Главная страница
qrcode

Как нас сотворили вирусы. Как нас сотворили Вироцентрический взгляд на эволюцию


НазваниеКак нас сотворили Вироцентрический взгляд на эволюцию
АнкорКак нас сотворили вирусы.pptx
Дата16.09.2017
Размер5.32 Mb.
Формат файлаpptx
Имя файлаКак нас сотворили вирусы.pptx.pptx
ТипДокументы
#15860
Каталогromtv111

С этим файлом связано 62 файл(ов). Среди них: mikrobiologia_s_osnovami_virusologii.pdf, 4.gif, Mozg_i_pamyat.pdf, Imant_Ziedonis_Raznotsvetnye_skazki_2011.pdf, freund2013.pdf, Kheltye_i_dr_-_Molekulyarnoe_modelirovanie_2009.pdf, Как нас сотворили вирусы.pptx.pptx, Eugene_Koonin_The_logic_of_chance_the_nature_a.pdf, Системная теория адаптации и эволюции.pptx.pptx и ещё 52 файл(а).
Показать все связанные файлы


Как нас сотворили…


Вироцентрический взгляд на эволюцию

- представление о том, что ключевые свойства клеточных форм жизни формировались при непосредственном участии вирусов

На каких основаниях?

I. Это участие высоковероятно, потому что
  • На каждый вид земных организмов приходится, как правило, несколько видов вирусов, многие из которых персистируют в популяциях (присутствуют в каком-то количестве постоянно, не обязательно вызывая болезни);
  • Подсчитано, что в водных экосистемах количество вирусных частиц на 1-2 порядка превышает количество бактерий.

  • Сама жизненная стратегия вируса предполагает тесный контакт его генома с геномом хозяина



II. Гипотеза участия вирусов облегчает объяснение возникновения некоторых сложных (многокомпонентных) адаптивных систем

  • Возникновение ДНК

  • Регуляция клеточного цикла

  • Апоптоз

  • Ядерность

  • Половое размножение

  • Нервная система

  • Скелетные структуры

Более правдоподобным всегда считается такое объяснение, которое позволяет описать сценарий последовательного возникновения отдельных компонентов будущего комплекса, а не одновременного.

III. Развитие иммунной системы подразумевает необходимость сопротивляться каким-то паразитам (а вирусы – самые многочисленные из них)
  • Самый удобный путь – одолеть врага его же оружием



Разнообразие и классификация вирусов





Гипотезы происхождения вирусов

  • Гипотеза регресса (через упрощение и переход к облигатному внутриклеточному паразитизму клеточных форм).

  • Гипотеза прогресса (через приобретение внутриклеточными эгоистическими генетическими элементами дополнительных генов, необходимых для горизонтального переноса между клетками).

  • Гипотеза первичности вирусов (вирусы представляют собой реликты эволюционно наиболее ранних протоорганизмов, из которых в ходе эволюции возникли как клеточные формы жизни, так и вирусы, адаптировавшиеся к паразитированию на живых клетках).






Яйцо или курица?





Почему вирусам легче эволюционировать?

  • Они воспроизводятся очень массово (численно вирусы на 1-2 порядка превышают число всех клеточных организмов Земли);

  • Они «много где бывают», активно рекомбинируют и могут «прихватывать» полезные гены/фрагменты наследственной информации у клеток-хозяев и у других вирусов-соседей.

  • Если у вируса есть какой-то дефект, он все же имеет шанс на участие в дальнейшей эволюции, благодаря «братской поддержке» от других вирусов той же клетки-хозяина. Они могут даже «воскреснуть» спустя много поколений в состоянии покоя в организме хозяина благодаря вирусу-помощнику.
  • Они находятся в условиях, где нужно приспосабливаться к контексту клетки-хозяина, который представляет достаточно мощно и специфично действующую селективную среду, выдерживая при этом конкуренцию с другими вирусами.
НЕОБХОДИМОСТЬ + ВОЗМОЖНОСТИ = БЫСТРАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

В то же время вирусы по отношению к клеткам хозяевам выступают 1) как естественные генные инженеры (транспортеры генов);

2) как мощный фактор отбора на развитие систем иммунной защиты.

63 суперсемейства белковых доменов вирусов не имеют гомологов среди белковых доменов клеточных форм жизни

Эволюция репликативных систем





Гипотеза вирусного происхождения ядер и полового процесса Ядра-паразиты у красных водорослей!



Филогенетическое дерево больших эукариотических dsDNA вирусов (группа NCLDV – Nucleo-Cytoplasmic Large DNA Viruses)





Line-1 и Alu - новоприобретения приматов (у человека составляют вместе около 28 % генома)





Вирусы должны были «изобрести»: комплекс систем для заражения клеток

  • Систему для специфического распознавания клеток мишеней по поверхностным маркерам. (Лиганд-рецепторное взаимодействие, лежащее в основе передачи сигналов и межклеточной коммуникации).

  • Систему для сайт-специфического мутагенеза генов поверхностных белков, распознающих клетки-мишени – аналогичную системе реаранжировки и гипермутации для синтеза T-клеточных рецепторов и антител у позвоночных.
  • Порообразующие белки, позволяющие вводить свою ДНК в клетки через мембрану – они могли предшествовать эволюции ядерного порового комплекса у эукариот.



  • Систему для предотвращения конкуренции со стороны новых вирусов – системы рестрикции-модификации – сродни системе иммунитета в смысле способности отличать «свое» от «чужого». (У прокариот – основа противовирусной защиты. У эукариот метилирование ДНК лежит в основе регуляции экспрессии генов).
  • Систему для встраивания в геном клетки хозяина (лизогенизация): 1) гены, обеспечивающие гомологичную рекомбинацию (в клетках эукариот – основа кроссинговера + репарация) . 2) обратную транскрипцию. (Достраивание теломер у эукариот).
  • Систему для переноса своего генома от клетки к клетке через конъюгацию. Способность к конъюгации определяется наличием плазмиды F (фертильности), которая кодирует белки конъюгативных пилей (имеется гомология), и регуляторы процесса конъюгации, репликации и переноса.
  • Специфические сайты начала репликации, обеспечивающие избирательное копирование вирусных геномов и распознающие их белки. Специфические сайты начала репликации Ori и гены-регуляторы присутствуют в геномах клеточных организмов и необходимы для контроля репликации (но не обязательны для самой репликации).
  • Некоторые вирусы приспособились паразитировать на других вирусах, встраиваясь внутрь их генов и используя их как транспортное средство. Так могли произойти интроны эукариот.



Конъюгация – генетический обмен у бактерий



Рекомбинация и обратная транскрипция







Роль вирусов в жизни биоты



Вирусы-мутуалисты



Спасибо за внимание!





перейти в каталог файлов


связь с админом