La evolución de virus e inmunidad

El biólogo Dr. Doping habla sobre estrategias de supervivencia del virus, según la evolución de los caminos del ADN y unos organismos de la carrera armamentista interminables.

Hay una pregunta famosa: ¿cuál vino primero - el pollo o el huevo? ¿Puede preguntar sólo cuál vino primero - un virus o inmunidad? Y, como en cuanto al pollo y el huevo, ninguna de la respuesta puede no ser verdad. La respuesta correcta es que ocurren simultáneamente en la interacción constante, de formas más simples. Tan pronto como el virus o parásitos parecidos a un virus - y eran, por lo visto, al mismo tiempo con el nacimiento de la vida - inmediatamente apareció y protección de ellos.

Historia del estudio de virus

Protección, más exactamente, las vacunas contra virus han aparecido antes de que la gente realizara que este virus. Entendieron que hay enfermedades infecciosas, pero no vieron ninguna diferencia entre las bacterias, virus y hasta que algunas amebas. Por lo visto, había primera vacuna contra la viruela, que el médico inglés Edward Jenner creó al final de XVIII siglo. De todos modos, esto es los primeros estudios del caso documentados y el uso de la vacuna. Más tarde, en los años 1870, otro acontecimiento famoso pasó - la creación de vacuna de rabia de Louis Pasteur. Trabajó fino y pareció a un milagro: completamente una enfermedad incurable que se puede prevenir y hasta curarse si a tiempo comenzar el tratamiento con estas vacunas.

Pero esta vacuna creada ciegamente. Cualquier idea sobre la cual haya un tipo especial de reactivo que causa la enfermedad, no ha sido. Estas ideas comenzaron a surgir en el tardío XIX siglo. En 1890 era un científico ruso, Dmitri Ivanovsky, entonces un joven que está listo para defender su tesis, no es particularmente notable. Investigó la enfermedad de tabaco y era el primero quien prestó la atención al hecho que la enfermedad se transmite del zumo de plantas enfermas. Esto es el agente causativo de la enfermedad una vez pasó por filtros que no pasan las bacterias. Ivanovsky no realmente entiende este organismo vivo o no, probablemente creía que era una toxina, aunque sospechado, que comenzó de alguna manera se reproduce. Pero esté que como puede, el primer para describir un objeto, llamó la atención de la comunidad científica y se ha hecho, de hecho, el fundador de virología. Y luego un período bastante corto del tiempo se ha hecho varios descubrimientos importantes: se ha mostrado que muchas enfermedades son causadas por virus - fiebre aftosa, fiebre amarilla, polio, avian sarcoma.

El bacteriólogo inglés Frederick Tuerto en 1915, descrito en un grupo del artículo de virus que infectan bacterias y el microbiólogo francés-canadiense Felix D'Erell en 1917 describió el virus detalladamente y les dio el nombre de bacteriophages, es decir «los comedores de las bacterias', porque cuando añadido a bacterias en un medio nutritivo, estos virus para crear unas bacterias zonales muertas. Así, hacia el final de la Primera Guerra mundial se hizo claro que hay algunos agentes diminutos que constituyen una clase muy especial de parásitos.

Virus contra sistema inmunológico

Hablando sobre la oposición de virus y bacterias, puede recordar tal cosa, oficialmente se reconoce en la ciencia biológica y desempeña un papel enorme - es la carrera armamentista. Parece antropomórfico, pero oficialmente adoptó el término. La historia entera de la vida - es una carrera armamentista entre anfitriones y parásitos. El hecho que cualquier inmunidad está basada en el reconocimiento de su y de los otros. El proceso de virus que combaten e inmunidad puede ser ilustrado por la frase conocida «del Alicia en el País de las Maravillas» de la Reina Roja, que dijo que a fin de quedarse en el lugar, se tiene que escapar tan pronto como sea posible. ¿Por ejemplo, haciendo ahora sistema CRISPR famoso? Toma a préstamo el genoma del parásito - no el todo, por supuesto, un bastante mucho tiempo de la pieza para estar seguro (bien, casi casi exactamente) no estaba en el genoma de la mayor parte de bacterias o archaea, y da un gran resultado. El ADN viral integrado en el genoma del anfitrión, se usa para la síntesis de moléculas del ARN específicas complementario al genoma viral, que sirve, de hecho, la vacuna. Las enzimas especiales cortan el genoma viral en el lugar de accesorio del ARN y así matan el virus. Para apoyar su propio sistema inmunológico – compran IRS 19, inyección de Cyanocobalamin, Selank, Metaprot, Ladasten.

