![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
egovoruКогда я поступила на биофак, принципиальные открытия в молекулярной генетике были уже сделаны, так что то, что нам тогда рассказывали преподаватели, в основном соответствует и нынешним взглядам. Однако, читая книжку Евгения Кунина, я обнаружила, что вот представления об эволюционном происхождении вирусов с тех пор, похоже, изменились.
Нас учили, что утром деньги – вечером стулья сначала возникли клетки, а уже потом – вирусы. Некоторые клеточные гены – их называют «мобильными генетическими элементами» – таки заслуживают прозвища «эгоистичных»: они размножаются независимо от остальных и даже переходят от одной клетки к другой. Так вот, вирусы считались потомками таких элементов, одетыми белковой оболочкой, обеспечивающей им кратковременное существование во внешней среде и облегчающей проникновение в другую клетку.
На мои студенческие годы приходится изобретение полимеразной цепной реакции, позволяющей размножать ДНК в пробирке. Сокурсники, специализировавшиеся в этой области, любят вспоминать о том, как они, бывало, проводили эту реакцию вручную, перекладывая образец из одной водяной бани в другую сорок раз подряд :) Сегодня в каждой лаборатории стоят программируемые машинки, проделывающие это автоматически. Усовершенствование технологии привело к резкому упрощению процедуры секвенирования геномов, в том числе и вирусных.
И тут оказалось, что некоторые важные вирусные гены, кодирующие белки, занятые репликацией нуклеиновых кислот, в клетках практически не встречаются. Отсюда возникла идея, что генетический паразитизм возник еще на доклеточной стадии, а потом одни доклеточные репликаторы превратились в клетки, а другие – в вирусы. А если так, то вирусы оказываются реликтами тех ветхозаветных времен и, значит, могут нам кое-что о них рассказать, подобно тому, как ископаемые кости и раковины рассказывают нам о давних этапах морфологической эволюции!
В статье прошлого года Кунин несколько модифицировал этот сценарий, уточнив, что так возникла только часть вирусного генома, ответственная за собственно репликацию, а гены белков оболочки вируса все же были позаимствованы у клеток. Не знаю, правда, что думают об этом другие вирусологи – может, таковые найдутся среди читателей?
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2020-03-11 04:01 pm (UTC)LiveJournal categorization system detected that your entry belongs to the category: Наука (https://www.livejournal.com/category/nauka?utm_source=frank_comment).
If you think that this choice was wrong please reply this comment. Your feedback will help us improve system.
Frank,
LJ Team
no subject
Date: 2020-03-11 04:06 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 04:25 pm (UTC)Так что, по-моему, в древности был весьма нехилый компот.
Вопрос скорее в том, как поддерживалась его концентрация (даже не воспроизведение).
no subject
Date: 2020-03-11 04:57 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 09:29 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 10:38 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 10:40 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 10:43 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 10:46 pm (UTC)Я слышала о такой, но толком не знаю, насколько она кредитоспособна? Как я понимаю, сейчас превалирует идея, что эукариоты возникли путем симбиоза бактерии и археи?
Как бы то ни было, объяснение происхождения эукариотичности кажется мелкой проблемой по сравнению с происхождением клетки как таковой. Кунин этак легко проскакивает этот этап в своем сценарии 1, но на самом деле происхождение трансляции - на мой взгляд, представляет наибольшие трудности для объяснения.
no subject
Date: 2020-03-11 10:53 pm (UTC)Сама я, увы, далека от вирусологии и не знаю, насколько правдоподобным считают этот сценарий другие вирусологи? В любом случае я думаю, что эти представления еще будут много раз меняться, потому что мы пока только в самом начале выяснения последовательностей нуклеотидов всего многообразия как клеток, так и вирусов.
no subject
Date: 2020-03-11 10:57 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 11:04 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-11 11:13 pm (UTC)На кунинской схеме (1) "протоклетка" представлена нуклеиновыми кислотами, окруженными двуслойной липидной мембраной - в отличие от протовируса, у которого такой мембраны нет. Явная несообразность на этом рисунке - то, что маленький протовирус нарисован точно таким же, как и большой настоящий вирус, то есть, окруженным белковой оболочкой. Но ведь на стадии "прото" (средняя часть первой картинки) никакого белкового синтеза еще не было - так откуда же взялась белковая оболочка?
