Ties gyvybės riba aptiktas virusas milžinas


Išsamius ir gausiai iliustruotus straipsnius rasite žurnale "Iliustruotasis mokslas".
Prenumeruodami žurnalą sutaupote iki 30%

Iliustruotasis mokslas

Prancūzų mokslininkai aptiko išsivysčiusį virusą milžiną, jis galėtų būti trūkstama grandis tarp virusų ir gyvųjų organizmų ląstelių. Patį virusą užkrečia kitas virusas. Šis atradimas kelia klausimą, ar derėtų virusus laikyti gyvaisiais organizmais. Gali būti, kad virusai turėjo didelės reikšmės gyvybės formavimuisi.

Paprastai virusu laikomos nedidelės primityvios genų sankaupos baltymų kapsulėje. Kad išliktų ir daugintųsi, virusams reikia kitų organizmų ląstelių, tai rodo, kokie jie bejėgiai. Virusus vos begalima pavadinti gyvaisiais organizmais. Vis dėlto per pastaruosius metus buvo atrasta gausybė įvairiausių neįprastų virusų, todėl padėtis pasikeitė ir mokslininkų požiūris šioje srityje apsivertė aukštyn kojomis.

Kai 2003 metais buvo atrastas virusas, iš pradžių buvo priskirtas prie bakterijų, tačiau atlikus išsamesnius tyrimus paaiškėjo, kad tai tikras milžinas, didesnis ir labiau išsivystęs negu daugelis bakterijų. Virusas buvo pavadintas mimivirusu, nes jam buvo būdingos savybės, „pamėgdžiotos“ iš bakterijų (“mime“ angliškai reiškia „mėgdžioti“). Manoma, kad mimivirusas yra trūkstama grandis tarp virusų ir gyvųjų organizmų ląstelių. 

Neseniai buvo atrastas šio neįprasto viruso „giminaitis“ – dar didesnis virusas. Marselio Viduržemio jūros universiteto (pranc. Université de la Méditerranée) mikrobiologai, tirdami iš vieno aušinimo bokšto Paryžiuje paimtą amebą, atsitiktinai aptiko šį virusą ir praminė motininiu virusu. Dr. Bernard’as La Scola ir jo kolegos iš pradžių ieškojo bakterijos, sukeliančios plaučių uždegimą. Aušinimo bokštai puikiai tinka mikrobų mėginiams imti, nes juose susidarantys mažyčiai skysčio lašeliai – aerozoliai – yra labai palanki terpė ir ameboms, ir bakterijoms. Tačiau mokslininkai aptiko ne naują bakterijų rūšį, o virusą milžiną.

Milžiniškas viruso milžino genomas

    

Motininis virusas yra didžiausias žinomas virusas, jis matomas paprastu mikroskopu, randamas amebose ir kituose vienaląsčiuose organizmuose. Naujasis virusas turi dešimt kartų daugiau genų negu kiti virusai ir labai sudėtingus fermentų bei DNR mechanizmus, kokie paprastai būdingi daugialąsčiams organizmams.

Šioje nuotraukoje matyti „sergantis“ motininis virusas, t. y. į motininį virusą įsiskverbęs virusas palydovas. Virusas palydovas dauginasi naudodamasis motininio viruso dauginimosi mechanizmais. Šioje nuotraukoje matyti „sergantis“ motininis virusas, t. y. į motininį virusą įsiskverbęs virusas palydovas. Virusas palydovas dauginasi naudodamasis motininio viruso dauginimosi mechanizmais.,

Atradimas sulaukė ypatingo dėmesio dar ir todėl, kad mokslininkai nustatė, jog pats motininis virusas gali būti „užsikrėtęs“. Nustatyta, kad šį virusą „užkrėsti“ ir susilpninti gali kitas, mažesnis virusas. Šis virusas, nepanašus į jokį iki šiol žinomą virusą, pavadintas „palydovu“. Mikroskopu mokslininkai stebėjo labai keistą reiškinį – amebą užkrėtęs virusas milžinas savo ruožtu buvo „užkrėstas“ kito, kur kas mažesnio viruso.

