verklaart. Er zijn echter drie hypothesen die zijn gestegen als de meest geaccepteerde:

• deconcentratie of regressieve hypothese. Deze hypothese stelt voor om de oorsprong van virussen te verklaren door voor te stellen dat virussen uit vrij-levende cellen geëvolueerd zijn. Echter, veel onderdelen van hoe dit proces zou kunnen hebben plaatsgevonden zijn een mysterie.
• escapistische of progressieve hypothese. Deze hypothese verklaart voor virussen die of RNA of een genoom van DNA hebben en stelt voor dat de virussen uit de molecules van RNA en DNA ontstonden die uit een gastheercel ontsnapten. Deze hypothese verklaart echter niet de complexe kapsiden en andere structuren op virusdeeltjes.
• zelfreplicatiehypothese. Deze hypothese stelt een systeem van zelf-replicatie gelijkend op dat van andere zelf-replicerende molecules, waarschijnlijk evoluerend naast de cellen die zij als gastheren steunen; de studies van sommige installatiepathogenen steunen deze hypothese.

een ander probleem voor degenen die de virale oorsprong en evolutie bestuderen is hun hoge mate van mutatie, met name het geval bij RNA-retrovirussen zoals HIV/AIDS.naarmate de technologie vordert, zullen wetenschappers verdere hypothesen ontwikkelen en verfijnen om de oorsprong van virussen te verklaren—of nieuwe hypothesen creëren. Het opkomende veld genaamd virus moleculaire systematiek probeert om precies dat te doen door middel van vergelijkingen van sequenced genetisch materiaal. Deze onderzoekers hopen op een dag de oorsprong van virussen beter te begrijpen, een ontdekking die kan leiden tot vooruitgang in de behandelingen voor de kwalen die ze produceren.

bijdragen!

verbeter deze pagina leer meer