Тень жизни. Гипотезы о происхождении вирусов
Вряд ли вирусы можно назвать живыми. Однако их происхождение и эволюция понятны даже хуже, чем возникновение «нормальных» клеточных организмов. До сих пор неизвестно, кто появился раньше, первые клетки или первые вирусы. Возможно, они сопровождали жизнь всегда, словно гибельная тень. Проблема в том, что вирусы представляют собой не более чем фрагменты генома (ДНК или РНК), заключенные в белковую оболочку. В палеонтологической летописи они не оставляют никаких следов, и все, что остается для изучения их прошлого — это современные вирусы и их геномы.
Сравнивая, находя сходства и различия, биологи обнаруживают эволюционные связи между разными вирусами, определяют их древнейшие черты. К сожалению, вирусы необычайно изменчивы и разнообразны. Достаточно вспомнить, что их геномы могут быть представлены цепочками не только ДНК (как у нас и, например, герпесвирусов), но и родственной молекулы РНК (как у коронавирусов). Молекула ДНК/РНК у вирусов может быть единой или сегментированной на части, линейной (аденовирусы) или кольцевой (полиомавирусы), одноцепочечной (анелловирусы) или двухцепочечной (бакуловирусы).
Не менее разнообразны структуры вирусных частиц, особенности их жизненного цикла и прочие характеристики, по которым можно было бы проводить обычное сопоставление. Подробнее о том, как ученые обходят эти сложности, вы можете прочесть в самом конце этой заметки. А пока давайте вспомним, что же у всех вирусов общего: все они — паразиты. Не известно ни одного вируса, который мог бы проводить метаболизм самостоятельно, без использования биохимических механизмов клетки-хозяина.
Ни один вирус не содержит рибосом, которые могли бы синтезировать белки, и ни один не несет систем, позволяющих вырабатывать энергию в форме молекул АТФ. Все это делает их облигатными, то есть безусловными внутриклеточными паразитами: существовать сами по себе они неспособны. Неудивительно, что, согласно одной из первых и самых известных гипотез, сперва появились клетки, и лишь затем на этой почве развился весь разнообразный вирусный мир.
Регрессивно. От сложного к простому
Взглянем хотя бы на риккетсий — тоже внутриклеточных паразитов, хотя и бактерий. При этом некоторые участки их генома близки к ДНК, которая содержится в митохондриях эукариотических клеток, включая человека. По-видимому, те и другие имели общего предка, однако основатель «линии митохондрий», заразив клетку, не убил ее, а случайно сохранился в цитоплазме. В итоге потомки этой бактерии лишились массы более ненужных генов и деградировали до клеточных органелл, поставляющих хозяевам молекулы АТФ в обмен на все остальное. «Регрессивная» гипотеза происхождения вирусов считает, что такая деградация могла случиться и с их предками: некогда бывшие вполне полноценными и самостоятельными клеточными организмами, за миллиарды лет паразитической жизни те просто растеряли все лишнее.
Эта старая идея получила свежее дыхание благодаря недавнему открытию вирусов-гигантов, таких как пандоравирусы или мимивирусы. Они не только весьма велики (диаметр частицы мимивируса достигает 750 нм — для сравнения, размер вируса гриппа оставляет 80 нм), но и несут исключительно длинный геном (1,2 млн звеньев-нуклеотидов у мимивируса против нескольких сотен у обычных вирусов), кодирующий многие сотни белков. В их числе встречаются и белки, необходимые для копирования и «ремонта» (репарации) ДНК, для производства матричной РНК и белков.
Эти паразиты куда менее зависимы от своих хозяев, и их происхождение от свободноживущих предков выглядит куда более убедительным. Впрочем, многие специалисты полагают, что главной проблемы это не решает — все «дополнительные» гены могли появиться у вирусов-гигантов позднее, заимствованные у хозяев. В конце концов, трудно представить паразитическую деградацию, которая могла бы зайти настолько далеко и затронуть даже форму носителя генетического кода и привести к появлению РНК-вирусов. Неудивительно, что не меньшим уважением пользуется и другая гипотеза о происхождении вирусов — совершенно противоположная.