Mokslininkai nustatė, kad tik 21 geną turintis palydovas yra gana sunkiai pastebimas, bet labai nuspėjamas: motininiam virusui užkrėtus amebą, virusas palydovas ląstelėje sukuria savotišką virusų fabriką – centrą, kuriame dauginasi naudodamas savo genus ir modifikuotą motininio viruso replikacijos mechanizmą. 

Atrodo, kad ryšys su motininiu virusu gerai veikia virusą palydovą. Amebose, užkrėstose abiem virusais, virusas palydovas klesti, o motininio viruso gebėjimas daugintis pablogėja. Motininio viruso dalijimosi procesas pailgėja, o naujai susikūrusios struktūros būna deformuotos. Taigi virusui palydovui be savo didžiojo giminaičio būtų sunku – ameboje jis neišgyventų.

Tokių mažų virusų, kuriems daugintis būtini didesni virusai, šiandien aptikta ir daugiau. Kadangi virusai palydovai nesugeba patys daugintis, naudojasi kitais „virusais pagalbininkais“. Vis dėlto virusas palydovas nėra paprastas virusas. Jis elgiasi kaip parazituojantis virusas, t. y. ne tik išnaudoja viruso pagalbininko mechanizmus, bet ir silpnina jo replikacinius gebėjimus.

Išsamiau ištyrę viruso palydovo genus mokslininkai nustatė, kad bent trys iš jų kilę iš motininio viruso. Yra žinoma, kad kai kurie virusai – vadinamieji bakteriofagai – nugvelbia bakterijų genus ir juos perneša iš vienų bakterijų į kitas. Tai vienas iš būdų, kaip bakterijose plinta antibiotikams atsparūs genai. Todėl virusas palydovas buvo pramintas virofagu, tai pirmasis virusinio genų pernešimo pavyzdys. Iš viruso palydovo genų sandaros matyti, kad jis ne tik naudojasi motininio viruso mechanizmais, bet ir „vagia“ jo genus.

Virusas milžinas glumina mokslininkus

Atradimas metė iššūkį seniems įsitikinimams ir vėl paskatino mokslininkus diskutuoti, ar virusą galima laikyti gyvuoju organizmu ir kokia yra virusų reikšmė gyvųjų organizmų raidai. Gyvybės sąvoką sunku apibrėžti. Nors biologai nesutaria dėl gyvybės apibrėžimo, jie nesiginčija dėl vieno – gyvieji organizmai privalo bent gebėti daugintis. Be šios savybės, gyvaisiais laikomi tie organizmai, kurių ląstelėse vyksta medžiagų apykaita (energijos apykaita su aplinka), kurie juda, reaguoja į išorinius dirgiklius ir auga dalydamiesi. Tradiciškai virusai nėra laikomi gyvaisiais organizmais, nes juose nevyksta medžiagų apykaita, o jiems daugintis būtinos kito organizmo ląstelės.

Esama įrodymų, kad virusas gali būti visų sudėtingesnio tipo ląstelių branduolių pirmtakas. Paveikslėlyje pavaizduota kiaušialąstė. Esama įrodymų, kad virusas gali būti visų sudėtingesnio tipo ląstelių branduolių pirmtakas. Paveikslėlyje pavaizduota kiaušialąstė. ,

Paaiškėjus sudėtingoms motininio viruso funkcijoms ir sandarai, taip pat viruso palydovo gebėjimui užkrėsti motininį virusą bei silpninti jo gebėjimą daugintis, pasitvirtino hipotezė, kad virusai yra savarankiškesni, negu iki šiol mokslininkų manyta, ir pasižymi gyvųjų organizmų savybėmis. Šis atradimas gali pakeisti mokslinį virusų apibrėžimą, kad tai nesudėtinga neląstelinės sandaros struktūra, nes tai veikiau tarpinis organizmas tarp molekulinio darinio ir ląstelinio organizmo. Motininio viruso matmenys, didelis genomas ir adaptavęsi DNR procesai taip pat rodo, kad šis virusas gali būti visų organizmų, priskiriamų prie augalų ir gyvūnų karalysčių, taip pat ir žmogaus, ląstelių branduolių pirmtakas.

