На самом деле до сих пор ведутся споры — считать вирусы жизнью или нет? Судите сами, вирус — это просто нуклеиновая кислота и белковый чехол для нее.
Все. Вирус не умеет сам есть, размножаться или радоваться жизни. Для этого нужно, чтобы его нуклеиновая кислота (ДНК) попала в чужую клетку. Такая себе переносная флешка, которая сама по себе ничего не значит, и для считывания информации ей нужен компьютер.

Цитирую:
«вне живого существа вирусы жить не могут и они превращаются в инертные кристаллы. Вот почему в науке до сих пор существует очень бурный спор по поводу вирусов: живое это всё таки или не живое, кристалл или вполне нормальное существо. Как бы то ни было однозначного ответа нет и очевиден факт, что это особая форма существования материи.»

 

Image #2134767, 151.9 KB

Это не лунный посадочный модуль, а интересный вирус — бактериофаг.
Он чуть посложнее выглядит, но это та же оболочка из молекул белка, просто другой формы.

Image #2134770, 91.9 KB

Подлетая (или скорее «подплывая») к грубой и неприветливой поверхности бактерии, он совершает посадку, используя опоры. Затем выдвигает бур, находящийся в длинном «теле», и пробивает оболочку клетки. По этому полому внутри буру бактериофаг «впрыскивает» свою спираль ДНК внутрь клетки.

Image #2134776, 94.6 KB
Когда механизм считывания клетки (представьте себе слепого главного инженера на заводе) находит чужеродное ДНК — он по привычке считывает его и дает команду остальным цехам: «производим».

Клетка, по сути своей химический завод, превращается в фабрику по производству оружия — штампует копии бактериофага, используя впрыснутое ДНК, как чертежи.
Причем все происходит как на настоящем заводе — например белковые оболочки бактериофага создаются отдельно, нити ДНК — отдельно. Потом ДНК упаковывают в новенькие белковые оболочки — и вот тебе готовые террористические модули. Цеха работают на износ, производя только их. В какой–то момент завод переполняется и взрывается, погибая.
И в глухую темноту межклеточного пространства выходят толпы безмолвных бактериофагов, отправляющихся на захват следующих заводов.

как можно узнать как именно потом туда вставляется ДНК?

как–то так

image
«Литическое взаимодействие фага с бактериальной клеткой. Бактериофаг вводит в вирусную ДНК (вДНК) в цитоплазму бактериальной клетки. Клеточные РНК–полимеразы транскрибируют ДНК в мРНК, транслирующуюся на рибосомах. В результате осуществляется синтез вирусной полимеразы и других ранних вирусных белков. Вирусная полимераза участвует в образовании вДНК дочерних популяций. Часть образовавшейся вДНК используется как матрица для синтеза белков головок и хвостов. После присоединения вДНК последние образуют дочернюю популяцию фагов.» (с)

Если проще сказать — ДНК плавает в клетке. Его находит «сканер» — мобильное РНК (мРНК), которое прикрепляется к ДНК и «сканирует» его записывая в себя. А потом приказывает ферментам создавать по этим чертежам белки.
Я ж говорю — это как слепому инженеру подсунули не тот чертеж, и завод начал производить что–то другое.

(Кстати, эта РНК — любопытная штука сама по себе. Это одновременно и носитель информации (как ДНК) и строительный материал (как белки). Белки + ДНК = организм. Есть целая концепция РНК–мира — о том, что жизнь зарождалась именно начиная с нее.)

 

Горизонтальный перенос генов.

Есть еще такая интереснейшая хрень. Одноклеточному организму иногда необходимо меняться, эволюционировать. Меняются условия вокруг него, меняются конкуренты, меняется «ниша рынка» (например наша бактерия питалась серой, а тут освободилась целая ниша в питании углекислым газом). Делать это микроорганизмы могут разными способами, и в последнее время ученые сгибаются под огромным потоком новых данных, которые раскрывают совершенно новые горизонты и взгляды на эволюцию.

Новые гены могут появится в результате качественных мутаций. Сейчас уже понятно, что мутации — это не всегда случайные разрушительные ошибки, некоторые мутации клетка может вызывать сама. Есть фермент, который по команде разрушает определенные вариативные участки генома (т.е. участки в которых возможны небольшие полезные вариации, но которые не переделают клетку в непонятно что). Специальная «служба ремонта» в клетке добросовестно пытается восстановить поврежденный участок. Она вырезает поврежденный кусок нити ДНК, захватывая чуть больше, чем надо. А потом пытается творчески его «реставрировать». Получается не всегда точно, возникают вариации.

Именно так работает ваша имунная система. Бесконечные количества вариаций невыгдно сразу хранить в геноме — выгодно вырабатывать их под определенную угрозу.

Но мы отвлеклись.
Бывает и другой способ — «горизонтальный перенос генов». Микроорганизм плавает в «бульоне», где много всякого полезного и не очень. И вдруг ему встречается одиноко плавающий кусочек чужого ДНК! Такое бывает. Микроорганизм может попробовать встроить этот кусочек в свой геном. Если он окажется полезным, микроорганизм прокачает новые свойства (например иммунитет или способность перерабатывать другой химический элемент). Если в результате организм не только выживет, но и окажется успешным, то его потомки унаследуют этот халявный кусочек ДНК, он останется в них навсегда.
Оказывается, таким вовсю занимались, например, прокариоты — примитивные микроорганизмы без ядра.

При чем же здесь вирусы? При том что вирусы принимают активнейшее участие в горизонтальном переносе ДНК, и даже встраивают свое ДНК в хозяина. При этом хозяин может приобретать, а может и не приобретать новые качества. В ДНК человека (и вообще млекопитающих) таких приобретенных генов довольно большая часть (в ДНК вообще полно всякой ерунды, дублирований, мусора, оставшихся от прошлых организмов, который не нужен теперь, «пустых участков» которые ничего не кодируют и т.д. Если задаться вопросом — сколько процентов от генома человека и есть человек, мы получим какой–то мизерный процент от длиннющей беспорядочно перемешанного кода с множеством неиспользуемых участков).