Прогрессивно. От простого к сложному
Взглянем хотя бы на ретровирусы, геном которых представляет собой одноцепочечную молекулу РНК (например, ВИЧ). Оказавшись в клетке хозяина, такие вирусы используют специальный фермент, обратную транскриптазу, превращая ее в обычную двойную ДНК, которая затем проникает в «святая святых» клетки — в ядро. Здесь в действие вступает другой вирусный белок, интеграза, который осуществляет «врезку», встраивая вирусные гены в ДНК хозяина. Затем с ними начинают работать собственные ферменты клетки: производят новые РНК, синтезируют на их основе белки и т. д.
Такой механизм напоминает воспроизводство мобильных генетических элементов — фрагментов ДНК, которые не несут нужной нам информации, но сохраняются и накапливаются в нашем геноме. Некоторые из них, ретротранспозоны, способны даже размножаться в нем, распространяясь все новыми копиями (ДНК человека состоит из таких «мусорных» элементов более чем на 40 процентов). Для этого в них могут содержаться фрагменты, кодирующие оба ключевых фермента — и обратную транскриптазу, и интегразу. По сути, это почти готовые ретровирусы, лишенные лишь белковой оболочки. Но ее приобретение — дело времени.
Встраиваясь в геном то тут то там, мобильные генетические элементы вполне способны захватывать новые гены хозяев. Некоторые из них могли оказаться подходящими для образования капсида. Многие белки склонны к «самосборке» в более сложные структуры. Например, белок ARC, который играет важную роль в работе нейронов, в свободной форме самопроизвольно складывается в вирусоподобные частицы, которые даже могут нести внутри РНК. Предполагается, что включение таких белков могло происходить около 20 раз, дав начало крупным современным группам вирусов, различающихся структурой своей оболочки.
Параллельно. Тень жизни
Однако самая молодая и перспективная гипотеза снова переворачивает все с ног на голову, предполагая, что вирусы появились ничуть не позже первых клеток. Давным-давно, когда жизнь еще не зашла так далеко, в «первичном бульоне» протекала прото-эволюция самореплицирующихся — способных к копированию самих себя молекул. Постепенно такие системы усложнялись, превращаясь во все более крупные молекулярные комплексы. И как только одни из них приобрели способность синтезировать мембрану и стали прото-клетками, другие — предки вирусов — сделались их паразитами.
Произошло это еще на заре существования жизни, задолго до разделения бактерий, архей и эукариот. Поэтому свои (и очень разные) вирусы поражают представителей всех трех доменов живого мира, а среди вирусов может быть так много РНК-содержащих: именно РНК считаются «предковыми» молекулами, саморепликация и эволюция которых привела к возникновению жизни. Первые вирусы могли представлять собой такие «агрессивные» молекулы РНК, которые лишь позднее приобрели гены, кодирующие белковые оболочки. В самом деле, показано, что некоторые типы оболочек могли появиться еще до последнего общего предка всех живых организмов (LUCA).
Однако эволюция вирусов — область еще более запутанная, чем эволюция всего мира клеточных организмов. Весьма вероятно, что по-своему справедливы все три взгляда на их происхождение. Эти внутриклеточные паразиты настолько просты и вместе с тем разнообразны, что разные группы могли появиться независимо друг от друга, в ходе принципиально разных процессов. Например, те же гигантские ДНК-содержащие вирусы могли возникнуть в результате деградации предковых клеток, а некоторые РНК-содержащие ретровирусы — после «обретения независимости» мобильными генетическими элементами. Но возможно, что появлению этой вечной угрозы мы обязаны совершенно иному механизму, пока еще не открытому и неизвестному.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Вера в НЛО наиболее сильна среди молодежи и неучей