Virusas – evoliucijos variklis

Šiandien galima tik spėlioti, kaip išsivystė sudėtingos žmogaus ląstelės su branduoliais, mitochondrijomis ir kitomis dalimis. Viena iš pagrindinių teorijų remiasi hipoteze, kad mažos primityvios vienaląstės bakterijos galėjo patekti į didesnes vienaląstes bakterijas. Tokiu principu galėjo išsivystyti tam tikra atsparesnė simbiozės forma, gebanti geriau prisitaikyti. Esama prielaidos, kad, pavyzdžiui, mitochondrijos (energijos teikiantys ląstelių organoidai) kilusios iš mažos bakterijos, kuri pateko į didesnės bakterijos vidų ir joje prisitaikė. Vėliau palaipsniui išsivystė tam tikras priklausomybės ryšys tarp šių bakterijų – didesnioji nebegalėjo išgyventi be mažesniosios gaminamos energijos. O mažesnioji savo ruožtu tapo priklausoma nuo didesniosios teikiamų medžiagų energijai gaminti.

Analogiškai manoma, kad sudėtiniai ląstelių branduoliai, sukaupę genetinę informaciją, yra kilę iš viruso dalelės. Ši hipotezė pasitvirtino atradus labai gerai prisitaikiusį virusą milžiną. Jo DNR sudėtingesnė, o DNR funkcijos, palyginti su kitų virusų DNR, yra kur kas panašesnės į ląstelių branduolių funkcijas. Šis atradimas gali turėti milžiniškos įtakos biologijos mokslui. Virusas milžinas išties suglumino mokslininkus, jiems teks patikslinti mikroorganizmų klasifikaciją, o šie sudėtingi virusinės kilmės dariniai veikiausiai bus priskirti prie atskiro domeno.     

Jei virusai bus laikomi labiau išsivysčiusiais organizmais, sumažės ir skirtumas tarp bakterijų ir virusų. Virusas palydovas yra pirmas mokslui žinomas virusas, išnaudojantis kitą virusą. Tai padeda geriau suprasti, kaip virusų genai pernešami iš vieno viruso į kitą.

Virusas palydovas – medicinos ginklas

Šio naujo viruso atradimas gali atverti ir naujas medicinos perspektyvas. Galbūt ateityje virusus palydovus bus galima pasitelkti gydant vėžines arba virusinės kilmės ligas. Mokslininkai jau pradėjo tirti, kaip šie virusai galėtų padėti stimuliuoti žmogaus imuninę sistemą kovoje su vėžiu. Pavyzdžiui, pavyko išvesti tam tikrą pūslelinės viruso tipą, kuris formuojasi tik kepenų ir krūties vėžinėse ląstelėse. Atliekant klinikinius šio genetiškai pakeisto pūslelinės viruso tyrimus bus mėginama nustatyti, ar jis gali ne tik stimuliuoti imunitetą kovojant su vėžinės kilmės dariniais, bet ir naikinti vėžines ląsteles.

Galbūt virusas palydovas medikams suteiks ir dar platesnių galimybių. Jo savybė užkrėsti kitus virusus gali būti panaudota gydant šiandien dar sunkiai pagydomas virusinės kilmės ligas. Pavyzdžiui, galima išvesti specialią viruso palydovo atmainą, turinčią genų, kuriuose užkoduoti virusus naikinantys baltymai. Galbūt kada nors šis virusas, tiesiogiai patekęs į žmogaus imunodeficitu, gripu ar hepatitu sergančių žmonių ląsteles, sunaikins ligą sukeliančius virusus. Arba pasitelkus virusą palydovą bus galima stimuliuoti ligonių imunitetą ir taip netiesiogiai gydyti ligas.

Naujojo viruso atradimas visiems laikams pakeitė mokslo požiūrį į virusus: anksčiau laikyti nesudėtingomis biologinėmis struktūromis, šie išsivystę mikroorganizmai šiandien vertinami kaip viena iš gyvybės evoliucijos varomųjų jėgų.     

