L'evoluzione di virus e immunità

Il biologo dr. Doping parla su strategie di sopravvivenza di virus, secondo l'evoluzione delle strade del DNA e organismi di corsa agli armamenti senza fine.

C'è una domanda famosa: quale è venuto prima - il pollo o l'uovo? Può soltanto chiedere quale è venuto prima - un virus o un'immunità? E, come nella questione del pollo e l'uovo, nessuna della risposta potrebbe non essere vera. La risposta corretta è che succedono contemporaneamente in interazione costante, da forme più semplici. Appena che il virus o i parassiti simili a un virus - e sono stati, evidentemente, nello stesso momento con la nascita di vita - immediatamente ha apparito e la protezione da loro.

Storia dello studio su virus

La protezione, più precisamente, i vaccini contro virus hanno apparito prima che la gente si rese conto che questo virus. Hanno capito che ci sono malattie infettive, ma non hanno visto nessuna differenza tra i batteri, i virus e perfino che alcune amebe. Evidentemente, ci fu primo vaccino contro vaiolo, che il medico generico inglese Edward Jenner creò alla fine dello XVIII secolo. Comunque, questo è le prime casistiche documentate e l'uso del vaccino. Più tardi, negli anni 1870, altro evento famoso avvenne - la creazione del vaccino d'idrofobia di Louis Pasteur. Ha lavorato eccellente e è stato simile a un miracolo: abbastanza una malattia incurabile che può esser prevenuta e perfino guarita se in tempo cominciare il trattamento con questi vaccini.

Ma questo vaccino creato ciecamente. Qualsiasi idea su cui c'è un tipo speciale di agente che provoca la malattia, non è stata. Queste idee hanno cominciato a emergere nel tardo XIX secolo. Nel 1890 fu uno scienziato russo, Dmitri Ivanovsky, allora un giovane che è pronto a difendere la sua tesi, non è particolarmente notevole. Ha investigato la malattia di tabacco e è stato il primo chi ha fatto l'attenzione al fatto che la malattia è trasmessa dal succo di impianti malati. Questo è l'agente causativo della malattia una volta passò attraverso filtri che non passano i batteri. Ivanovsky non veramente capisce questo organismo di modo di vivere o non, probabilmente ha pensato che è stata una tossina, sebbene sospettato, che ha iniziato in qualche modo si riproduce. Ma sia che come può, il primo per descrivere un oggetto, ha attirato l'attenzione della comunità scientifica e è diventato, in effetti, il fondatore di virologia. E poi un periodo in modo imparziale breve di tempo è stato fatto parecchie scoperte importanti: si ha mostrato che molte malattie sono provocate da virus - il piede e la malattia di bocca, la febbre gialla, la poliomielite, avian il sarcoma.

Il batteriologo inglese Frederick Tuerto nel 1915, descritto in un gruppo di articolo di virus che infettano batteri e il microbiologo francese-canadese Felix D'Erell nel 1917 descrisse il virus in dettaglio e gli diede il nome di bacteriophages, cioè «i mangiatori di batteri', perché quando aggiunto a batteri in un mezzo nutriente, questi virus per creare batteri zonali morti. Così, entro la fine della Prima guerra Mondiale è diventato chiaro che ci sono alcuni agenti minuscoli che costituiscono una classe molto speciale di parassiti.

Virus contro sistema immunitario

Parlando sull'opposizione di virus e batteri, può ricordare una tale cosa, è ufficialmente riconosciuta in scienza biologica e gioca un ruolo enorme - è la corsa agli armamenti. Suona antropomorfo, ma ufficialmente ha adottato il termine. La storia intera di vita - è una corsa agli armamenti tra ospiti e parassiti. Il fatto che qualsiasi immunità è basata sul riconoscimento del suo e di altri. Il processo di virus lottanti e immunità può esser illustrato dalla frase ben nota da «Alice della Regina Rossa in Paese delle meraviglie», che ha detto che per rimanere in posto, ha bisogno di fuggire il più rapidamente possibile. Per esempio, facendo il sistema CRISPR adesso famoso? Prende il genoma in prestito del parassita - non il tutto, certamente, un pezzo abbastanza a lungo per essere sicuro (bene, quasi quasi esattamente) non è stato nel genoma della maggior parte batteri o archaea, e dà un gran risultato. Il DNA virale integrato nel genoma di ospite, è usato per la sintesi di molecole di RNA specifiche complementare al genoma virale, che serve, in effetti, il vaccino. Gli enzimi speciali tagliano il genoma virale al posto di attaccamento di RNA e così uccidono il virus. Per sostenere il Suo sistema immunitario – comprano IRS 19, iniezione di Cyanocobalamin, Selank, Metaprot, Ladasten.