Военная операция, навсегда изменившая историю НЛО

Впервые измерена структура жидкого углерода

Гамма-всплеск, вызванный столкновением молний

Двигательная установка для посещения астероидов

Движение углерода формирует континенты и алмазы

Диск распадается на дюжину шаров

Зеленый летательный аппарат над Пертом

Зонд инопланетян сняли над Францией

Идеальная сфера подает странные сигналы

Изнашиваются ли фотоны

Инопланетное существо заглядывает в окна

Компания Valve выпустит свой первый мозговой чип

Линзы, наделяющие человека инфракрасным зрением

Лицо инопланетянина на горе напротив Гранд-Титонс

Могут ли черные дыры расти внутри звезд

НЛО пролетел мимо круизного лайнера

Новое открытие отменяет Девятую планету

Номерная станция передала два странных сообщения

Обнаружение экзолун методами орбитальной механики

Пентагон занимается дезинформацией об НЛО

Первый шаг к наблюдению цветных черных дыр

Планеты TRAPPIST-1 сохранили атмосферу и воду

Ранее Юпитер был в два раза больше, чем сейчас

Светящийся диск над Лос-Анджелесом

США могут разобраться с правдой об НЛО

Тайна огненных шаров Нагов

Технобоссы стали отправлять на встречи своих двойников

Ученые предложили создать наборы на случай ядерной зимы

Экспансию человечества в космос сдерживают

Биомаркеры в атмосфере потенциального гикеана K2-18b

Вымершую кошку видели в Центральном Техасе

Генеративный ИИ заменит 80 % рабочей силы

Гибель группы Дятлова. Новая версия смерти туристов

Джереми Реннер рассказал, что произошло, когда он умер

Женщина увидела призрака в самолете

Загадка, связанная с ранними галактиками

Из мочевого пузыря мужчины были удалены 35 камней

ИИ ChatGPT более убедителен, чем люди в дебатах

ИИ галлюцинируют реже, чем люди

ИИ усиливает очарование бозона Хиггса

Как огромный НЛО атомную подлодку остановил

Как подготовить человека к жизни на других планетах

Королева Елизавета II разговаривает с женщиной через собаку

Летающие маршрутки начнут курсировать в Китае

Люди излучают призрачное свечение

Мегалитические храмы Мальты могли быть школами

Недостающее звено в раннем круговороте воды на Марсе

Немногие политики задаются вопросами об ИИ

Пилоты продолжают видеть таинственные шары

Поверхность Луны слегка разогрета

Подводная база инопланетян у берегов Малибу исчезла

Полосы на склонах Марса не являются признаками стока воды

Правительство США ищет НЛО и инопланетян

Развитие космического туризма

Россия применила кинетическое оружие в космосе

Таинственные круги на полях возвращаются

Ученые рассказали о вероятности появления зомби

Число Пи вычислили до 300-триллионного знака

Чудовище с Медвежьего озера штата Юта

В доме призраков обнаружена загадочная шкатулка

Впервые в Великобритании обнаружен круг на полях

Высадка на Луну - невероятно трудное дело

Ежегодная конференция по НЛО начнется в Индиан-Уэллсе

Загадка появления кругов на полях в горячей точке

ИИ действительно может помочь студентам в обучении

Институт SETI выявил необъяснимые импульсы от далеких звезд

Истребитель сбил НЛО над Аризоной

Как дешево долететь до Урана

Космическая гонка меняется под влиянием геополитики

Методы картографирования марсианской геологии

Может ли темная материя эволюционировать

Можно ли обнаружить кольца вокруг экзопланет

Насколько легкой может быть бозонная темная материя

Невидимая битва между добром и злом в Ватикане

Отслеживание уникальных бинарных систем

Пентагон хочет получить информацию от подрядчиков о НЛО

Практическое решения проблемы космического мусора

Ресурсный потенциал Марса и проблемы для будущего

Учёные поищут лучшие лекарства в космических кристаллах

В окружение Маска проникли русские агенты

Военный самолет США столкнулся НЛО

Живем ли мы внутри компьютерной симуляции

Загадка яркого луча света в небе над США

Запрещенная книга раскрывает раскол в учении Иисуса

Зловещий эксперимент Facebook по промыванию мозгов

Комнаты и коридоры Ноева ковчега

Красная пирамида фараона Снофру в Дахшуре

Мужчины с психопатическими чертами более привлекательны

НЛО сбил истребитель F-16 ВВС США

Новый метод скручивания пространства-времени

Парад инопланетян в Макминнвилле

Почему ученые не находят сферы Дайсона

Странный инцидент в небе Аризоны

Странный обьект столкнулся с американским истребителем

