Pandoravirus: ogromen virus z 93 % neznanih genov in največjim genomom

Pandoravirus je rod zelo velikih virusov. Imajo največje genome med vsemi vrstami virusov. Tako kot drugi veliki virusi Mimivirus, Pithovirus in Megavirus tudi Pandoravirus okuži amebe. Njegov genom z 1,9 do 2,5 megabaz DNK je dvakrat večji od genoma Megavirusa. Od drugih velikih virusov se močno razlikuje po videzu in strukturi genoma.

Čeprav je kapsida pithovirusa za 50 % večja, ima pandoravirus največji genom med vsemi virusi (2,5 milijona baznih parov).

Približno 93 % genov pandoravirusov ni znanih iz drugih mikrobov. Zaradi tega so nekateri znanstveniki predlagali, da virus spada v "četrto domeno", poleg bakterij, arhej in evkariontov. Za viruse kot celoto ne velja, da spadajo v te tri domene, vendar so jih nekateri biologi v preteklosti predlagali kot eno od njih.

Odkritje in primeri

Pandoraviruse so prvič opisali leta 2013. Prvi izolati, kot sta Pandoravirus salinus in Pandoravirus dulcis, so bili odkriti v morskih sedimentih ob obali Čila in v sladkovodnem ribniku v Avstraliji. Izolacija je bila možna s kultivacijo v gostiteljskih amebah (na primer Acanthamoeba), nato so jih preučili z elektronskim mikroskopom in sekvenciranjem genoma.

Zgradba in genom

• Velikost delcev: delci so zelo veliki za virus — ovoidne oblike in lahko dosežejo velikosti približno 1 µm, kar je primerljivo s velikostjo nekaterih bakterij.
• Genom: genom je dvovijačna DNK dolga od približno 1,9 do 2,5 megabaz. To je največji znan pripadni genom med opisanimi virusi.
• Nepoznani geni: okoli 93 % odkritih genov nima sorodnikov v doslej opisanih bazah podatkov (imenovani so ORFans). To pomeni, da večina kodirnih regij nima razumljive funkcije ali homologov pri drugih organizmih.
• Strukturne posebnosti: pandoravirusi nimajo tipične icosaedrične kapside, kot jo imajo mnogi drugi virusi; namesto tega imajo kompleksno ovojnico in notranjo strukturo, ki ju razkrivajo slike elektronskega mikroskopa.

Življenjski cikel in ekologija

Pandoravarusi vstopijo v gostiteljsko amebo običajno z fagocitozo (ameba jih "poje"). Po vstopu se delno odgrnejo in v citoplazmi gostitelja tvorijo viralne tovarne — ločena področja, kjer se sintetizirajo virusi. Na koncu cikla novi delci zapustijo celico, pogosto s celično lizo. Ti virusi niso znani kot patogeni za ljudi; njihova naravna vloga je predvsem v interakcijah z enoceličnimi eukariotnimi gostitelji v okolju.

Pomen za evolucijo in znanost

Odkritje pandoravirusov je sprožilo številne razprave o tem, kako opredeliti viruse in kako razložiti izvor tako velikih genomov. Možne razlage za njihovo nenavadno sestavo vključujejo:

• izguba genov iz večjega, bolj celostnega prednika (reduktivna evolucija),
• intenzivno izmenjevanje genov z različnimi gostitelji in drugimi mikrobi (horizontalni prenos genov),
• in možnost, da so izvorno nastali kot ločena veja z veliko lastnih genov.

Trditev, da predstavljajo "četrto domeno" življenja, ostaja sporna in je v znanstveni skupnosti predmet nadaljnjih analiz. Večina strokovnjakov je previdnih pri takšnih zaključkih, saj so potrebne dodatne podatkovne primerjave in evolucijske analize.

Kako jih preučujemo

Za preučevanje pandoravirusov raziskovalci uporabljajo kombinacijo metod: izolacijo v kulturi, prenosne elektronske mikroskopije za opazovanje morfologije, sekvenciranje celotnega genoma in bioinformatično analizo za iskanje homologij in funkcij genov. Zaradi velikega deleža neznanih genov ostaja veliko nadaljnjih raziskav, ki bi razkrile biokemijske in celične funkcije njihovih beljakovin.

Čeprav pandoravirusi izzivajo naše razumevanje virusov in evolucije, trenutno ni dokazov, da bi predstavljali neposredno nevarnost za ljudi. Njihova največja vrednost je v razširjanju znanja o biološki raznolikosti in mehanizmih, ki so oblikovali življenje na Zemlji.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je pandoravirus?

V: Kakšna je velikost genoma virusa Pandoravirus?

V: Katere vrste celic okuži Pandoravirus?

V: Kako se genom Pandoravirusa razlikuje od drugih velikih virusov?

V: Kolikšen odstotek genov virusa Pandoravirus ni znan iz drugih mikrobov?

V: Kaj je predlagana "četrta domena", v katero naj bi po mnenju nekaterih znanstvenikov spadal Pandoravirus?

V: Ali virusi spadajo med tri področja življenja?

Išči po črki