የቫይረሶች አመጣጥ ምስጢር

2024 ደራሲ ደራሲ: Seth Attwood | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-16 15:56

ቫይረሶች በህይወት የሉም። ይሁን እንጂ የእነርሱ አመጣጥ እና ዝግመተ ለውጥ "የተለመደ" ሴሉላር ኦርጋኒክ ከመፈጠሩ የበለጠ ግንዛቤ የለውም. ቀደም ብሎ ማን እንደታየው ፣ የመጀመሪያዎቹ ህዋሶች ወይም የመጀመሪያዎቹ ቫይረሶች ማን እንደሆኑ እስካሁን አልታወቀም። ምናልባትም እንደ አስከፊ ጥላ ሁልጊዜ ሕይወትን አጅበው ሊሆን ይችላል።

ችግሩ ቫይረሶች በፕሮቲን ኮት ውስጥ ከተካተቱት የጂኖም (ዲ ኤን ኤ ወይም አር ኤን ኤ) ቁርጥራጭ ብቻ አይደሉም። በቅሪተ አካላት ውስጥ ምንም ዱካ አይተዉም, እና ያለፈ ህይወታቸውን ለማጥናት የሚቀረው ዘመናዊ ቫይረሶች እና ጂኖም ናቸው.

ባዮሎጂስቶች በማነፃፀር, ተመሳሳይነቶችን እና ልዩነቶችን በማግኘት, በተለያዩ ቫይረሶች መካከል የዝግመተ ለውጥ ግንኙነቶችን አግኝተዋል, በጣም ጥንታዊ ባህሪያቸውን ይወስናሉ. እንደ አለመታደል ሆኖ ቫይረሶች ባልተለመደ ሁኔታ ተለዋዋጭ እና የተለያዩ ናቸው። የእነሱ ጂኖም በዲ ኤን ኤ ሰንሰለቶች (እንደ ሀገራችን እና ለምሳሌ የሄርፒስ ቫይረሶች) ብቻ ሳይሆን ተዛማጅ አር ኤን ኤ ሞለኪውል (እንደ ኮሮናቫይረስ) ሊወከል እንደሚችል ማስታወስ በቂ ነው.

በቫይረሶች ውስጥ ያለው የዲ ኤን ኤ / አር ኤን ኤ ሞለኪውል ነጠላ ወይም የተከፋፈለ ሊሆን ይችላል።

የእይታ ሳይንስ የኢንፍሉዌንዛ ኤ / ኤች 1 ኤን 1 ቫይረስ

ለመደበኛ ንፅፅር የሚያገለግሉ የቫይረስ ቅንጣቶች አወቃቀሮች ፣ የህይወት ዑደታቸው ልዩነቶች እና ሌሎች ባህሪዎች ብዙም ልዩነት የላቸውም። በዚህ ልጥፍ መጨረሻ ላይ ሳይንቲስቶች እነዚህን ችግሮች እንዴት እንደሚፈቱ የበለጠ ማንበብ ይችላሉ። ለአሁኑ፣ ሁሉም ቫይረሶች የሚያመሳስሏቸውን እናስታውስ፡ ሁሉም ጥገኛ ተውሳኮች ናቸው። የእንግዴ ሴል ባዮኬሚካላዊ ዘዴዎችን ሳይጠቀም ሜታቦሊዝምን በራሱ ማከናወን የሚችል አንድም ቫይረስ አይታወቅም።

የትኛውም ቫይረስ ፕሮቲኖችን ሊያዋህድ የሚችል ራይቦዞም አልያዘም ፣ እና ማንም ሰው በኤቲፒ ሞለኪውሎች ውስጥ ኃይልን ለማምረት የሚያስችል ስርዓት አይይዝም። ይህ ሁሉ አስገዳጅ ያደርጋቸዋል, ማለትም, ቅድመ ሁኔታ የሌላቸው ውስጠ-ህዋስ ተውሳኮች: በራሳቸው ሊኖሩ አይችሉም.

ይህ የመጀመሪያው እና በጣም ታዋቂ መላምት አንዱ መሠረት, የሚያስገርም አይደለም, ሴሎች ለመጀመሪያ ጊዜ ብቻ ከዚያም በዚህ መሬት ላይ የተገነቡ መላው የተለያዩ የቫይረስ ዓለም ተገለጠ, እና.

