Вірусний еукаріогенез

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Вірусний еукаріогенез — гіпотеза походження еукаріотичного клітинного ядра в результаті ендосимбіозу великих ДНК-містких вірусів і метаногенних прокаріотів (архей). На основі вірусу сформувалося ядро еукаріотичного типу, яке потім включило у свій геном гени хазяїна і, в кінцевому підсумку, перехопило управління клітиною.

Гіпотеза була запропонована Філіпом Беллом в 2001 році[1] та отримала додаткову підтримку при дослідженні механізмів синтезу білка у великих ДНК-вірусів, таких, як мімівіруси.

Дослідження геному і відкриття вірусів зі складними ДНК можуть вказувати на те, що вони відігравали певну роль у формуванні еукаріотичних ядер. Гіпотетично, віруси можуть бути предками сучасних еукаріотів, непрямим свідченням є універсальність коду ДНК для всіх, нині живучих еукаріотів і прокаріот.[2]

Гіпотеза[ред. | ред. код]

Так само, як і ДНК-місткі віруси, ядро еукаріот містить лінійні хромосоми зі специфічними послідовностями на їх кінцях (хромосоми прокаріотів — кільцеві). В обох випадках мРНК кепірована, а трансляція і транскрипція відбуваються окремо. Еукаріотичні ядра також здатні до цитоплазматичної реплікації. Деякі великі віруси мають власну РНК-полімеразу.[2] Передачу «інфекційних» ядер було документовано у багатьох паразитичних червоних водоростей.[3] Складні еукаріотичні ДНК-віруси могли виникнути з подібних ядер.

Гіпотеза вірусного походження еукаріот передбачає, що еукаріоти складаються з трьох предкових елементів: вірусний компонент, від якого походить сучасне еукаріотичне ядро; прокаріотична клітина, від якої еукаріоти успадкували цитоплазму і клітинну мембрану; а також ще одна прокаріотична клітина, від якої пішли мітохондрії і хлоропласти шляхом ендоцитозу. Можливо, клітинне ядро утворилося під впливом кількох заражень архейної клітини, яка вже містить бактерію — попередника мітохондрій, лізогенним вірусом.[4] у рамках гіпотези запропонована модель еволюції еукаріот, в якій вірус, схожий з сучасним вірусом віспи, розвинувся в клітинне ядро шляхом включення генів з бактерії і археї-хазяїна. Поступово цей вірус став основним сховищем інформації в клітині, яка зберегла здатність до трансляції генів і життєздатності. Внутрішньоклітинна бактерія зберегла здатність виробляти енергію в формі АТФ, також передавши частину своїх генів ядру. На вірусне походження еукаріотичних ядер може вказувати виникнення статевого розмноження і мейозу в клітинному циклі. У той же час, ця теорія залишається суперечливою, необхідні додаткові експериментальні докази з використанням вірусів архей, так як вони, ймовірно, найбільш схожі на сучасні еукаріотичні ядра.[5]

У 2006 році було висловлено припущення, що перехід від РНК до ДНК геномів вперше відбувся серед вірусів.[6] В такому випадку ДНК-вірус міг надати РНК-місткому хазяїну систему зберігання генетичної інформації, засновану на ДНК.[2] Причому спочатку наявність у вірусу ДНК-генома дозволяло йому захистити свою спадкову інформацію від орієнтованих на роботу з РНК ферментів господаря. Відповідно до гіпотези, археї, бактерії і еукаріоти отримали свою засновану на ДНК систему зберігання інформації від різних вірусів.[6] При цьому РНК-попередник еукаріот був найбільш складно організований і мав механізми процесингу РНК. Було також припущено вірусне походження теломерази і теломерів — ключових елементів реплікації еукаріотичної клітини.

На користь гіпотези свідчить ряд фактів. Наприклад, спіральні віруси з біліпідною мембраною мають виразну схожість з найпростішими клітинними ядрами (ДНК-хромосомою, інкапсульованою в ліпідну мембрану). Теоретично, великий ДНК-вірус може взяти під контроль бактеріальну або архейну клітину, замість реплікації і знищення клітини-хазяїна. Вірус, ефективно контролює молекулярний механізм клітини-господаря, сам стає чимось на зразок «ядра», успішно забезпечуючи своє виживання процесами мітоза і цитокінеза.

Джерела[ред. | ред. код]

Література[ред. | ред. код]

  • Claverie Jean-Michel (2006). «Viruses take center stage in cellular evolution». Genome Biology 7 (6): 110. doi: 10.1186 / gb-2006-7-6-110. PMC 1779534. PMID 16787527.
  • Goff, Lynda J.; Coleman, Annette W. (1995). «Fate of Parasite and Host Organelle DNA during Cellular Transformation of Red Algae by Their Parasites». The Plant Cell Online 7 (11): 1899—1911. doi: 10.1105 / tpc.7.11.1899. JSTOR 3870197. PMC 161048. PMID 12242362.
  • Forterre Patrick (2006). «Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain». Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (10): 3669-74. Bibcode 2006PNAS..103.3669F. doi: 10.1073 / pnas.0510333103. JSTOR 30048645. PMC 1450140. PMID 16505372.

Ресурси Інтернету[ред. | ред. код]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Philip John Livingstone Bell (2001). Viral eukaryogenesis: Was the ancestor of the nucleus a complex DNA virus?. Journal of Molecular Evolution 53 (3): 251–256. doi:10.1007/s002390010215.  Проігноровано невідомий параметр |Pmid= (можливо, |pmid=?) (довідка)
  2. ↑ а б в Claverie, Jean-Michel (2006). Viruses take center stage in cellular evolution. Genome Biology 7 (6): 110. PMC 1779534. doi:10.1186/gb-2006-7-6-110.  Проігноровано невідомий параметр |Pmid= (можливо, |pmid=?) (довідка)
  3. ↑ Goff, Lynda J.; Coleman, Annette W. (1995). Fate of Parasite and Host Organelle DNA during Cellular Transformation of Red Algae by Their Parasites. The Plant Cell Online 7 (11): 1899–1911. JSTOR 3870197. PMC 161048. doi:10.1105/tpc.7.11.1899.  Проігноровано невідомий параметр |Pmid= (можливо, |pmid=?) (довідка)
  4. ↑ Witzany, Guenther (2008). The viral origins of telomeres and telomerases and their important role in eukaryogenesis and genome maintenance. Biosemiotics 1: 191–206. doi:10.1007/s12304-008-9018-0. Архів оригіналу за 12 серпня 2017. Процитовано 25 січня 2019. 
  5. ↑ Philip John Livingstone Bell (2006). Sex and the eukaryotic cell cycle is consistent with a viral ancestry for the eukaryotic nucleus. Journal of Theoretical Biology 243 (1): 54–63. doi:10.1016/jjtbi200605015. Архів оригіналу за 1 липня 2017. Процитовано 25 січня 2019. 
  6. ↑ а б Forterre, Patrick (2006). Three RNA cells for ribosomal lineages and three DNA viruses to replicate their genomes: A hypothesis for the origin of cellular domain. Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (10): 3669–74. Bibcode:2006PNAS..103.3669F. JSTOR 30048645. PMC 1450140. doi:10.1073/pnas.0510333103.  Проігноровано невідомий параметр |Pmid= (можливо, |pmid=?) (довідка)
Wiki letter w.svg
На цю статтю не посилаються інші статті Вікіпедії.
Будь ласка, скористайтеся підказкою та розставте посилання відповідно до прийнятих рекомендацій.
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Вірусний_еукаріогенез&oldid=36092409