Таинственная полоса света появилась над США

Тайна подводного города Йонагуни

Темные полосы на Марсе образовались не из-за воды

Человеку впервые пересадили мочевой пузырь

Что видят люди перед смертью

Кодирование от алкоголизма - виды, действие, показания

Дети рассказывают странные и пугающие истории

Загадка пустынного стекла Египта

Загадка турецкой деревни глухонемых

Замерзшая вода обнаружена в молодой звездной системе

Инопланетяне атакуют базы ВВС США в Аризоне

Как образовалась темная материя

Множество НЛО было замечено вблизи военных объектов США

Множество протопланетных дисков в центре Млечного Пути

НЛО врезался в истребитель ВВС США над Аризоной

Обнаружили пять новых планет-зародышей

Появились новые данные о рассеянии черных дыр

Появляется все больше свидетельств жизни на экзопланетах

Преступники пришли за криптоэлитой этого мира

Пулеобразные ветры из сверхмассивной черной дыры

Раскроет ли Папа Лев XIV секретные досье Ватикана

Способ заглянуть под пыльную поверхность Марса

Странный обьект атакует американский истребитель

У Несси родился детеныш

У Цукерберга есть доказательства существования инопланетян

Экзопланеты в системах с двойными звездами

Британский бигфут - гибрид собаки и обезьяны

Выявлена возможная тектоническая активность на Венере

Города Огайо, где было замечено больше всего НЛО

Ежегодный уфо-фестиваль в Макминнвилле

Загадочные объекты вблизи военных объектов США

Загадочные смерти, связанные с НЛО

Зачем собирать образцы с астероидов

Земная кора таит в себе ключи к чистой энергии

Излучение 5G никак не влияет на клетки человека

ИИ для улучшения работы ускорителей элементарных частиц

Конвекцию облаков обнаружили вблизи озер Титана

Кто на самом деле нанес смертельный удар Иисусу

Некоторые части Луны более интересны, чем другие

Полярные сияния видимого света на Марсе

Прощай молчание Ватикана

Разработчики и преподаватели по-разному оценивают вред ИИ

Секретные помещения под египетскими пирамидами

Секретный туннель обнаружен под половицами Капитолия

Секреты о недрах Луны и астероида Веста

Удивительная турбулентность нашей галактики

Нарколог на дом. Экстренная помощь при запое - быстро, анонимно, безопасно

Большую черную кошку заметили в Нортумберленде

Власти хотят, чтобы человек доверился ChatGPT

Вселенная - это компьютерная симуляция

Вселенная распадется гораздо раньше, чем считалось ранее

Города Флориды, где чаще всего видели НЛО

Загадочная геологическая формация на Арарате

ИИ может представлять опасность для студентов

Исследователям поручено защищать планету от астероидов

Камера слежения зафиксировала странную фигуру

Летающие такси появятся в небе Великобритании

Мальчик, которого прозвали Микки Маус

Марсоход впервые зафиксировал полярное сияние

Невероятные встречи с инопланетянами в России

НЛО, Гарвард и искусственный интеллект

Обнаружены две экзопланеты у солнцеподобной звезды

Способы интерпретировать атмосферу экзопланеты K2-18b

Стеклянные бусины открывают окно в глубины Луны

Супердревесина для замены стали и бетона

Уфо-фестиваль прошел в Макминвилле

Это был не самолет, не беспилотник и не вертолет

Автобус с привидениями окружен тайной

Где были замечены НЛО в Вирджинии

Древние обсидиановые артефакты ацтеков

Загадочная чупакабра с человеческими руками

Затерянный в песках древний храм

Инсайдер опубликовал невиданные ранее кадры НЛО

Информатор видел тревожное видео с НЛО

Информация об НЛО связана с Библейским пророчеством

Канадские города, в которых чаще всего видели НЛО

Квазары живут недолго

Ключевая теория о похищениях инопланетянами

Космическая погода кардинально меняет судьбу планеты

Космические микробы - ключ к биотехнологиям

На горе Арарат начнутся долгожданные раскопки

Наличие подземного океана жидкой воды на Марсе

НАСА скрывает присутствие инопланетян на Марсе

НЛО озадачил жителей Нью-Гэмпшира

НЛО якобы являются секретной технологией США

Новые загадки полярного сияния Юпитера

Новые способы обнаружения гравитационных волн

Оборотни, рептилоиды и сверхъестественные существа

Призыв к раскрытию информации о НЛО правительством США

Результаты поиска аксионов темной материи

Сколько планет-изгоев находится в Млечном Пути

Наверх
Яндекс.Метрика