Vírusos eukariogenezis

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2019. július 27-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

A vírus eukariogenezis az eukarióta sejtmag  eredetének hipotézise a nagy DNS-tartalmú vírusok és a metanogén archaeák endoszimbiózisának eredményeként . A vírus alapján egy eukarióta típusú sejtmag alakult ki, amely a gazdaszervezet génjeit a genomjába foglalta, és végül átvette a sejt irányítását. A hipotézist Philip Bell javasolta 2001-ben [1] , és további támogatást kapott a nagy DNS-tartalmú vírusok , például a mimivírusok fehérjeszintézis-mechanizmusainak tanulmányozásában .

A genomikai vizsgálatok és a komplex DNS-t tartalmazó vírusok felfedezése arra utalhat, hogy szerepet játszottak az eukarióta magok kialakulásában. Hipotetikusan a vírusok lehetnek a modern eukarióta sejtek ősei; közvetett bizonyíték az összes élő eukarióta és prokarióta DNS -kódjának egyetemessége. [2]

Hipotézis

Csakúgy, mint a DNS-tartalmú vírusok, az eukarióta sejtmag lineáris kromoszómákat tartalmaz, amelyek végén specifikus szekvenciák vannak (a prokarióta kromoszómák  körkörösek). Mindkét esetben az mRNS le van zárva , és a transzláció és a transzkripció külön történik. Az eukarióta magok citoplazmatikus replikációra is képesek. Néhány nagy vírus saját RNS polimerázzal rendelkezik . [2] A "fertőző" sejtmagok átvitelét számos parazita vörös algában dokumentálták . [3] Az ilyen magokból összetett eukarióta DNS-vírusok keletkezhettek.

Az eukarióták víruseredetére vonatkozó hipotézis azt sugallja, hogy az eukarióták három ősi elemből állnak: egy víruskomponens, amelyből a modern eukarióta mag származik; prokarióta sejt, amelyből az eukarióták örökölték a citoplazmát és a sejtmembránt; valamint egy másik prokarióta sejt, amelyből a mitokondriumok és a kloroplasztiszok endocitózissal származnak . Lehetséges, hogy a sejtmag egy baktériumot, a mitokondrium prekurzorát már tartalmazó régészeti sejt lizogén vírussal történt fertőzésének hatására alakult ki. [4] A hipotézis részeként egy olyan eukarióta evolúciós modellt javasoltak, amelyben a modern himlővírushoz hasonló vírus fejlődött ki a sejtmagba egy baktériumból és egy ősi gazdaszervezet génjeinek beépítésével. Fokozatosan ez a vírus vált az információ fő tárházává a sejtben, amely megőrizte gének transzlációjának képességét és életképességét. Az intracelluláris baktérium megtartotta azt a képességét, hogy ATP formájában energiát termeljen azáltal, hogy egyes génjeit a sejtmagba is átviszi. Az eukarióta magok vírusos eredetére utalhat az ivaros szaporodás és a meiózis előfordulása a sejtciklusban. Ugyanakkor ez az elmélet továbbra is ellentmondásos, több kísérleti bizonyítékra van szükség az archaeális vírusok használatával, mivel valószínűleg ezek hasonlítanak leginkább a modern eukarióta magokhoz. [5]

2006-ban felmerült, hogy az RNS-ről a DNS-genomokra való átmenet először a vírusok között történt. [6] Ilyen esetben egy DNS-vírus biztosíthat egy RNS-t tartalmazó gazdaszervezetet a genetikai információk DNS-alapú tárolórendszerével. [2] Ezenkívül kezdetben a DNS-genom jelenléte a vírusban lehetővé tette, hogy megvédje örökletes információit az RNS-sel együttműködő gazdaenzimektől. A hipotézis szerint az archaeák, baktériumok és eukarióták DNS-alapú információtároló rendszerüket különböző vírusoktól kapták. [6] Ugyanakkor az RNS-tartalmú eukarióta prekurzor volt a legbonyolultabb szervezet, és rendelkezett az RNS-feldolgozás mechanizmusaival. A telomeráz és a telomerek  , az eukarióta sejtreplikáció kulcsfontosságú elemeinek virális eredete is felmerült.

Számos tény támasztja alá a hipotézist. Például a bilipid membránnal rendelkező spirális vírusok határozottan hasonlítanak a legegyszerűbb sejtmagokhoz (a lipidmembránba kapszulázott DNS-kromoszóma). Elméletileg egy nagy DNS-vírus átveheti az irányítást egy bakteriális vagy régebbi sejt felett, ahelyett , hogy replikálná és elpusztítaná a gazdasejtet . A vírus, amely hatékonyan szabályozza a gazdasejt molekuláris mechanizmusát, maga is mintegy "nukleusz" lesz, amely a mitózis és a citokinézis folyamatai révén sikeresen biztosítja túlélését .

Jegyzetek

  1. Philip John Livingstone Bell. Vírus eukariogenezis: A sejtmag őse összetett DNS-vírus volt? (angol)  // Journal of Molecular Evolution : folyóirat. - 2001. - Vol. 53 , sz. 3 . - P. 251-256 . - doi : 10.1007/s002390010215 . — PMID 11523012 .
  2. 1 2 3 Claverie, Jean-Michel. A vírusok a sejtek evolúciójának középpontjában  állnak //  BioMed Central : folyóirat. - 2006. - Vol. 7 , sz. 6 . - 110. o . - doi : 10.1186/gb-2006-7-6-110 . — PMID 16787527 .
  3. Goff, Lynda J.; Coleman, Annette W. A paraziták és a gazdaszervezetek DNS-ének sorsa a vörös algák parazitái általi sejttranszformációja során  //  The Plant Cell Online  : folyóirat. - 1995. - 1. évf. 7 , sz. 11 . - P. 1899-1911 . - doi : 10.1105/tpc.7.11.1899 . — PMID 12242362 . — .
  4. Witzany, Guenther. A telomerek és telomerázok virális eredete és fontos szerepük az eukariogenezisben és a genom fenntartásában  (angol)  // Bioszemiotika : folyóirat. - 2008. - Vol. 1 . - P. 191-206 . - doi : 10.1007/s12304-008-9018-0 . Archiválva az eredetiből 2017. augusztus 12-én.
  5. Philip John Livingstone Bell. A szex és az eukarióta sejtciklus összhangban van az eukarióta sejtmag vírusos felmenőivel  //  Journal of Theoretical Biology : folyóirat. - 2006. - Vol. 243. sz . 1 . - 54-63 . o . - doi : 10.1016/jjtbi200605015 .
  6. 1 2 Forterre, Patrick. Három RNS-sejt a riboszómális vonalakhoz és három DNS-vírus a genomjuk replikációjához: A sejtdomén eredetének hipotézise  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States  : Journal  . - 2006. - Vol. 103 , sz. 10 . - P. 3669-3674 . - doi : 10.1073/pnas.0510333103 . - . — PMID 16505372 . — .

Linkek

Irodalom