በድግግሞሽ። ከውስብስብ ወደ ቀላል

ሪኬትሲያ እንይ - በተጨማሪም ባክቴሪያ ቢሆንም ውስጠ-ሴሉላር ፓራሳይቶች። ከዚህም በላይ አንዳንድ የጂኖም ክፍሎቻቸው ሰዎችን ጨምሮ በ eukaryotic cells ማይቶኮንድሪያ ውስጥ ወደ ሚገኘው ዲኤንኤ ቅርብ ናቸው። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው, ሁለቱም አንድ የጋራ ቅድመ አያት ነበራቸው, ነገር ግን "የማይቶኮንድሪያ መስመር" መስራች ሴሉን በመበከል, አልገደለውም, ነገር ግን በአጋጣሚ በሳይቶፕላዝም ውስጥ ተጠብቆ ነበር.

በዚህ ምክንያት የዚህ ባክቴሪያ ዘሮች ብዙ አላስፈላጊ የሆኑ ጂኖችን አጥተዋል እናም ለአስተናጋጆች በ ATP ሞለኪውሎች ወደ ሌላ ነገር ምትክ ወደሚሰጡት ሴሉላር ኦርጋኔል ተዋረዱ። የቫይረሶች አመጣጥ “የተሃድሶ” መላምት እንዲህ ዓይነቱ ውርደት በቅድመ አያቶቻቸው ላይ ሊከሰት ይችላል ብሎ ያምናል-አንድ ጊዜ ሙሉ በሙሉ የተሟላ እና ገለልተኛ ሴሉላር ፍጥረታት ፣ በቢሊዮኖች ለሚቆጠሩ ዓመታት የጥገኛ ሕይወት ፣ በቀላሉ ሁሉንም ነገር አጥተዋል ።

ይህ የድሮ ሀሳብ እንደ ፓንዶራቫይረስ ወይም ሚሚ ቫይረስ ያሉ ግዙፍ ቫይረሶች በቅርብ ጊዜ በተገኙበት ጊዜ እንደገና ተሻሽሏል። እነሱ በጣም ትልቅ ብቻ አይደሉም (የሚሚ ቫይረስ ቅንጣት ዲያሜትር 750 nm ይደርሳል - ለማነፃፀር የኢንፍሉዌንዛ ቫይረስ መጠን 80 nm ነው) ፣ ግን እጅግ በጣም ረጅም ጂኖም (1.2 ሚሊዮን ኑክሊዮታይድ አገናኞች በሚሚ ቫይረስ እና በብዙ መቶዎች ውስጥ) ይይዛሉ ። የተለመዱ ቫይረሶች) ፣ በመቶዎች የሚቆጠሩ ፕሮቲኖችን መደበቅ።

ከነሱ መካከል ዲ ኤን ኤ ለመቅዳት እና "ጥገና" (ጥገና) ፣ መልእክተኛ አር ኤን ኤ እና ፕሮቲኖችን ለማምረት አስፈላጊ የሆኑ ፕሮቲኖችም አሉ።

እነዚህ ጥገኛ ተህዋሲያን በእንግዳ ተቀባይነታቸው ላይ በጣም ያነሰ ጥገኛ ናቸው, እና ነፃ ህይወት ያላቸው ቅድመ አያቶች መነሻቸው የበለጠ አሳማኝ ይመስላል. ይሁን እንጂ ብዙ ባለሙያዎች ይህ ዋናውን ችግር እንደማይፈታ ያምናሉ - ሁሉም "ተጨማሪ" ጂኖች ከግዙፍ ቫይረሶች በኋላ ሊታዩ ይችላሉ, ከባለቤቶቹ ተበድረዋል.

ደግሞም እስካሁን ድረስ ሄዶ የጄኔቲክ ኮድ ተሸካሚውን ቅርፅ እንኳን ሊጎዳ እና ወደ አር ኤን ኤ ቫይረሶች ሊመጣ የሚችል የጥገኛ መበስበስን መገመት ከባድ ነው። ስለ ቫይረሶች አመጣጥ ሌላ መላምት በእኩልነት መከበሩ አያስደንቅም - ሙሉ በሙሉ ተቃራኒ።

ተራማጅ። ከቀላል ወደ ውስብስብ

ጂኖም ባለ አንድ ገመድ የአር ኤን ኤ ሞለኪውል (ለምሳሌ ኤች አይ ቪ) የሆኑትን ሬትሮቫይረስን እንይ። አንድ ጊዜ በአስተናጋጅ ሴል ውስጥ እንደዚህ ያሉ ቫይረሶች ልዩ ኢንዛይም ይጠቀማሉ, ትራንስክሪፕትስ ይገለበጣሉ, ወደ ተራ ድርብ ዲ ኤን ኤ ይለውጠዋል, ከዚያም ወደ ሴል "ቅድስተ ቅዱሳን" ውስጥ ዘልቆ ይገባል - ወደ ኒውክሊየስ.

