- Ось він який. Під електронним мікроскопом.
- візуалізація того, як як потім туди вставляється ДНК
- Внутрішня Всесвіт: Таємне життя клітини
- Горизонтальний перенос генів
- Ну і опустимося ще глибше.
Насправді до сих пір ведуться суперечки - вважати віруси життям чи ні? Судіть самі, вірус - це просто нуклеїнова кислота і білковий чохол для неї. Усе. Вірус не вміє сам є, розмножуватися або радіти життю. Для цього потрібно, щоб його нуклеїнова кислота (ДНК) потрапила в чужу клітку. Така собі переносна флешка, яка сама по собі нічого не означає, і для зчитування інформації їй потрібен комп'ютер.
Це не місячний посадковий модуль, а цікавий вірус - бактеріофаг.
"Поза живої істоти віруси жити не можуть і вони перетворюються в інертні кристали. Ось чому в науці досі існує дуже бурхлива суперечка з приводу вірусів: живе це все таки чи не жива, кристал або цілком нормальне істота. Як би там не було однозначного відповіді немає і очевидний факт, що це особлива форма існування матерії. "
Це не місячний посадковий модуль, а цікавий вірус - бактеріофаг. Він трохи складніше виглядає, але це та сама оболонка з молекул білка, просто іншої форми.
вірус - бактеріофаг
Підлітаючи (або скоріше "підпливаючи") до грубої і непривітною поверхні бактерії, він здійснює посадку, використовуючи опори. Потім висуває бур, що знаходиться в довгому "тілі", і пробиває оболонку клітини. З цього полому всередині буру бактеріофаг "впорскує" свою спіраль ДНК всередину клітини.
посадка вірусу
Коли механізм зчитування клітини (уявіть собі сліпого головного інженера на заводі) знаходить чужорідне ДНК - він за звичкою зчитує його і дає команду іншим цехам: "виробляємо".
Клітка, по суті своїй хімічний завод, перетворюється на фабрику з виробництва зброї - штампує копії бактеріофага, використовуючи впорснути ДНК, як креслення. Причому все відбувається як на справжньому заводі - наприклад білкові оболонки бактеріофага створюються окремо, нитки ДНК - окремо. Потім ДНК упаковують в новенькі білкові оболонки - і ось тобі готові терористичні модулі. Цехи працюють на знос, виробляючи тільки їх. У якийсь момент завод переповнюється і вибухає, гинучи. І в глуху темряву міжклітинної простору виходять натовпи безмовних бактеріофагів, які вирушають на захоплення наступних заводів.
Ось він який. Під електронним мікроскопом.
Штучний наноробот Бактериофаг
візуалізація того, як як потім туди вставляється ДНК
"Літичної взаємодія фага з бактеріальною клітиною. Бактеріофаг вводить в вірусну ДНК (ВДНК) в цитоплазму бактеріальної клітини. Клітинні РНК-полімерази транскрибують ДНК в мРНК, транслюється на рибосомах. В результаті здійснюється синтез вірусної полімерази і інших ранніх вірусних білків. Вірусна полімераза бере участь в освіті ВДНК дочірніх популяцій. Частина утворилася ВДНК використовується як матриця для синтезу білків головок і хвостів. Після приєднання ВДНК останні утворюють дочірню популяцію фагів. "
Якщо простіше сказати - ДНК плаває в клітці. Його знаходить "сканер" - мобільне РНК (мРНК), яке прикріплюється до ДНК і "сканує" його записуючи в себе. А потім наказує ферментам створювати за цими кресленнями білки.
Це як сліпому інженеру підсунули не той креслення, і завод почав виробляти щось інше.
(До речі, ця РНК - цікава штука сама по собі. Це одночасно і носій інформації (як ДНК) і будівельний матеріал (як білки). Білки + ДНК = організм. Є ціла концепція РНК-світу - про те, що життя зароджувалася саме починаючи з неї.)
Бактеріофаг стафілококовий. Він це?
Внутрішня Всесвіт: Таємне життя клітини
Тут все барвисто і детально:
Внутрішня Всесвіт: Таємне життя клітини NewenergyFD
Правда у таких фільмів завжди дві неточності - вони часто одушевлют віруси або деякі процеси, і вони показують клітку "аля космос" - порожній і просторою, коли вона дуже щільно упакована там дуже багато всього.