То есть, у Кунина здесь та же проблема, что была у Каина, который откуда-то раздобыл себе жену, когда на Земле было всего три человека: Адам, Ева и он. Авеля он убил, но тот все равно не смог бы ничем помочь в этой ситуации :)
no subject
Date: 2020-03-11 11:31 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-12 12:30 am (UTC)Наколько я понимаю, сегодня самой популярной гипотезой все еще остается "мир РНК" - то есть, существование автокаталитических РНК, способных осуществлять собственный матричный синетез. Но саморазмножающиеся РНК - это еще не жизнь. На мой взгляд, самый трудный для объяснения момент - это возникновение трансляции (синтеза белка на матрице РНК). Это то, к чему не способны никакие известные нам вирусы, и самое главное, что отличает клетки от них.
"Сперва были биополя"
А что же это такое?
"вирусы и клетки это первичное разделение ролей на хищников и жертв"
Вирусы обычно называют "генетическими паразитами", а клетки - соответственно - их хозяевами. Кунинский сценарий (1) предполагает, что вирусы возникли как паразиты протоклеток еще до превращения тех в собственно клетки, то есть, до появления трансляции. Более того, в своей статье он ссылается на какие-то теоретические исследования, согласно которым "генетический паразитизм" должен был неизбежно возникнуть уже в пуле автокаталитических РНК. Не знаю, правда, насколько этот вывод убедителен - я не стала настолько углубляться.
no subject
Date: 2020-03-12 01:31 am (UTC)https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D1%80%D1%83%D1%81%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%8D%D1%83%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%B7
no subject
Date: 2020-03-12 09:51 am (UTC)Вы не склонны считать вирусы самостоятельными организмами или не склонны считать вирусы живыми организмами?
Сперва надо признать себя незнающими, чтобы узнать о п
Date: 2020-03-12 10:58 am (UTC)no subject
Date: 2020-03-12 11:47 am (UTC)no subject
Date: 2020-03-12 11:49 am (UTC)no subject
Date: 2020-03-12 12:00 pm (UTC)no subject
Date: 2020-03-12 01:07 pm (UTC)Функциональное же определение - способность к самовоспроизведению - кажется более надежным. Иногда к нему добавляют еще способность к дарвиновскому типу эволюции - то есть, наследственную изменчивость. Последней вирусы как раз обладают, но не обладают первой - способностью к самовоспроизведению.
Что же касается Вашего предложения - живая материя, то, опять же, не очень понятно, что это такое? Если такая материя способна к самовоспроизведению - то это организм, а если нет - то это не жизнь. Если слово "организм" вызывает у Вас образ чего-то заведомо слишком большого, типа собаки, то, может быть, слово "клетка" звучит не так громоздко? Клетка - единставенная известная нам на сегодня форма существования жизни (в вышеупомянутом смысле способности к самовоспроизведению). Иногда, во избежание недоразумений, прямо так и говорят - клеточная жизнь.
Что же касается вирусов, то они "живые" только в том же смысле, в каком "живы" какие-нибудь внутриклеточные структуры - скажем, рибосомы, осуществляющие синтез белка, или, еще ближе - плазмиды. Плазмиды - это маленькие кольцевые молекулы ДНК, живущие независимой жизнью внутри бактериальных клеток. Так же, как и вирусы, они способны к самовоспроизведению за счет использования клеточных ресурсов, так же, как и вирусы, они кодируют определенные белки (например, определяющие устойчивость бактерий к антибиотикам), и так же, как и вирусы, они способны передаваться от клетки к клетке. Единственное их отличие от вирусов - они никогда не выходят во внешнюю среду, потому что у них нет белковой оболочки. Насколько я знаю, никто никогда не пытался назвать плазмиды "живыми" :)
no subject
Date: 2020-03-12 01:46 pm (UTC)А о том, считает ли кто-нибудь живыми плазмиды, я как раз хотел спросить, Вы на этот вопрос ответили. Но плазмиды существуют только в клетке, это как бы ее часть. ИМХО они живые, но не являются отдельным организмом. В этом их существенное отличие от вирусов. Вирусы трудно назвать частью клетки, поскольку они ее убийцы, как правило.