ይህ ሌላ የቫይራል ፕሮቲን ተዋህዶ ወደ ጨዋታ የሚመጣበት እና የቫይራል ጂኖችን በአስተናጋጁ ዲ ኤን ኤ ውስጥ የሚያስገባ ነው። ከዚያም የሴሉ የራሱ ኢንዛይሞች ከነሱ ጋር መስራት ይጀምራሉ፡ አዲስ አር ኤን ኤ ያመነጫሉ፣ ፕሮቲኖችን በመሠረታቸው ያዋህዳሉ፣ ወዘተ.

የእይታ ሳይንስ የሰው ልጅ የበሽታ መከላከያ ቫይረስ (ኤችአይቪ)

ይህ ዘዴ የሞባይል ጀነቲካዊ ንጥረ ነገሮችን መራባትን ይመስላል - የምንፈልገውን መረጃ የማይሸከሙ ፣ ግን በጂኖም ውስጥ የተከማቹ እና የተከማቹ የዲ ኤን ኤ ቁርጥራጮች። ከእነርሱም አንዳንዶቹ, retrotransposons, አዲስ ቅጂዎች ጋር በማሰራጨት, በውስጡ ማባዛት እንኳ ችሎታ ናቸው (ከ 40 በመቶ በላይ የሰው ዲ ኤን ኤ እንዲህ "ቆሻሻ" ንጥረ ነገሮች ያካትታል).

ለዚህም፣ ሁለቱንም ቁልፍ ኢንዛይሞች - የተገላቢጦሽ ትራንስክሪፕትሴዝ እና ውህደትን የሚመሰጥሩ ቁርጥራጮች ሊይዙ ይችላሉ። እንደ እውነቱ ከሆነ, እነዚህ ከሞላ ጎደል ዝግጁ የሆኑ retroviruses ናቸው, የፕሮቲን ኮት ብቻ የሌላቸው. መግዛቱ ግን የጊዜ ጉዳይ ነው።

እዚህ እና እዚያ በጂኖም ውስጥ መክተት፣ የሞባይል ጀነቲካዊ ንጥረ ነገሮች አዲስ አስተናጋጅ ጂኖችን ለመያዝ በጣም ችሎታ አላቸው። አንዳንዶቹ ለካፒዲድ ምስረታ ተስማሚ ሊሆኑ ይችላሉ. ብዙ ፕሮቲኖች እራሳቸውን ወደ ውስብስብ መዋቅሮች የመገጣጠም አዝማሚያ አላቸው. ለምሳሌ፣ በነርቭ ሴሎች አሠራር ውስጥ ትልቅ ሚና የሚጫወተው የARC ፕሮቲን፣ በራሱ አር ኤን ኤ ወደ ውስጥ ሊገቡ ወደሚችሉ እንደ ቫይረስ መሰል ቅንጣቶች በድንገት ታጥፏል። እንደነዚህ ያሉ ፕሮቲኖች መቀላቀል 20 ጊዜ ያህል ሊከሰት ይችላል ተብሎ ይታሰባል, ይህም በፖስታዎቻቸው መዋቅር ውስጥ የሚለያዩ ትላልቅ ዘመናዊ የቫይረስ ቡድኖች እንዲፈጠሩ ያደርጋል.

ትይዩ. የሕይወት ጥላ

ነገር ግን፣ ትንሹ እና በጣም ተስፋ ሰጪ መላምት ቫይረሶች ከመጀመሪያዎቹ ህዋሶች ብዙም ሳይዘገዩ እንደመጡ በማሰብ ሁሉንም ነገር እንደገና ይገለበጣል። ከረጅም ጊዜ በፊት, ህይወት እስካሁን ድረስ ባልሄደበት ጊዜ, እራሳቸውን የሚገለብጡ ሞለኪውሎች ፕሮቶ-ዝግመተ ለውጥ, እራሳቸውን መቅዳት የሚችሉት, በ "primordial ሾርባ" ውስጥ ቀጠለ.

