Περιεχόμενο
- Ανανέωση: Ο ρόλος των μεταλλάξεων στην εξέλιξη
- Πώς λοιπόν ισχύει αυτό για τους ιούς;
- Τι σημαίνει αυτά τα αποτελέσματα;
Η εξέλιξη όχι μόνο διαμορφώνει τον τρόπο που βλέπει ο πλανήτης μας σήμερα, αλλά συνεχίζει να αλλάζει τον κόσμο σε μικρή κλίμακα κάθε μέρα. Και ενώ εσείς (συνήθως) δεν βλέπετε πώς οι οργανισμοί εξελίσσονται καθημερινά, οποιοδήποτε εξελικτικό γεγονός μικρής κλίμακας έχει τη δυνατότητα να μας επηρεάσει ως είδος. Υπόθεση: μικροοργανισμοί, όπως τα βακτήρια και οι ιοί. Επειδή εξελίσσονται τόσο γρήγορα, τα μικρόβια προσφέρουν μια ματιά στο πώς συμβαίνει η εξέλιξη σε ένα επιταχυνόμενο χρονοδιάγραμμα και παρέχουν ένα παράδειγμα για το πώς η εξέλιξη μπορεί να επηρεάσει την ανθρώπινη υγεία, μερικές φορές με καταστροφικά αποτελέσματα.
Ενώ οι επιστήμονες έχουν μελετήσει την εξέλιξη των μικροβίων για αιώνες, οι ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα μια νέα πορεία εξέλιξης που εμβαθύνει την κατανόησή μας για τον τρόπο με τον οποίο οι ιοί προσαρμόζονται στο περιβάλλον τους. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς η εξέλιξη διαμορφώνει τη σχέση μας με τα μικρόβια και τις νέες ανακαλύψεις που προσθέτουν ένα νέο στρώμα πολυπλοκότητας στην εξέλιξη του ιού.
Ανανέωση: Ο ρόλος των μεταλλάξεων στην εξέλιξη
Ενώ η βιοποικιλότητα στη γη μιλάει σήμερα για τις βαθιές επιδράσεις της εξέλιξης, η εξέλιξη συμβαίνει σε μια μικρο-κλίμακα με τυχαίες γενετικές αλλαγές. Μια γενετική μετάλλαξη που αλλάζει την προκύπτουσα πρωτεΐνη με τρόπο που ωφελεί την αναπαραγωγική επιτυχία των οργανισμών, όπως η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης ή η αύξηση της αντοχής σε ασθένειες, είναι πιο πιθανό να μεταδοθεί από γενιά σε γενιά. Από την άλλη πλευρά, οι γενετικές μεταλλάξεις που μεταβάλλουν την προκύπτουσα πρωτεΐνη με αρνητικό τρόπο και μειώνουν την αναπαραγωγική επιτυχία των ατόμων είναι λιγότερο πιθανό να μεταφερθούν και μπορεί να καταργηθούν σταδιακά από την ομάδα γονιδίων.
Ο ευκολότερος τρόπος για να δείτε την εξέλιξη σε δράση σήμερα είναι η αντιμικροβιακή αντίσταση. Τα βακτήρια και οι ιοί είναι μεταξύ των ταχύτερα μεταλλαγμένων ειδών, επειδή αντιγράφονται εξαιρετικά γρήγορα (ειδικά σε σύγκριση με τους ανθρώπους). Αυτό σημαίνει ότι και οι δύο μπορούν να αποκτήσουν μεταλλάξεις γρήγορα και γρήγορα υποβάλλονται σε γενιές ανάπτυξης που ενισχύουν ευεργετικές μεταλλάξεις και μειώνουν τις επιβλαβείς. Οι γενετικές μεταλλάξεις που παρέχουν αντοχή στα αντιβιοτικά παρέχουν ένα ισχυρό αναπαραγωγικό πλεονέκτημα για τα βακτηρίδια που τα έχουν, για παράδειγμα, γι 'αυτό η ανάπτυξη εξαιρετικά ανθεκτικών superbugs είναι μια τέτοια ανησυχία για τη δημόσια υγεία.
