Wie Riesige Viren Funktionieren

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Riesige viren klingen wie ein scifi-film. Aber sie sind echt und nicht so beängstigend, wie sie denken. Erfahren sie alles über riesenviren bei WordsSideKick.com.

Ich mag das Wort "Riese" nur in Bezug auf lustige Sachen, wie Bier und Brownies. Viren Ich ziehe es vor, klein zu sein und leicht zu überwinden, wenn ich sie nicht vollständig aus meinem Leben entferne. Es ist also leicht einzusehen, warum die ständig wachsende Bekanntheit von "Riesenviren" die Menschen in Raserei versetzen. Bevor wir jedoch auf Plastikblasen zurückgreifen, ist es wichtig, die Grundlagen von Riesenviren zu verstehen und welche Arten von Risiken sie darstellen können oder nicht.

Um ein genaues Bild zu zeichnen, ist es hilfreich zu wissen, wie ein sogenannter "Standard" -Virus aussieht. "Normalerweise meinen wir, dass ein Virus eine Handvoll Gene hat, die einige Proteine ​​herstellen, um sich selbst zu replizieren", erklärt Steven W. Wilhelm, promovierter Direktor und stellvertretender Leiter der Abteilung für Mikrobiologie der University of Tennessee. "Diese Riesenviren sind eine etwas andere Geschichte, da sie Dutzende oder Hunderte von Genen enthalten."

Riesenviren sind nach Wilhelm noch so neu, dass es ihnen an harten Kriterien fehlt. Die grundlegende Faustregel lautet jedoch, dass diese Viren Genome haben, deren Gesamtgröße mehr als eine Viertelmillion Basenpaare beträgt. "Das Genom ist eine Art Bauplan der Zelle, und die Basenpaare sind die Komponenten, aus denen sich dieser Bauplan zusammensetzt", sagt er.

Selbst wenn Sie nicht genau verstehen, was das bedeutet, bringt dieser Vergleich den Unterschied zwischen einem normalen Virus und einer riesigen Version zum Ausdruck. Zum Beispiel das Human Immunodeficiency Virus (HIV), das wahrscheinlich das am meisten untersuchte Virus der Welt ist. HIV-Sport 9.749 Basenpaare. Im Gegensatz dazu ist das derzeit größte Riesenvirus Pandoravirus, die laut Wilhelm 2 Millionen Basenpaare aufweist. Pandoravirus hat auch DNA, die reguläre Viren in den Schatten stellt, mit 2.500 Genen im Vergleich zu Standard 10, die in den meisten kleineren Versionen gefunden werden. Andere Viren mit einer Länge von 1 Mikrometer (ein Tausendstel Millimeter) sind im Vergleich zu normalen Viren im Bereich zwischen 50 und 100 Nanometern (1.000 Mikrometer im Mikrometerbereich) weit überlegen [Quelle: Dell'Amore].

Im Wesentlichen handelt es sich um normale Viren, die auf Hulk gegangen sind, wenn auch auf mikroskopischer Ebene. Ist es also an der Zeit, auszuflippen, oder sollten wir abwarten?

Die Zielgruppen der Riesenviren

Ich weiß, dass dir der Magenwanzen vor kurzem wie das Ende der Welt vorkam. Tatsächlich war das einzig Gute, was daraus hervorging, wahrscheinlich ein leichter Gewichtsverlust! Wenn das also ein winzig kleines Babyvirus ist, verglichen mit einem Pandoravirus, Man kann davon ausgehen, dass wir alle zum Scheitern verurteilt sind, richtig? Atmen Sie auf, meine Freunde, denn das ist wahrscheinlich nicht der Fall.

"Es hat sich gezeigt, dass die meisten dieser Riesenviren Amöben infizieren", erklärt Wilhelm. Amöben sind weit entfernt vom Menschen, da es sich um mikroskopisch kleine einzellige Organismen handelt, die sich hauptsächlich im Wasser befinden [Quelle: New World Encyclopedia]. Wilhelm stellt auch fest, dass einzellige Algen und Protozoen-Grazer andere typische Angriffspunkte für Riesenviren sind, besteht jedoch darauf, dass die Gefahr für den Menschen minimal ist, wenn überhaupt. "Wir haben keine wirklichen Beweise dafür, dass diese Viren Menschen oder Tieren etwas antun", sagt er.

