Перейти до вмісту

Вірусний еукаріогенез

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

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 у 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 та 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 та 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-геному дозволяло йому захистити свою спадкову інформацію від орієнтованих на роботу з РНК ферментів господаря. Відповідно до гіпотези, археї, бактерії та 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.

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ Livingstone Bell, Philip John (2001-09). Viral Eukaryogenesis: Was the Ancestor of the Nucleus a Complex DNA Virus?. Journal of Molecular Evolution (англ.). 53 (3): 251—256. doi:10.1007/s002390010215. ISSN 0022-2844.
  2. ↑ а б в Claverie, Jean-Michel (2006). [No title found]. Genome Biology. 7 (6): 110. doi:10.1186/gb-2006-7-6-110. PMC 1779534. PMID 16787527.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  3. ↑ Goff, L. J.; Coleman, A. W. (1 листопада 1995). Fate of Parasite and Host Organelle DNA during Cellular Transformation of Red Algae by Their Parasites. The Plant Cell (англ.): 1899—1911. doi:10.1105/tpc.7.11.1899. ISSN 1040-4651. PMC 161048. PMID 12242362.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  4. ↑ Witzany, Guenther (2008-08). The Viral Origins of Telomeres and Telomerases and their Important Role in Eukaryogenesis and Genome Maintenance. Biosemiotics (англ.). 1 (2): 191—206. doi:10.1007/s12304-008-9018-0. ISSN 1875-1342.
  5. ↑ Bell, Philip John Livingstone (2006-11). Sex and the eukaryotic cell cycle is consistent with a viral ancestry for the eukaryotic nucleus. Journal of Theoretical Biology (англ.). 243 (1): 54—63. doi:10.1016/j.jtbi.2006.05.015.
  6. ↑ а б Forterre, Patrick (7 березня 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 (англ.). 103 (10): 3669—3674. doi:10.1073/pnas.0510333103. ISSN 0027-8424. PMC 1450140. PMID 16505372.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)

Джерела

[ред. | ред. код]

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/wiki/Вірусний_еукаріогенез