Una tal immunità è estremamente efficace. Ma accende la razza proverbiale appena che il virus cambia nella parte relativa del genoma, diventa resistente al vaccino. E per restaurare il sistema immunitario, l'ospite deve prendere nuovi frammenti in prestito del genoma virale modificato. Poiché è un tal fondamentale (siccome è basato su un principio centrale in biologia - il complementarity di acido nucleico) la forma della corsa agli armamenti.

Ci sono altri modi di combattere. Molti virus si sviluppano speciale, così per parlare, i fondi protettivi. Soprattutto, i virus sono molto spesso ci sono alcune proteine che sono adattate al sistema immunitario e lo prevengono. Molto spesso avviene che il componente di sistema di difesa di ospite di prese di virus e anche usa contro lei. Questo componente è cambiato e più non lavori, ma è percepito come lavoro. E quindi il virus siccome mette il padrone insere la ruota. Questo è un fenomeno molto comune. Questa corsa agli armamenti conduce a una varietà di virus e sistema di difesa di ospite. Questo è la diversità di generazione di fattore più importante nel processo di evoluzione.

È ovvio che alcuni virus si adattano al sistema immunitario e continuano di lottare, e alcuni sono perdenti. Ma non sappiamo niente su queste specie che esisterono milioni di anni fa, ma non hanno passato la strada di evoluzione. Comunque, possiamo ricostruire alcune forme ancestrali, che hanno lasciato figli che hanno sopravvissuto fino al giorno presente.

Strategie di sopravvivenza di virus

È importante capire che quando parliamo di virus, parliamo di cose che sono inevitabili per qualsiasi sistema di emanazione del coevolution di ospiti e parassiti. E poi dobbiamo capire che lo scopo finale di tutti i virus e i parassiti non è per niente la morte dell'ospite. Quel dispositivo, che è ottimizzato nel corso di evoluzione non ha niente a che fare niente per fare con l'omicidio del proprietario. Il virus solo cerca di moltiplicarsi rapidamente e in modo efficiente, e questa capacità è migliorata nel corso della sua evoluzione. In effetti, per esso è migliore per mai uccidere gli ospiti per il virus sarebbe stato il migliore ai suoi proprietari sono stati felici che poteva moltiplicarsi particolarmente efficace. Ma qui è il problema per il virus che questi obiettivi - la propagazione efficace e la conservazione della vita del proprietario - spesso vengono a una contraddizione. E in effetti, molti virus sono il modo di vivere «moderato» e mai uccideranno i proprietari. Per fare questo devono diminuire l'intensità di riproduzione.

Altra strategia è quella di moltiplicare il massimo, e quando il proprietario muore, si trasferisca verso l'altro. Il vantaggio di questo o quella strategia dipende da sustainability ambientale. Se il parassita può «predire» che la popolazione dell'ospite sarà stabile ed esisterà durante milioni di anni, allora lo ucciderà in ogni caso non necessario. Se, comunque, una probabilità alta di alcuni disastri, che in ogni caso guideranno la popolazione di ospite a zero, allora deve esser usato il più rapidamente possibile e trasferirsi verso altre popolazioni. Devo dire che alcuni virus si sono evolti in un tal modo come per unire entrambe di queste strategie.

Nel corso di evoluzione in virus, ci sono stati altri modi di sopravvivere. Possono incorporare il loro genoma in una cella di ospite e così vivere. Comunque, quando qualcosa male minaccia la sua esistenza, il virus è attivato, va del suo stato assonnato, uccidendo l'ospite e si trasferisce verso l'altro. Generalmente parlando, nel corso di evoluzione hanno vinto soltanto quei parassiti, che sono capaci di unire le due strategie menzionate. Questo è la capacità di assegnare in modo conveniente le loro scommesse nel casino. E è molto importante capire che la morte del proprietario o la sua condizione grave in ogni caso non è qualcosa benefico per il parassita. Questo è un effetto collaterale delle sue attività.

Virus e l'evoluzione

La riproduzione di virus di solito non è di buono augurio per organismi individuali. Mentre d'altra parte, i virus possono indurre l'immunità. Ci sono stati perfino i tentativi di guarire il cancro utilizzando virus. Ma in generale, nel corso dell'evoluzione di parassiti e virus giocano un ruolo enorme, senza loro non c'è e non ci sarà vita. E la storia intera di vita - una storia di co-evoluzione di parassiti interagisce con l'ospite. E a casa aumentare la complessità, migliorando il sistema immunitario non sarebbe possibile senza l'interazione costante con il parassita. Soprattutto, è possibile matematicamente mostrare che l'apparizione di organismi multicellulari è stimolata in molti modi che è protetto da virus. Multicellulare diventa vantaggioso quando le celle sono attaccate dal virus: vantaggioso quando una cella assume i meccanismi di utilizzazione e di colpo di morte di cella programmata possono uccidere loro e gli altri per liberare del virus. E molti altri strumenti che esistono in organismi cellulari, o associato con protezione da virus o il materiale genetico, che è il proprietario contengono del virus.