Visa portale IliustruotasisMokslas.lt esanti medžiaga priklauso UAB „Verslo žinios“, jeigu nenurodyta kitaip. Draudžiama ją platinti kitose žiniasklaidos priemonėse, internetiniuose tinklalapiuose be išankstinio UAB „Verslo žinios” sutikimo. Cituojant būtina aiški nuoroda į IliustruotasisMokslas.lt kaip informacijos šaltinį.
Kaip įvertintumėte šį straipsnį?
Dalintis nuoroda:

2011.12.25, 17:32
Wow, that's a really clever way of thikning about it!

Ar šimtakojai iš tiesų turi 100 kojų?

Šimtakojai gali turėti 100 ir net daugiau kojų.
DAUGIAU

Vandenynus nušviečia stebėtinai daug žuvų

Per penkias ekspedicijas į Bahamus Kaimanų salose ir Solomono salas JAV biologai nustatė 180 vandenyno gelmes nušviečiančių žuvų rūšis.
DAUGIAU

Zebras dryžuotas dėl musių

Ilgus metus mokslininkai siekė nustatyti zebro dryžių priežastį. Atlikus naują tyrimą nustatyta, kad dryžiai skirti apsisaugoti nuo musių.
DAUGIAU

Miesto bitės lizdus suka iš plastiko

Didžiausiame Kanados mieste Toronte gyvenančios bitės puikiai moka prisitaikyti prie aplinkos.
DAUGIAU

Ar gyvūnams, kaip ir žmonėms, išsiskiria endorfinų?

Endorfinai malšina skausmą ir padeda reguliuoti emocijas, be to, padeda ir žmonėms, ir gyvūnams nekreipti dėmesio į skausmą.
DAUGIAU

Kinija išskiria daugiau anglies dvideginio nei JAV

Kinija jau seniai pralenkė JAV ir tapo daugiausia anglies dvideginio (CO2) išskiriančia valstybe.
DAUGIAU

Ar skorpionai gali nusižudyti?

Legendos apie besižudančius skorpionus sklinda jau tūkstančius metų. Jose pasakojama apie ugnies apsuptus skorpionus, kurie, norėdami išvengti skausmingos žūties liepsnose, mirtinai įsigelia patys sau.
DAUGIAU

Ar tiesa, kad sliekai gali dalytis ir gyventi toliau?

Esu girdėjęs, kad perpjautas sliekas toliau gyvena kaip du atskiri gyvūnai. Ar tai tiesa?
DAUGIAU

Ar gyvūnų kraujas skiriasi nuo žmonių?

Žmonių ir kitų žinduolių kraujo sandara iš esmės tokia pati. 
DAUGIAU

Kodėl magnetas traukia metalus?

Iš esmės visi atomai yra mažyčiai magnetai, tačiau didžiojoje dalyje medžiagų šie magnetai yra išdėstyti atsitiktine kryptimi.
DAUGIAU

Giliai po vandeniu lūžta bangos (1)

Povandeninė ketera Ramiajame vandenyne sukuria dangoraižio aukščio bangas.
DAUGIAU

Kiek medaus surenka bitė?

Per gyvenimą bitė darbininkė surenka ne mažiau nei 1 g medaus.
DAUGIAU

Ar vorai ropoja kitų vorų tinklais?

Voras gali lengvai laipioti artimų rūšių vorų tinklais. Tinklą numegzti užima daug laiko, todėl galima pamanyti, kad vorai perima kitų tinklus.
DAUGIAU

Ar nuo lietaus debesys susitraukia?

Lyjant debesys netenka masės, tačiau paprastai kylantis drėgnas oras, sudarantis debesį, ir toliau jam teikia masės.
DAUGIAU

Augalai parodo temperatūrą

Vokietijos mokslininkai pagal nuotraukas, darytas iš oro, stebi augalų, geriausiai augančių tam tikroje temperatūroje, pasiskirstymą.
DAUGIAU

Ar tiesa, kad negyvi paukščiai krinta ant žemės?