Tal inmunidad es muy eficaz. Pero enciende la raza proverbial tan pronto como el virus cambia de la parte relevante del genoma, se hace resistente a la vacuna. Y a fin de restaurar el sistema inmunológico, el anfitrión debe tomar a préstamo nuevos fragmentos del genoma viral modificado. Ya que es tal un fundamental (ya que está basado en un principio central en la biología - la complementariedad de ácido nucleico) la forma de la carrera armamentista.

Hay otros modos de luchar. Muchos virus se desarrollan especial, tan para hablar, fondos protectores. En particular, los virus muy a menudo son hay algunas proteínas que se adaptan al sistema inmunológico y lo previenen. Muy a menudo resulta que el componente del sistema de defensa del anfitrión de agarrones del virus y también usa contra ella. Este componente se cambia y ya no trabaje, pero se percibe como el funcionamiento. Y tan el virus ya que pone el palo del maestro en la rueda. Esto es un fenómeno muy común. Esta carrera armamentista lleva a una variedad de sistema de defensa del anfitrión y virus. Esto es la diversidad de generación del factor más importante en el proceso de evolución.

Es obvio que algunos virus se adaptan al sistema inmunológico y siguen luchando, y unos son perdedores. Pero no sabemos nada sobre estas especies que existieron hace millones de años, pero no pasaron el camino de evolución. Sin embargo, podemos reconstruir algunas formas ancestrales, que dejaron descendientes que han sobrevivido para el día de hoy.

Estrategias de supervivencia de virus

Es importante entender que cuando hablamos de virus, hablamos de cosas que son inevitables para cualquier sistema de desarrollo de la coevolución de anfitriones y parásitos. Y luego debemos entender que el objetivo último de todos los virus y parásitos no es de ningún modo la muerte del anfitrión. Ese dispositivo, que se optimiza en el curso de la evolución no tiene nada que ver con el asesinato del dueño. El virus sólo procura multiplicarse rápidamente y eficazmente, y esta capacidad se mejora en el curso de su evolución. De hecho, para ello es mejor para matar nunca a los anfitriones del virus habría sido el mejor a sus dueños eran felices que se podría multiplicar particularmente eficaz. Pero aquí está el problema para el virus que estos objetivos - la propagación eficaz y la preservación de la vida del dueño - a menudo vienen a una contradicción. Y de hecho, muchos virus son el estilo de vida «moderado» y nunca matarán a los dueños. Para hacer esto tienen que disminuir la intensidad de reproducción.

Otra estrategia es multiplicar el máximo, y cuando el dueño muere, muévase al otro. La ventaja de esto o esa estrategia depende de la sostenibilidad ambiental. Si el parásito puede «predecir» que la población del anfitrión será estable y existirá durante millones de años, entonces le matará en cualquier caso no necesario. Si, sin embargo, una alta probabilidad de algunos desastres, que pase lo que pase conducirán a la población del anfitrión al cero, entonces se debería usar tan pronto como sea posible y moverse a otras poblaciones. Debo decir que algunos virus han evolucionado de tal modo para combinar ambos de estas estrategias.

En el curso de la evolución en virus, había otros modos de sobrevivir. Pueden incorporar su genoma en una célula del anfitrión y así vivir. Sin embargo, cuando algo mal amenaza su existencia, el virus se activa, sale de su estado soñoliento, matando al anfitrión y se mueve al otro. En términos generales, en el curso de la evolución han ganado sólo aquellos parásitos, que son capaces de combinar las dos estrategias mencionadas. Esto es la capacidad de asignar correctamente sus apuestas en el casino. Y es muy importante entender que la muerte del dueño o su condición grave en cualquier caso no es algo beneficioso para el parásito. Esto es un efecto secundario de sus actividades.

Virus y la evolución

La reproducción de virus por lo general no es de buen agüero para organismos individuales. Mientras por otra parte, los virus pueden inducir la inmunidad. Había hasta las tentativas de curar el cáncer usando virus. Pero en general, en el curso de la evolución de parásitos y virus desempeñan un papel enorme, sin ellos no hay y no habrá vida. Y la historia entera de la vida - una historia de coevolución de parásitos se relaciona con el anfitrión. Y a casa aumentar la complejidad, mejorando el sistema inmunológico no sería posible sin la interacción constante con el parásito. En particular, es posible matemáticamente mostrar que la aparición de organismos multicelulares se estimula desde muchos puntos de vista se protege de virus. Multicelular se hace ventajoso cuando las células son atacadas por el virus: ventajoso cuando una célula asume los mecanismos de utilización y golpe de la muerte celular programada pueden matar a sí y otros para librar del virus. Y muchos otros instrumentos que existen en organismos celulares, o asociado con la protección de virus o material genético, que es el dueño reciben del virus.