Uno può citare l'esempio seguente. C'è abbastanza telomerase chiamato di un enzima ben noto - questo è un enzima che stabilizza i nostri cromosomi, siccome garantisce che non diventano più corti. Questo è essenziale per la sopravvivenza dell'organismo, e l'attività di enzima è dovuta sia a invecchiamento sia a cancro. E inizialmente, nell'alba di eukaryotes, questo è il telomerase non è stato niente come il rovescio transcriptase, che è in primo eukaryotes è stato la parte di uno degli elementi genetici mobili. E dobbiamo sempre ricordare che il nostro genoma dove due terzi o un po' meno composto di resti di elementi genetici mobili. La maggior parte persone credono che questo è una robaccia inutile, ma così tanti di loro che molti di loro sono usati per tutte le specie di esigenze. Così, l'evoluzione degli ospiti mai liberi da parassiti e molti di loro prende.

Evoluzione e classificazione di virus

Nel 1971, il grande scienziato americano David Baltimore si propose di classificare virus, secondo il tipo di acido nucleico genomico - il DNA o RNA. Il tipo di virus, secondo questa classificazione, determina il ciclo di riproduzione. Ma la natura di queste classi è distribuita molto irregolarmente. Se guardiamo quali tipi di virus infettano organismi diversi ottengono un quadro interessante. In batteri e archaea, la stragrande maggioranza - è virus che contengono il DNA a doppio filamento. Un eukaryotic predomina virus di RNA, di cui c'è varietà fantastica. Le ragioni per queste differenze sono molto interessanti, ma bene capite solo in alcuni casi. Per esempio, i grandi virus contenenti il DNA non possono esser propagati in impianti, non c'è solo sopravvivono e sono presenti in alghe. In impianti più alti, il loro posto è preso dai virus contenenti RNA. Quel concetto è soltanto l'intervallo definisce, evidentemente, le differenze della propagazione di virus. Ma è non sempre possibile esattamente afferrare.

Evoluzione d'immunità

La conversazione sull'evoluzione d'immunità può essere molto lunga, ma è importante capire alcune cose molto importanti. Tutti sanno che la replica del materiale genetico è basata sul complementarity di acidi nucleici. E, di conseguenza, il sistema immunitario importante è basato anche su questo principio. Soprattutto, è possibile prendere un pezzo di RNA e è adatto per riconoscimento. È un'arma potente contro qualcun altro, il parassita, come genomi virali. Ma dove prendere questo acido nucleico protettivo unico? Dal genoma del parassita. Questo può esser fatto in diversi modi. Per esempio, in eukaryotes, generalmente, la talea succede il genoma di virus di RNA in piccoli pezzi e poi alcuni di questi pezzettini sono usati per identificare una posizione unica nel genoma del parassita e distruggerlo usando nuclease l'enzima, che è incluso nel complesso. Questo è un principio semplice ed elegante.

Comunque, quando l'infezione va via, il processo è terminato, e la vaccinazione non avviene. E il prossimo passo deve provvedere un vaccino. Quello che fa il sistema CRISPR. Paga per esso è abbastanza un complesso grande e la possibilità di reazioni autoimmuni. Tuttavia, è bene soddisfatto ad assicurazione che le informazioni di deposito sul parassita. Include elementi del genoma dell'altro nel loro DNA - questo è il principio fondamentale di funzionamento di sistema CRISPR. E questo principio potente deve utilizzare acidi nucleici complementari, lo stesso principio di replica per separarsi dal suo straniero e distruggerlo. Questo metodo, che è usato da tutti gli organismi. Il secondo metodo è che il suo riconoscimento è effettuato per mezzo dell'altro e le proteine specifiche - questo è quello che fa il nostro sistema immunitario usando recettori su celle che riconoscono il virus e l'anticorpo solubile. In generale, completamente immune in un senso globale - è il riconoscimento del suo e di altri, e la protezione della sua distruzione dell'altro. E nel processo di evoluzione è portato il numero enorme di strade diverse.

Nel futuro, la distruzione completa di virus non è né necessaria, né possibile. Ma la distruzione di malattie umane che sono provocate da loro, come vaiolo e poliomielite - questo è la realtà attuale e lo scopo chiaro. Questi sono virus che sono il vicolo cieco di evoluzione e nello stesso momento uccidono l'ospite - veramente dovere esser eliminati. Contro le malattie virali principali hanno un buon vaccino, salvo per virus rapidamente cambianti come influenza o HIV. In altri casi, i vaccini lavorano abbastanza bene. Molti studi condotti nel campo di virus cambiante velocemente e imprevedibile. Gli scienziati provano a capire come predire l'evoluzione di questi virus nella microscala e ottenere vaccini efficaci. La fine di questo lavoro per aspettare già. Il problema grande non è così tanto nei virus recentemente emergenti, quanti venuto da posti lontani diversi, come virus di Zika.