Горизонтальний перенос генів
Є ще така цікава штука. Одноклітинному організму іноді необхідно змінюватися, еволюціонувати. Змінюються умови навколо нього, змінюються конкуренти, змінюється "ніша ринку" (наприклад наша бактерія харчувалася сірої, а тут звільнилася ціла ніша в харчуванні вуглекислим газом). Робити це мікроорганізми можуть різними способами, і останнім часом вчені згинаються під величезним потоком нових даних, які розкривають абсолютно нові горизонти і погляди на еволюцію.
Нові гени можуть з'явиться в результаті якісних мутацій. Зараз вже зрозуміло, що мутації - це не завжди випадкові руйнівні помилки, деякі мутації клітина може викликати сама. Є фермент, який по команді руйнує певні варіативні ділянки геному (тобто ділянки в яких можливі невеликі корисні варіації, але що не перероблять клітку в незрозуміло що). Спеціальна "служба ремонту" в клітці сумлінно намагається відновити пошкоджену ділянку. Вона вирізає пошкоджений шматок нитки ДНК, захоплюючи трохи більше, ніж треба. А потім намагається творчо його "реставрувати". Виходить не завжди точно, виникають варіації.
Саме так працює ваша імунна система. Нескінченні кількості варіацій невигдно відразу зберігати в геномі - вигідно виробляти їх під певну загрозу.
Але ми відволіклися.
Буває й інший спосіб - "горизонтальний перенос генів". Мікроорганізм плаває в "бульйоні", де багато всякого корисного і не дуже. І раптом йому зустрічається самотньо плаваючий шматочок чужого ДНК! Таке буває. Мікроорганізм може спробувати вбудувати цей шматочок в свій геном. Якщо він виявиться корисним, мікроорганізм прокачає нові властивості (наприклад імунітет або здатність переробляти інший хімічний елемент). Якщо в результаті організм не тільки виживе, а й виявиться успішним, то його нащадки успадковують цей халявний шматочок ДНК, він залишиться в них назавжди. Виявляється, таким щосили займалися, наприклад, прокаріоти - примітивні мікроорганізми без ядра.
При чому ж тут віруси? При тому що віруси беруть найактивнішу участь в горизонтальному перенесенні ДНК, і навіть вбудовують свою ДНК в господаря. При цьому господар може набувати, а може і не набувати нові якості. У ДНК людини (і взагалі ссавців) таких придбаних генів досить велика частина (в ДНК взагалі повно всякої нісенітниці, дублювань, сміття, що залишилися від минулих організмів, який не потрібен тепер, "порожніх ділянок" які нічого не кодують і т.д. Якщо задатися питанням - скільки відсотків від генома людини і є людина, ми отримаємо якийсь мізерний відсоток від довжелезній безладно перемішаного коду з безліччю невикористовуваних ділянок).
до речі, через це горизонтального переносу, еволюційне древо цілком може гілки не струнко і красиво, а як-то так:
еволюційне древо
Один із прикладів горизонтального переносу генів демонструють наїзники. Ну знаєте, такі комахи, які зльоту кидаються на гусеницю, вколюють їй в спину шпагу-яйцеклад. Після чого личинки наїзника живуть всередині жертви і смачно харчуються нею зсередини.
наїзник
Так ось виявляється, в геномі наїзника є "приручений" вірус. Геном вірусу вбудувався в геном наїзника, і утворює "особливі вірусоподібні частки", які впорскується разом з яйцями в тіло жертви. Вони допомагають личинкам боротися з імунною системою "господаря".
Ну і опустимося ще глибше.
Існує такий собі мімівіруса. Виглядає він так:
мімівіруса
Заражає він амеб, але нас цікавить не ця пухнаста принадність, а інший вірус (варіофаг "Супутник"), який в цій пухнастою принади живе. Справа в тому, що варіофаг "Супутник" - гіперпаразит. Тобто паразит, який паразитує на паразита. Вірус, що заражає вірус.
паразит, який паразитує на паразита
Коли мімівіруса проникає в амебу, вбудовує ДНК, щоб будувати свої копії, "Супутник" паразитує на ньому. Так як він не може самостійно навіть використовувати свою ДНК в клітині, він користується підготовленої благодатним грунтом мімівіруса, перехоплює виробництво, і клітина починає штампувати саме його копії.
Такий собі аферист, що перехоплює вантажівка доларів у грабіжників банку. Це гідно фільму. До речі, через цієї афери, виробництво мімішек знижується (на 70: і сильно знижує смертність нічого не підозрюють тупих амеб, всередині яких розвивається цей лихий сюжет.
Максим Маяковський
Dmitry 12.03.2014
Насправді до сих пір ведуться суперечки - вважати віруси життям чи ні?Він це?
При чому ж тут віруси?