Πώς λοιπόν ισχύει αυτό για τους ιούς;
Οι ιοί χρησιμοποιούν επίσης γενετικές μεταλλάξεις για να εξελιχθούν και να διατηρήσουν την ικανότητα να μολύνουν κύτταρα ξενιστή. Οι ιοί μολύνουν τους ξενιστές τους αναγνωρίζοντας συγκεκριμένους υποδοχείς στις μεμβράνες των κυττάρων-ξενιστών - υποδοχείς που τους επιτρέπουν να εισέλθουν στο κύτταρο. Ειδικές πρωτεΐνες αναγνώρισης ξενιστή στον ιό προσκολλώνται στους υποδοχείς του ξενιστή, όπως ένα κλείδωμα τοποθέτησης σε ένα κλειδί. Ο ιός μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει στο κελί (μολύνει τον κεντρικό υπολογιστή) και να "πειρατήσει" το σύστημα hosts για να δημιουργήσει περισσότερους ιούς.
Οι ιοί ακολουθούν τους τυπικούς "κανόνες" για την εξέλιξη και οι γενετικές μεταλλάξεις μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητά τους να μολύνουν έναν ξενιστή. Μια γενετική μετάλλαξη που δημιουργεί πιο αποτελεσματικά "κλειδιά" ωφελεί τον ιό, για παράδειγμα. Από την άλλη πλευρά, οι γενετικές μεταλλάξεις στους "κλειδαριές" των ξενιστών, θα μπορούσαν να καταλήξουν να κλείσουν έναν ιό έξω. Σκεφτείτε το σαν παιχνίδι γάτας και ποντικιού: Ο ιός ευνοεί τις μεταλλάξεις που του επιτρέπουν να επηρεάζει τους ξενιστές και να αναπαράγεται πιο αποτελεσματικά, ενώ ο οικοδεσπότης ευνοεί τις μεταλλάξεις που το προστατεύουν από τη ιογενή λοίμωξη.
Ενώ αυτές οι βασικές αρχές της εξέλιξης δεν είναι νέες, οι επιστήμονες μόλις τώρα ανακαλύπτουν πως οι ευέλικτοι ιοί μπορούν να εξελίσσουν το καλύτερο "κλειδί" για να μολύνουν τους νέους οικοδεσπότες.
Νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Επιστήμη το 2018 διαπίστωσε ότι οι ιοί μπορούν επίσης να προσαρμόσουν τον τρόπο με τον οποίο τα γονίδιά τους μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Αντί να ακολουθήσουν το γενικό παράδειγμα ενός γονιδίου και πρωτεΐνης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ιοί θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους δημιουργώντας πολλαπλές διαφορετικές πρωτεΐνες από το ίδιο γονίδιο. Με άλλα λόγια, οι ιοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ένα γονίδιο για να δημιουργήσουν δύο εντελώς διαφορετικά "κλειδιά", ικανά να χωρέσουν σε δύο κλειδαριές υποδοχής. "
Τι σημαίνει αυτά τα αποτελέσματα;
Ενώ είναι πολύ νωρίς για να κατανοήσουμε τον πλήρη αντίκτυπο αυτής της πρόσφατα ανακαλυφθείσας μορφής εξέλιξης, θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τις λοιμώξεις από τη μετάδοση, οι οποίες συμβαίνουν όταν μια ασθένεια που ξεκινά από ένα είδος μπορεί να αρχίσει να εμφανίζεται σε μια άλλη. Δεδομένου ότι το SARS, η Ebola και ο ιός HIV ξεκίνησαν όλα ως μεταδοτική μετάδοση, είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί η κατανόηση των λοιμώξεων από τη διαρροή είναι σημαντική για τη δημόσια υγεία.
Φυσικά, δείχνει επίσης ότι η εξέλιξη δεν συμβαίνει μόνο σε γενετικό επίπεδο. Και αυτό το πρόσφατα ανακαλυφθέν εξελικτικό φαινόμενο μπορεί να μας δώσει μια εικόνα για το πού προήλθαν από κάποια μολυσματικά νοσήματα και πού πηγαίνει ο τομέας.