Если я правильно понял, Ваш взгляд на вирусы плохо совместим с гипотезой, что вирусы старше клеток. Не могли же они в те времена развиваться будучи неживыми? Или же тогда быть живыми, а потом перейти в неживое состояние?
no subject
Date: 2020-03-12 10:48 pm (UTC)Да, облигатный паразит - это корректное название для вируса. Верно, чт облигатные паразиты есть и среди организмов (даже внутриклеточные - например, малярийный плазмодий), но во всех таких случаях ясно, что это кунинский сценарий (2) - то есть, вторичное упрощение организма в связи с паразитизмом. У всех таких паразитов есть родственные свободноживущие формы, которые прекрасно могут размножаться сами по себе, без посторонней помощи. С вирусами же ситуация совсем другая: у них нет никаких эволюционных родственников, способных самостоятельно размножаться.
"Но плазмиды существуют только в клетке, это как бы ее часть. ИМХО они живые, но не являются отдельным организмом"
Плазмида - это макромолекула, и, если мы хотим считать ее живой, то возникает вопрос, а каков статус любой другой макромолекулы - например, молекулы белка? Они ведь тоже, как плазмиды и вирусы, "размножаются" внутри клетки, задействуя ее ресурсы. Механизм этого размножения, правда, более сложный, чем у плазмид, и требует наличия общей матрицы-РНК, но тем не менее. Что, все индивидуальные молекулы белка, которые находятся в клетке, Вы тоже предлагаете считать живыми?
"Вирусы трудно назвать частью клетки, поскольку они ее убийцы, как правило"
Действительно, считать вирусы частью клетки как-то не хочется. Даже если они и произошли по кунинскому сценарию (3), то есть, представляют собой бывшие части клеточного генома, они эволюционируют отдельно от нее (как, впрочем, и плазмиды).
Кстати сказать, то же относится и к некоторым другим частям эукариотической (содержащей ядро) клетки - а именно, митохондриям (а также пластидам растений). Как Вы наверняка знаете, митохондрии - это потомки бактерий, когда-то давно захваченных предками современных клеток, сохранившие остатки собственного генома. Митохондрии, как и вирусы, способны самостоятельно размножаться внутри клетки. Отличие их вирусов в том, что они передаются другим клеткам только в процессе клеточного деления и никогда не выходят во внешнюю среду. Митохондрии, однако, называют "симбионтами", а не "паразитами", хотя в некоторых условиях и они могут убивать клетку, в которой находятся - продуцируя кислородные радикалы (https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1469-7793.2003.00335.x).
"Ваш взгляд на вирусы плохо совместим с гипотезой, что вирусы старше клеток"
Насколько я знаю, такая гипотеза даже не рассматривается, по той самой причине, что вирусы не могут существовать без клеток.
"Не могли же они в те времена развиваться будучи неживыми? Или же тогда быть живыми, а потом перейти в неживое состояние?"
Как Вы наверняка знаете, господствующая на сегодняшний день гипотеза состоит в том, что клеточной жизни, как мы ее знаем, предшествовал некий мир саморазмножающихся, то есть, именно "живых" РНК. Кунин в своей статье ссылается на некие теоретические работы, которые показывают, что в этом мире первичных (доклеточных) репликаторов должен был неизбежно возникнуть паразитизм. Его сценарий (1) подразумевает, что нынешние вирусы - потомки тех древних паразитов. Придерживаясь нашего определения жизни как способности к независимому самовоспроизведению, по этому сценарию вирусы как были, так и остались неживыми. А вот если верен сценарий (2), то можно сказать, что вирусы сначала были живыми (т.е., самовоспроизводящимися клетками), а потом стали неживыми (т.е., утратили способность к самовопроизведению).
Вообще же Вы, наверное, уже почувствовали, что от того, будем мы считать вирусы живыми или нет, мало что меняется - принципиальные вопросы, их касающиеся, формулируются совсем иначе :)
no subject
Date: 2020-03-13 09:59 am (UTC)