Pandoraviirus — väga suur genoomiga viiruste perekond, mis nakatab amööbe
Pandoraviirus — hiiglaslik amööbi-nakatav viirus, 1,9–2,5 Mb DNA-genoomiga, 93% tundmatuid geene ja unikaalne struktuur teevad temast bioloogia erakordse saladuse.
Pandoraviirus on väga suurte viiruste perekond, mis eristub teistest nii viiruse iseloomuliku kujuga kui ka äärmiselt suure genoomiga. Nagu teised suured viirused Mimiviirus, Pithoviirus ja Megaviirus, nakatab Pandoraviirus peamiselt amööbe (tavaliselt Acanthamoeba-liike). Pandoraviiruse genoom koosneb DNA-st ja on suurusjärgus 1,9–2,5 megabaasi (miljonit aluspaari) — see on kuni kaks korda suurem kui Megaviruse genoom. Viiruse morfoloogia on amfora‑laadne (piklik, umbkaudu mikromeetrise ulatusega), mistõttu see erineb tavalistest icosahedraalse kuju ja kapsliga viirustest.
Struktuur ja genoom
Pandoraviiruste viirused on tavaliselt suuruselt võrreldavad väikeste mikroorganismidega ja neil puudub tavaline icosahedral kapsid, mida nähakse paljudel teistel viirustel. Kuigi Pithoviiruse kapsid võivad olla ruumiliselt suuremad, on Pandoraviirusel teadaolevalt suurim genoom kõigist viirustest (mõned isendid kuni 2,5 miljonit aluspaari). Genoom sisaldab tuhandeid geenikandidaate; paljud neist koodivad valke, mille funktsioon on teadmata.
Geenide omapära ja "orfanid"
Ligikaudu 93% Pandoravirusgeenidest ei ole tuntud teistelt mikroobidelt ega vasta ühelegi varem kirjeldatud geenile (neid nimetatakse sageli "orfanideks" ehk ainulaadseteks geenideks). See omadus tõi kaasa hüpoteese ja debati selle kohta, kuidas suured viirused tekkisid — kas nad on jäänuk mingist varasemast rakkudele omasest pärandist, või on need kogunud geene läbi horisontaalse geeniedastuse. Mõned teadlased on isegi pakkunud, et sellised viirused võiksid esindada bioloogias “neljandat domeeni” bakterite, arheoidide ja eukarüootide kõrval. Samas on see mõte vastuoluline ja enamik bakteriolooge ja evolutsioonibiolooge käsitleb viirusi siiski eraldi rühmana, mis ei kuulu kolme klassikalise domeeni hulka.
Levimine ja elutsükkel
Pandoraviiruseid on leitud nii magevees kui ka mere setetes ja veekogude sedimendis. Nende looduslikud peremehed on suure tõenäosusega vabalt elavad amööbid. Nakatumine algab tihti sellega, et amööb fagotsüteerib (neelab) viirusosakesed; viirus väljub fagosoomist ja asustab peremehe tsütoplasmas piirkonna, mida nimetatakse viirusfabrikuks. Seal sünteesitakse viiruse genoomi ja valke ning lõpuks moodustuvad uued viirusosakesed, mis vabanedes põhjustavad peremeheraku lüüsi.
Teaduslik ja praktiline tähtsus
Pandoraviirused on olulised mitmel põhjusel:
- Evolutsiooni uuringud: nende ainulaadsed geenid ja suurus annavad vihjeid viiruste ja rakkude evolutsioonilistele suhetele ning võimalikele varasematele pärilikkuse vormidele.
- Metagenoomika ja avastamisviisid: suured geneetilised valdkonnad, millel puudub vaste andmebaasides, tõstavad esile meetodite ja tõlgenduste piiranguid genoomiuuringutes.
- Ohutus: praegu puuduvad tõendid, et Pandoraviirus võiks viirustada inimesi või tekitada inimesele haigust; nende infot peetakse enamasti huvipakkuvaks põllumajanduse või meditsiini seisukohalt madala riskiga.
Avastamine ja uurimismeetodid
Esimesed pandoraviirused kirjeldati 2013. aastal, kasutades kombineeritult amööbikultuure, elektronmikroskoopiat ja genoomijärjestamist. Uurijad kasutavad nii kultiveerimist amööbiga kui ka metagenoomikat, et leida ja karakteriseerida uusi suurviiruseid. Elektronmikroskoopia näitab viiruse eripärast kuju ja suurust, genoomi analüüs paljastab geenide hulga ja nende võimalikud päritolud.
Evolutsiooniline vaidlus
Arutelu nende viiruste päritolu üle jätkub. Üks hüpotees on, et hiidviirused pärinevad vähendunud rakkudest (st nad olid kunagi rakulised organismid, mis kaotasid osiseid rakuomadustest), teine hüpotees rõhutab geenide kogunemist horisontaalse ülekande teel ja uute geenide tekkimist. Mõlemad seletused püüavad seletada, miks nii suur osa Pandoraviruse geenidest on unikaalsed.
Kuigi Pandoraviirused annavad uusi teadmisi bioloogia piiridest, jääb nende koht eluslooduse puu ja nende tekkemehhanismide täpne seletus aktiivseks uurimisvaldkonnaks.
Küsimused ja vastused
K: Mis on Pandoravirus?
V: Pandoraviirus on väga suurte viiruste perekond.
K: Kui suur on Pandoraviiruse genoom?
V: Pandoraviiruse genoomi suurus on 1,9-2,5 megabaasi DNA-d, mis on kaks korda suurem kui megaviiruse oma.
K: Millist tüüpi rakke nakatab Pandoravirus?
V: Pandoraviirus nakatab amööbe.
K: Mille poolest erineb Pandoraviiruse genoom teistest suurtest viirustest?
V: Pandoraviiruse genoom erineb oluliselt teistest suurtest viirustest nii välimuse kui ka genoomi struktuuri poolest.
K: Kui suur osa Pandoraviruse geenidest ei ole teada teistest mikroobidest?
V: Umbes 93% Pandoraviruse geenidest ei ole teada teistest mikroobidest.
K: Milline on pakutud "neljas domeen", mille hulka mõned teadlased soovitasid Pandoravirus kuuluda?
V: Pakutud "neljas domeen", mille hulka mõned teadlased soovitasid Pandoravirus kuuluda, on bakterite, arheoidide ja eukarüootide kõrval.
K: Kas viirusi peetakse kolme eluvaldkonna hulka kuuluvaks?
V: Viiruseid tervikuna ei peeta kolme eluvaldkonna hulka kuuluvaks.
Otsige