ቀስ በቀስ እንዲህ ያሉት ስርዓቶች ይበልጥ ውስብስብ ሆኑ, ወደ ትላልቅ እና ትላልቅ ሞለኪውላዊ ውስብስቶች ተለውጠዋል. እና አንዳንዶቹ ሽፋንን የማዋሃድ ችሎታ እንዳገኙ እና ፕሮቶ-ሴሎች እንደ ሆኑ ፣ ሌሎች - የቫይረስ ቅድመ አያቶች - የእነሱ ጥገኛ ሆኑ።

ይህ የሆነው ባክቴሪያ ፣ አርኬያ እና ዩካሪዮት ከመለያየቱ ከረጅም ጊዜ በፊት በህይወት መባቻ ላይ ነው። ስለዚህ የእነሱ (እና በጣም የተለያዩ) ቫይረሶች የሦስቱንም የሕያዋን ዓለም ጎራዎች ተወካዮችን ያጠቃሉ ፣ እና በቫይረሶች መካከል ብዙ አር ኤን ኤ የያዙ ሰዎች ሊኖሩ ይችላሉ-“የአባቶች” ሞለኪውሎች ፣ ራስን መባዛት እና ዝግመተ ለውጥ የሚባሉት አር ኤን ኤዎች ናቸው። ሕይወት እንዲፈጠር ምክንያት የሆነው።

የመጀመሪያዎቹ ቫይረሶች የፕሮቲን ኤንቨሎፕ ኮድ የሚያደርጉ ጂኖች በኋላ ላይ ያገኙትን “ጨካኝ” አር ኤን ኤ ሞለኪውሎች ሊሆኑ ይችላሉ። በእርግጥም አንዳንድ የዛጎሎች ዓይነቶች ከሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት (LUCA) የመጨረሻው የጋራ ቅድመ አያት በፊትም ሊታዩ እንደሚችሉ ታይቷል።

ይሁን እንጂ የቫይረሶች ዝግመተ ለውጥ ከመላው የሴሉላር ፍጥረታት ዝግመተ ለውጥ የበለጠ ግራ የሚያጋባ አካባቢ ነው። በራሳቸው መንገድ፣ ስለ አመጣጣቸው ሦስቱም አመለካከቶች እውነት ሊሆኑ ይችላሉ።እነዚህ ውስጠ-ህዋስ ተውሳኮች በጣም ቀላል እና በተመሳሳይ ጊዜ የተለያዩ ከመሆናቸው የተነሳ የተለያዩ ቡድኖች በመሠረታዊ የተለያዩ ሂደቶች ሂደት ውስጥ እርስ በርሳቸው ተለይተው ሊታዩ ይችላሉ።

ለምሳሌ, ተመሳሳይ ግዙፍ ዲ ኤን ኤ የያዙ ቫይረሶች በአያት ቅድመ አያቶች ሕዋሳት መበላሸት እና አንዳንድ አር ኤን ኤ የያዙ ሬትሮቫይረስ - በሞባይል ጄኔቲክ ንጥረ ነገሮች "ነፃነት ካገኙ" በኋላ ሊነሱ ይችላሉ. ግን የዚህ ዘላለማዊ ስጋት ገጽታ ገና ያልተገኘ እና ያልታወቀ ሙሉ ለሙሉ የተለየ አሰራር ባለውለታችን ሊሆን ይችላል።

ጂኖም እና ጂኖች. የቫይረሶች ዝግመተ ለውጥ እንዴት እንደሚጠና

እንደ አለመታደል ሆኖ ቫይረሶች በሚያስደንቅ ሁኔታ ተለዋዋጭ ናቸው። የዲኤንኤ ጉዳትን ለመጠገን የሚረዱ ስርዓቶች የላቸውም, እና ማንኛውም ሚውቴሽን በጂኖም ውስጥ ይኖራል, ለተጨማሪ ምርጫ ይጠበቃል. በተጨማሪም የተለያዩ ቫይረሶች አንድን ሴል የሚያበላሹ የዲ ኤን ኤ (ወይም አር ኤን ኤ) ቁርጥራጮችን በቀላሉ ይለዋወጣሉ, ይህም አዲስ ዳግም የተዋሃዱ ቅርጾችን ይፈጥራሉ.