кстати, из–за этого горизонтального переноса, эволюционное древо вполне может ветвиться не стройно и красиво, а как–то так:

image

Ну и опустимся еще глубже.
Существует эдакий мимивирус. Выглядит он так:

image

Заражает он амеб, но нас интересует не эта пушистая прелесть, а другой вирус (вариофаг «Спутник»), который в этой пушистой прелести живет. Дело в том, что вариофаг «Спутник» — гиперпаразит. Т.е. паразит, паразитирующий на паразите. Вирус, заражающий вирус.

image
Когда мимивирус проникает в амебу, встраивает ДНК, чтобы строить свои копии, «Спутник» паразитирует на нем. Так как он не может самостоятельно даже использовать свою ДНК в клетке, он пользуется подготовленной благодатной почвой мимивируса, перехватывает производство, и клетка начинает штамповать именно его копии.

Такой себе аферист, перехватывающий грузовик долларов у грабителей банка. Это достойно фильма.
Кстати, из–за этой аферы, производство мимишек снижается (на 70: и сильно снижает смертность ничего не подозревающих тупых амеб, внутри которых развивается этот лихой сюжет.

 

Еще немного — по–моему это совсем уж паранормально.

МГЭ — мобильные генетические элементы. Представьте, что кусочки ДНК–кода могут независимо передвигаться туда–сюда по геному. Они могут размножаться в пределах генома, встраиватся в хозяйские хромосомы, влиять на работу соседних генов. По сути это упрощенный вариант вируса (и до сих пор непонятно кто от кого произошел).
За их открытие МакКлинток получила Нобелевскую премию. Сейчас их все серьезнее рассматривают как еще один из катализаторов эволюции.

Но при этом они не хаотичны. Оказывается, есть определенные места, куда они могут встроиться, что придает изменчивости не случайный характер. Активизируются они во время неблагоприятных условий, сильно увеличивая количество мутаций (а значит и возможность выжить).

Считается, что по крайней мере одна из групп вирусов — ретровирусы — произошли именно от МГЭ. Это, например, всем вам известный ВИЧ. Ретровирусы отличаются тем, встраивание в хозяйский геном — часть их жизненного цикла. Соответственно и передача от родителей потомкам.

И вот пойми теперь — просто последовательность кода, которая по сути последовательность нескольких молекул — это жизнь или не жизнь?

 

Тут америкосы строят вирусами батарейки.

А тут можно глянуть как работает фабрика клетки

Tagged with →  

One Response to Что такое вирус?

  1. batman:

    Когда я думаю о вирусах, то мне приходится признавать, что формой жизни следует считать и книги, граффити, «мемы», города и татуировки. Потому что все эти объекты обладают одним свойством, которое (как мне кажется) необходимо и достаточно для любой формы жизни: в объекте содержится его же чертёж — инструкция, по которой кто–то может создать приблизительную копию объекта (этим «кем–то» может работать или сам объект, или нечто совсем иное — часто само тоже «живое»). Назовём это «То Самое Свойство».

    И вот ещё что: несложно заметить, что такие формы жизни самодостаточны. Им не нужен никакой «смысл», они и без него могут жить вечно; им не нужно «предназначение». Я нахожу, что это удобный способ распознать, что перед тобой форма жизни. Разберу на примерах:

    Граффити — это устойчиво существующая, но по большей части бессмысленная фигня. Это уже повод заподозрить в ней форму жизни. Попробуем найти «То Самое Свойство»: «Ага! Человек, увидевший граффити, сразу понимает, как самому нарисовать граффити.» Готово. Значит, граффити — это паразит человека. Граффити мутируют, скрещиваются, самые живучие надолго закрепляются естественным отбором и дают начало целым видам, и так далее.

    Книги — это устойчиво существующая, но по большей части бессмысленная фигня. Это уже повод заподозрить в книге форму жизни. Попробуем найти «То Самое Свойство»: «Ага! Человек, прочитавший книгу, сразу понимает, как самому написать новую книгу — обычно «скрещивая» содержимое из многих прочитанных книг.» Готово. Значит, книги — это паразит человека. Книги мутируют, скрещиваются, самые живучие («Библия») надолго закрепляются естественным отбором и дают начало целым видам, и так далее.

    Но в результате всех этих размышлений мне начинает казаться, что весь этот формализм очень условен. На самом деле грань, по которой мы отделяем паразита от хозяина — размыта и условна. Крайнее проявление этого — некоторые ретровирусы, которые полностью слились с человеком, причём очень давно. Я говорю о ENW1 и ENW2, которые упоминались выше. Эти ретровирусы — такая же часть тебя, %username%, как твой цвет глаз или пятипалость твоей руки. Поэтому можно попробовать игнорировать эту границу и считать паразита просто продолжением хозяина — просто очередным органом. Ты, %username%, это суперорганизм, у которого лишь 1% генетического содержится в человеческих хромосомах, а остальное — в генах ~300 микроорганизмов, населяющих твой пищеварительный тракт. На эти микроорганизмы приходится больше клеток, чем на остальное твоё тело. Десятая часть всей энергии, которую «ты» извлекаешь из еды — извлекается посредством этих микроорганизмов.

    Рассуждая так, можно докатиться до того, что города, татуировки, книги, люди — лишь условно отделимые друг от друга ракурсы единого бессмысленного самодостаточного бурлящего непонятного объекта на поверхности одинокой планеты. Иногда этот объект даже вытягивает свои отростки в космос.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.