Esu girdėjęs apie didelius būrius paukščių, staiga kritusių ir užsimušusių JAV ir Švedijoje. Ar tai tiesa? Kodėl taip nutinka?
DAUGIAU

Ar ugnis dega žemoje temperatūroje?

Ar įmanoma uždegti ugnį minusinėje temperatūroje? Ar tokia liepsna bus karšta?
DAUGIAU

Radioaktyvus vanduo pardavinėtas buteliais (1)

Šiandien žinome, kad radonas gali sukelti plaučių vėžį. Tačiau maždaug iki 1950 metų radono turintis vanduo buvo pardavinėjamas kaip gydomoji priemonė.
DAUGIAU

Ilgakaklis didele burna

150 milijonų metų dinozauro Kaatedocus siberi, neseniai atrasto Vajomingo valstijoje (JAV), dantys buvo tokie dideli, kad jis atrodė nuolat besišypsantis.
DAUGIAU

Ar gyvūnai sensta greičiau?

Gyvenimo trukmė glaudžiai susijusi su dauginimusi, tad dauguma gyvūnų sensta greičiau nei žmonės.
DAUGIAU

Ar tiesa, kad šarkos vagia blizgius daiktus?

Raktai, monetos ir papuošalai. Pasak legendos, šarkos šiems daiktams negali atsispirti. Tačiau šarkų pomėgis gvelbti blizgius daiktus greičiausiai tėra miesto folkloras.
DAUGIAU

Naujas numeris

Žemė po žmonių, jungiamoji gija: nuo kompaso iki dantų kabių, nenulaužiami kvantiniai kodai, nanodydžio chirurgai ir kt.
DAUGIAU

Geriamajame vandenyje apstu bakterijų

Net išgrynintame geriamajame vandenyje gerokai daugiau bakterijų, nei tikėtasi.
DAUGIAU

Šimpanzės nekenčia apgavikų

Apgaudinėjamos šimpanzės susierzina ir neslepia pykčio, tai atskleidžia Emorio universiteto (JAV) psichologo ir biologo Darby Proctoro atlikto eksperimento rezultatai.
DAUGIAU

Kodėl dramblio ilgas straublys?

Prieš 30–40 milijonų metų dramblių protėviai buvo vos metro aukščio ir greičiausiai gyveno vandenyje, kaip šiandieniniai begemotai.
DAUGIAU

Kaip katė murkia?

Katės murkimas panašus į žmogaus niūniavimą. Kitaip nei žmonės, katės išnaudoja įkvėptą orą ir vėliau gali kelias minutes neįkvėpdamos murkti.
DAUGIAU

Papūga prilygsta trimečiui

Papūgos mąsto taip pat kaip trimečiai vaikai, teigia mokslininkai iš Vienos universiteto (Austrija).
DAUGIAU

Kaip auga sraigės kiautas?

Sraigės kiautas – tai iš atskirų sluoksnių sudarytas spiralės formos vamzdelis.
DAUGIAU

Gražūs, bet beskoniai

Mokslininkai nustatė molekulinius pokyčius, dėl kurių prekybos centruose parduodami pomidorai yra beskoniai.
DAUGIAU

Kodėl nesudega žvakės dagtis? (1)

Žvakės liepsna atsiranda dėl degančių stearino garų, ne dėl degančio dagčio.
DAUGIAU

Ar nesmulkinti grūdai skirtingi?

Nesmulkintuose grūduose yra įvairių grūdų elementų, kurie priklauso nuo grūdų rūšies. Nesmulkinti grūdai itin maistingi, tačiau rugiai kur kas naudingesni nei, pvz., kviečiai.
DAUGIAU

Prenumeruok žurnalą „Iliustruotasis mokslas“ metams ir mėgaukis žiemos pramogomis Druskininkuose

Dabar užsakius ir apmokėjus metinę prenumeratą dovanojamas kuponas, suteikiantis teisę 4 val. slidinėti žiemos pramogų komplekse „Snow Arena“.
DAUGIAU
Banner Side 1
Banner Side 2