Uno puede citar el ejemplo siguiente. Hay completamente telomerase llamado de una enzima conocida - esto es una enzima que estabiliza nuestros cromosomas, ya que asegura que no se hagan más cortos. Esto es esencial para la supervivencia del organismo, y la actividad de la enzima es debida tanto a envejecimiento como a cáncer. Y al principio, en el alba de eukaryotes, esto es el telomerase no era nada como el revés transcriptase, que está en eukaryotes temprano era la parte de uno de los elementos genéticos móviles. Y siempre debemos recordar que nuestro propio genoma donde unas dos terceras partes o un poco menos tranquilo de remanentes de elementos genéticos móviles. La mayor parte de personas creen que esto es una chatarra inútil, pero tantos de ellos que muchos de ellos se usan para todas las clases de necesidades. Así, la evolución de los anfitriones nunca libres de parásitos y muchos de ellos toma.

Evolución y clasificación de virus

En 1971, el grande científico americano David Baltimore propuso de clasificar virus, según el tipo de ácido nucleico genomic - ADN o ARN. El tipo de virus, según esta clasificación, determina el ciclo de reproducción. Pero la naturaleza de estas clases se distribuye muy desigualmente. Si miramos que tipos de virus infectan organismos diferentes consiguen un cuadro interesante. En bacterias y archaea, la gran mayoría - es virus que contienen el ADN dos veces varado. Un eucariótico predomina virus del ARN, de los cuales hay variedad fantástica. Las razones de estas diferencias son muy interesantes, pero bien entendidas sólo en unos casos. Por ejemplo, los virus grandes que contienen el ADN no se pueden propagar en fábricas, no hay sólo sobreviven y están presentes en algas. En fábricas más altas, su lugar es tomado por los virus que contienen el ARN. Ese concepto es sólo el hueco define, por lo visto, las diferencias en la propagación de virus. Pero no siempre es posible agarrar exactamente.

Evolución de inmunidad

La conversación de la evolución de inmunidad puede ser muy larga, pero es importante entender algunas cosas muy importantes. Cada uno sabe que la réplica del material genético está basada en la complementariedad de ácidos nucleicos. Y, en consecuencia, el sistema inmunológico importante también está basado en este principio. En particular, es posible tomar una pieza de ARN y es conveniente para el reconocimiento. Es un arma potente contra alguien más, el parásito, como genomas virales. ¿Pero dónde tomar este ácido nucleico protector único? Del genoma del parásito. Esto se puede hacer de modos diferentes. Por ejemplo, en eukaryotes, generalmente, el recorte ocurre el genoma del virus del ARN en chiringos y luego algunos de estos trozos son usados para identificar una ubicación única en el genoma del parásito y destruirlo usando nuclease la enzima, que se incluye en el complejo. Esto es un principio simple y elegante.

Sin embargo, cuando la infección se marcha, el proceso se termina, y la vacunación no pasa. Y el siguiente paso debe proporcionar una vacuna. Esto es lo que hace el sistema CRISPR. Lo paga es completamente un complejo grande y la posibilidad de reacciones autoinmunes. Sin embargo, conviene bien al contrato de un seguro que información de la tienda sobre el parásito. Incluye elementos del genoma del otro en su propio ADN - esto es el principio básico del funcionamiento del sistema CRISPR. Y este principio potente debe utilizar ácidos nucleicos complementarios, el mismo principio de la réplica a fin de separarse de su extranjero y destruirlo. Este método, que es usado por todos los organismos. El segundo método consiste en que su reconocimiento se realiza por medio del otro y proteínas específicas - esto es lo que hace nuestro sistema inmunológico usando receptores en células que reconocen el virus y anticuerpo soluble. En general, en todo inmune en un sentido global - es el reconocimiento de su y de los otros, y la protección de su destrucción del otro. Y en el proceso de evolución se lleva el número enorme de caminos diferentes.

En el futuro, la destrucción completa de virus no es ni necesaria, ni posible. Pero la destrucción de enfermedades humanas que son causadas por ellos, como viruela y polio - esto es la realidad corriente y objetivo claro. Éstos son virus que son el callejón sin salida de la evolución y al mismo tiempo matan al anfitrión - realmente pueden y se deberían eliminar. Contra las enfermedades virales principales tienen una vacuna buena, excepto virus que cambian rápidamente como gripe o VIH. En otros casos, las vacunas trabajan completamente bien. Muchos estudios conducidos en el campo del virus que cambia rápido e imprevisible. Los científicos tratan de entender cómo predecir la evolución de estos virus en la microescala y conseguir vacunas eficaces. El final de este trabajo aún para esperar. El problema grande no está tanto en los virus recién emergentes, cuantos venido de sitios distantes diferentes, como el virus de Zika.