lärandemål
- Beskriv hur virus först upptäcktes och hur de detekteras
- diskutera tre hypoteser om hur virus utvecklades
virus är icke-cellulära parasitiska enheter som inte kan klassificeras inom något rike. De kan infektera organismer så olika som bakterier, växter och djur. Faktum är att virus finns i en slags netherworld mellan en levande organism och en icke-levande enhet. Levande saker växer, metaboliserar och reproducerar. Däremot är virus inte cellulära, har ingen metabolism eller växer och kan inte delas genom celldelning. Virus kan kopiera eller replikera sig själva; de är dock helt beroende av resurser som härrör från deras värdceller för att producera avkomma virus—som är sammansatta i sin mogna form. Ingen vet exakt när eller hur virus utvecklats eller från vilken förfäders källa eftersom virus inte har lämnat en fossil post. Vissa virologer hävdar att moderna virus är en mosaik av bitar och bitar av nukleinsyror plockade upp från olika källor längs deras respektive evolutionära vägar.
Figur 1. Tobaksmosaikviruset (vänster), sett här genom transmissionselektronmikroskopi, var det första viruset som upptäcktes. Viruset orsakar sjukdom i tobak och andra växter, såsom orchid (höger). (credit a: USDA ARS; credit b: modifiering av arbetet av USDA Forest Service, Department of Plant Pathology Archive North Carolina State University; scale-bar data från Matt Russell)
upptäckt och upptäckt
virus upptäcktes först efter utvecklingen av ett porslinsfilter—Chamberland-Pasteur—filtret-som kunde ta bort alla bakterier som är synliga i mikroskopet från något flytande prov. År 1886 visade Adolph Meyer att en sjukdom av tobaksväxter—tobaksmosaiksjukdom—kunde överföras från en sjuk växt till en frisk via flytande växtextrakt. 1892 visade Dmitri Ivanowski att denna sjukdom kunde överföras på detta sätt även efter att Chamberland-Pasteur-filtret hade tagit bort alla livskraftiga bakterier från extraktet. Ändå var det många år innan det visades att dessa ”filtrerbara” smittämnen inte bara var mycket små bakterier utan var en ny typ av mycket liten, sjukdomsframkallande partikel.
de flesta virioner, eller enstaka viruspartiklar, är mycket små, cirka 20 till 250 nanometer i diameter. Några nyligen upptäckta virus från amöber sträcker sig dock upp till 1000 nm i diameter. Med undantag för stora virioner, som poxvirus och andra stora DNA-virus, kan virus inte ses med ett ljusmikroskop. Det var inte förrän utvecklingen av elektronmikroskopet i slutet av 1930-talet som forskare fick sin första goda syn på strukturen hos tobaksmosaikviruset (TMV) (Figur 1), diskuterat ovan och andra virus (Figur 2). Ytstrukturen hos virioner kan observeras genom både skanning och transmissionselektronmikroskopi, medan virusets inre strukturer endast kan observeras i bilder från ett transmissionselektronmikroskop. Användningen av elektronmikroskopi och annan teknik har möjliggjort upptäckten av många virus av alla typer av levande organismer.
Figur 2. I dessa transmissionselektronmikrografer dvärgas (a) ett virus av bakteriecellen som det infekterar, medan (b) dessa E. coli-celler dvärgas av odlade kolonceller. (credit a: ändring av arbete av US Dept. av energi, Office of Science, LBL, PBD; kredit b: modifiering av arbete av J. P. Nataro och S. Sears, unpub. data, CDC; scale-bar data från Matt Russell)
utveckling av virus
även om biologer har samlat en betydande mängd kunskap om hur dagens virus utvecklas, är mycket mindre känt om hur virus har sitt ursprung i första hand. När man utforskar de flesta organismers evolutionära historia kan forskare titta på fossila register och liknande historiska bevis. Virus fossiliserar emellertid inte, så forskare kan bara hypotesera om virusens evolutionära historia genom att undersöka hur dagens virus utvecklas och genom att använda biokemisk och genetisk information för att skapa spekulativa virushistorier.
medan de flesta fynd är överens om att virus inte har en enda gemensam förfader, har forskare ännu inte hittat en enda hypotes om virusets ursprung som är fullt accepterad inom området—och som helt förklarar virus och deras egenskaper. Det finns dock tre hypoteser som har stigit som de mest accepterade:
- decentralisering eller regressiv hypotes. Denna hypotes föreslår att förklara virusets ursprung genom att föreslå att virus utvecklats från fritt levande celler. Men många komponenter i hur denna process kan ha inträffat är ett mysterium.
- Escapist eller progressiv hypotes. Denna hypotes står för virus som har antingen ett RNA eller ett DNA-genom och föreslår att virus härstammar från RNA och DNA-molekyler som flydde från en värdcell. Men denna hypotes förklarar inte de komplexa kapsiderna och andra strukturer på viruspartiklar.
- självreplikationshypotes. Denna hypotes ställer ett system för självreplikation som liknar det för andra självreplikerande molekyler, som sannolikt utvecklas tillsammans med cellerna som de litar på som värdar; studier av vissa växtpatogener stöder denna hypotes.
ett annat problem för dem som studerar viralt ursprung och evolution är deras höga mutationshastighet, särskilt fallet i RNA-Retrovirus som HIV/AIDS.när tekniken utvecklas kommer forskare att utveckla och förfina ytterligare hypoteser för att förklara virusets ursprung—eller skapa nya hypoteser. Det framväxande fältet som kallas virusmolekylär Systematik försöker göra just det genom jämförelser av sekvenserat genetiskt material. Dessa forskare hoppas att en dag bättre förstår virusets ursprung, en upptäckt som kan leda till framsteg i behandlingarna för de sjukdomar de producerar.
prova det
bidra!
förbättra denna sidalär dig mer