Симбиоза - това е не по-малко важен фактор в еволюцията, отколкото конкуренцията. Голяма роля в симбиотични системи играят вируси. Топлокръвни животни - идеално място за бактерии, и ако не е за имунната система - бактериите просто ще ни унищожи. Имунната система формира "опитомени" животински вируси. Само симбиоза с вируси помага на човечеството да оцелее.
Доктор на биологическите науки, палеонтология институт, Руската академия на науките Александър Марков служител разказва как еволюцията на симбиотични животни и вирусни системи доведе до развитието на имунната система, необходима за съществуването на топлокръвните организми, както и важната роля на вирусни механизми в животните и растенията.
- Александър, нека да започнем с малко ярък пример за симбиоза с участието на вируси.
- Вирусите са различни от бактерии?
- Ние не разполагаме с вирусните клетки. Те имат генетична информация под формата на РНК или ДНК молекули, и те имат белтъка на обвивката, и нищо друго. Вирусът - това със сигурност не е самостоятелна система, тя може да се каже, че тази част на света генетична банка.
В еволюцията на животните може да доведе до най-малко три примера за когато вирус или вирусоподобни предмети - мобилни броя на генома - са изиграли важна положителна роля.
Първо, добре познат ензим - теломераза по произход, най-вероятно вирусен обекта. Фактът, че теломеразата - специален протеин, който се занимава с това, че завършва върховете на хромозоми. Според една теория, многоклетъчни организми възраст, тъй като при всяко делене на клетката хромозома е малко по-къс, и има опасност, че хромозомите в края така скъсени, че загубата на функционалност и по някакъв начин се нуждаят от тези съвети, които не могат да се възпроизвеждат, ако копирате, да завърши сградата. Български учен Алексей Olovnikov предложи. че трябва да има специален ензим за завършване на върховете на хромозоми. И този ензим всъщност се отвори и нарича теломераза. Този ензим, което спестява на нашите клетки от необратими стареене.
Но къде са вируси? Фактът, че сега се смята, че теломеразата протеин е с вирусен произход. Virus - специално устройство (Говоря за така наречените РНК вируси), специално устройство за записване на информация в генома на други организми. Той съдържа РНК навлиза в клетката. И информацията, която се записва във вирусната РНК, може да бъде пренаписана под формата на ДНК е вече в генома, например, човешка клетка. Вирусът кодира ензими, необходими за записване на информацията в генома.
За да се синтезират ДНК загуби по върховете на хромозомите използване на същия механизъм, т.е. теломераза съдържа в структурата си част от РНК, РНК шаблон, който по същия начин, приложена парче вирусна ДНК от тази матрица и хромозомите по този начин се завършени. Някак си, предците на всички висши организми (еукариоти) са успели да "опитоми" някои РНК вирус и да я използват по начин, който е довършителни работи върховете на хромозоми. Вирусите не могат да бъдат считани за живи организми си, но попадне в клетката, те започват да работят като част от клетката. И това не винаги имат патологични последици, не всички вируси причиняват заболяване.
Изненадващо, според последните данни, 40-45% от човешкия геном - това е на всички видове мобилни повтарящи се елементи и има способността да се придвижват в генома, който е, грубо казано, е първият зачестилите вируси или вирусоподобни обекти, и това е до 45% от човешкия геном.
- Това означава, че можем да кажем, че молекулата на ДНК - молекулата е симбиоза. Когато видим сложните молекули на ДНК, не е ясно как тя може да бъде такава сложна устройство? Но в действителност, тя не дойде под влиянието на единични мутации, в резултат на симбиозата борса - т.е. всъщност излиза на строителни блокове.
- Разбира се. Това е - модулен принцип на еволюцията.
За втори път в еволюцията на висши гръбначни полезни вируси - система на адаптивния имунитет. Какво се случва, когато се развие имунитет към новия заболяването? В крайна сметка, дори антителата се произвеждат за синтетични вещества, които са в природата.
В човешкия геном, няма готови гени на антитела, и има набор от заготовки. Генът на антитялото е сглобена от три части, при което в генома има стотици варианти за първата част, няколко десетки варианти на вторите части и няколко варианта на третата, те трябва да се съберат. Тук лимфоцити се появява във всяка кройка, една част от ДНК се приема от първия тип, втора, трета, и те са залепени заедно в работната ген, и тъй като е синтезирано антитяло. Той може след това допълнително да бъде доведен до желаното състояние, но началния етап - рязане и събиране на части от гена. Това се случва редактиране геном.
Кой прави тези операции - рязане, преместване? Това става, като протеини, също заимствана от подвижни генетични елементи - от вируси. Има така наречените transponzony (Транспозонът) преди много време "опитомени" вирус, който е загубил способността да бъдат прехвърлени между организми, тези вируси се предават само от родителите на потомството, но те задържа на мобилността в рамките на генома. Транспозонът кодира протеин, който е в състояние да намали транспосон.Секвенции и прехвърля на ново място, за да се размножава. Те могат да се възпроизвеждат, те съставляват 40% от генома ни. Нарязване блокове имунни молекули също са използвани ензими мобилни генетични елементи.
- Трябва да се подчертае, че ролята на имунната система е изключително важна. Тя позволява на човек да оцелее и да се противопоставят на микробите атака.
- Преценете сами: топлокръвен бозайник - това е просто инкубатор. 37 степен постоянна температура на тялото - това е рай за бактерии. Ако не за имунната система, ние току-що яде.
И третият важен пример за това, което донесе вирусите в симбиотична система, която е тялото на животни. Наскоро бе открит ген в генома на бозайник, който се изисква за развитието на плацентата - органът, който обмен между организма на майката и плода, чрез които плода може да се развие благополучно в утробата е сравнително дълго. А фактът, че това отнема доста дълъг път, се счита за важна предпоставка за развитието на мозъка и, в крайна сметка, до появата на ум.
Това е да се намери регулаторен ген, който е от съществено значение за развитието на плацентата. Структурата на този ген е подобна на структурата на мобилни генетични елементи. Това означава, че той е, отново, "опитомен" РНК вирус.
- Александър, ние заключаваме, че симбиозата играе много по-важна роля, отколкото изглежда. Всички сме чували за тези симбиотични системи, в които насекоми опрашват растенията. Но това, което се казва, казва, че симбиоза - това наистина магистрала развитие в целия еволюция, е симбиозата може да даде обяснение защо организми могат толкова бързо стават сложни и придобиват съвсем нови функции и възможности.
- Аз и изглежда този въпрос е много важен, но все още остава в биологията, свързани с симбиоза, като един вид любопитство, някои прищявка на Майката Природа. Но ако вземем фактите, виждаме, че това не е просто един типичен, но това е в основата и постепенно развитието и функционирането на биосферата. Това е - един универсален феномен.
Когато едно от първите случаи на симбиоза е открит - се оказа, че лишеи - сложна симбиоза гъбички и водорасли -uchenye много изненадан: Уау, какво чудеса. Мислехме, че това растение, и това е някакъв невероятен комплекс - и гъбички и водорасли преплетени заедно, и ние имаме лишеи. Но тъй като толкова много отворени още по-невероятна симбиоза системи, че е време да спра да се питам и завъртете това явление в обща теория, като основен елемент от него.
- Така да се каже, най-важното в природата не е универсално борба и взаимно унищожение и синтез, взаимопомощ и сътрудничество.
Свързани статии