በመጨረሻም የትውልድ ለውጥ ከወትሮው በተለየ በፍጥነት ይከሰታል - ለምሳሌ ኤች አይ ቪ የህይወት ኡደት ያለው 52 ሰአታት ብቻ ነው, እና በጣም አጭር ከሆነው በጣም የራቀ ነው. እነዚህ ሁሉ ምክንያቶች የቫይረሶችን ፈጣን ተለዋዋጭነት ይሰጣሉ, ይህም የጂኖም ቀጥተኛ ትንታኔን በእጅጉ ያወሳስበዋል.

በተመሳሳይ ጊዜ, በአንድ ሕዋስ ውስጥ, ቫይረሶች ብዙውን ጊዜ የተለመዱ ጥገኛ ፕሮግራሞቻቸውን አይጀምሩም - አንዳንዶቹ በዚህ መንገድ የተነደፉ ናቸው, ሌሎች ደግሞ በአጋጣሚ ውድቀት ምክንያት. በተመሳሳይ ጊዜ የእነሱ ዲ ኤን ኤ (ወይም አር ኤን ኤ ቀደም ሲል ወደ ዲ ኤን ኤ ተቀይሯል) ወደ አስተናጋጁ ክሮሞሶም ውስጥ ሊገባና እዚህ ሊደበቅ ይችላል, ይህም በሴሉ ብዙ ጂኖች ውስጥ ይጠፋል. አንዳንድ ጊዜ የቫይራል ጂኖም እንደገና ይሠራል, እና አንዳንድ ጊዜ እንደዚህ ባለ ድብቅ ቅርጽ ይኖራል, ከትውልድ ወደ ትውልድ ይተላለፋል.

እነዚህ ውስጣዊ ሬትሮ ቫይረሶች ከ5-8 በመቶ የሚሆነውን የራሳችንን ጂኖም ይይዛሉ ተብሎ ይታመናል። የእነሱ ተለዋዋጭነት ከአሁን በኋላ ያን ያህል ትልቅ አይደለም - ሴሉላር ዲ ኤን ኤ በፍጥነት አይለወጥም, እና የመልቲሴሉላር ፍጥረታት የህይወት ኡደት ወደ አስር አመታት ይደርሳል, ሰዓታት አይደለም. ስለዚህ, በሴሎቻቸው ውስጥ የተከማቹ ቁርጥራጮች ስለ ቫይረሶች ያለፈ ጠቃሚ መረጃ ምንጭ ናቸው.

የተለየ እና ሌላው ቀርቶ ወጣት አካባቢ የቫይረሶች ፕሮቲዮቲክስ - የፕሮቲኖቻቸው ጥናት ነው. ከሁሉም በላይ, ማንኛውም ጂን የተወሰኑ ተግባራትን ለማከናወን የሚያስፈልገው የተወሰነ የፕሮቲን ሞለኪውል ኮድ ብቻ ነው. አንዳንዶቹ ልክ እንደ ሌጎ ቁርጥራጭ፣ የቫይራል ፖስታውን በማጠፍ፣ ሌሎች ደግሞ የቫይረስ አር ኤን ኤ ማሰር እና ማረጋጋት ይችላሉ፣ እና ሌሎች ደግሞ የተበከለውን ሕዋስ ፕሮቲኖች ለማጥቃት ሊያገለግሉ ይችላሉ።

የእነዚህ ፕሮቲኖች ንቁ ቦታዎች ለእነዚህ ተግባራት ተጠያቂ ናቸው, እና አወቃቀራቸው በጣም ወግ አጥባቂ ሊሆን ይችላል. በዝግመተ ለውጥ ውስጥ ታላቅ መረጋጋትን ይይዛል። የጂኖች የግለሰብ ክፍሎች እንኳን ሊለወጡ ይችላሉ, ነገር ግን የፕሮቲን ጣቢያው ቅርፅ, በውስጡ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያዎች ስርጭት - ለተፈለገው ተግባር አፈፃፀም ወሳኝ የሆኑ ነገሮች ሁሉ - ተመሳሳይ ናቸው. እነሱን በማነፃፀር አንድ ሰው በጣም ሩቅ የሆኑትን የዝግመተ ለውጥ ግንኙነቶችን ማግኘት ይችላል.