Wenn Riesenviren den Menschen nicht schaden, was ist dann die große Sache? Es hat sich herausgestellt, dass einige von ihnen Menschen auf ökologische und ökonomische Weise versehentlich beeinflussen können. Zum Beispiel haben Wilhelm und sein Team jahrelang studiertAureococcus anophagefferens-Virus (AaV), die unwissentlich von gleichnamigen Algen gehostet wird (das Virus wird üblicherweise nach den Algen benannt). Man nimmt an, dass die betroffenen Algen an der Ostküste der Vereinigten Staaten eine Rolle beim Wachstum von "braune Flutblüten" spielen, obwohl sie sich inzwischen auf andere Gebiete ausgeweitet hat.

Frühjahrsblüten von AaV stellen ein großes Problem für Küstengebiete wie die Great South Bay von Long Island dar, da sie das Gebiet übernehmen und das Wachstum von Seegras verhindern. Infolgedessen gab es einen starken Rückgang bei Muscheln und anderen Meereslebewesen, was sich negativ auf das Aussehen, die Funktionalität und das wirtschaftliche Potenzial vieler betroffener Gebiete auswirkt [Quelle: Columbia University].

Es war jedoch ein langwieriger Prozess, das Virus herauszufinden, seit es in den 1980er Jahren zum ersten Mal aufgetaucht ist. "2014 haben wir die Genomsequenz abgeschlossen und waren überrascht, dass sie in diese Riesenviruskategorie passt", sagt Wilhelm von dem Virus, der 370.000 Basenpaare aufweist. Es gab auch einige unvorhergesehene Überraschungen. "Es hat nicht nur Gene, die anderen Riesenviren ähnlich sind, sondern auch Gene, die dem Wirt ähneln, bakteriellen Genen, bakteriellen Virusgenen", sagt er. "Es ist ein echtes Mosaik genetisch."

Dennoch scheinen einige Wissenschaftler einen schlafenden Bären zu stoßen, indem sie Viren von vor langer Zeit freigelegt haben. Bringen sie uns in die Gefahr, wenn auch unbeabsichtigt?

Der Dummheitsvirus

Forscher entdeckten 2014 das Algenvirus ATCV-1, das von verschiedenen Medien als "Dummheitsvirus" bezeichnet wurde. Menschliche Rachenkulturen zeigten in Verbindung mit kognitiven Fähigkeitenstests, dass Personen, die positiv getestet wurden, bei mentalen Fertigkeitstests weniger eindrucksvoll abschneiden als ihre nicht-viral betroffenen Kollegen. Viele Wissenschaftler verzichten auf die Ergebnisse, bis sie repliziert werden können [Quelle: UPI-Mitarbeiter].

Könnten riesige Viren für die Menschen katastrophal sein?

Darstellung eines Mimivirus durch ein Künstler (links) im Vergleich zum Bakterium Escherichia Coli (Mitte) und einem durchschnittlichen Virus (rechts).

Darstellung eines Mimivirus durch ein Künstler (links) im Vergleich zum Bakterium Escherichia Coli (Mitte) und einem durchschnittlichen Virus (rechts).

Der Alarm begann 1992 mit der zufälligen Entdeckung des weltweit ersten Riesenvirus, bekannt als Mimivirus. Es war so groß, dass Wissenschaftler es ursprünglich für ein Lungenentzündungserreger gehalten hatten [Quelle: Wessner]. "Das hat die Welt wirklich auf den Kopf gestellt", sagt Wilhelm über die Reaktion der wissenschaftlichen Gemeinschaft auf die Entdeckung.

Dann entdeckten die Wissenschaftler 2014 im sibirischen Permafrost ein neues Riesenvirus, nach rund 30.000 Jahren tief im Schlaf. Einmal in Kontakt mit Amöben gebracht, dem Virus Pithovirus sibericum, eingedrungene Amöbe wie ein Kind greift Geburtstagstorte an. Glücklicherweise konnten die Forscher feststellen, dass das Virus keine Tiere oder Menschen infizieren kann, ähnlich wie ihre anderen Riesenvirusbrüder [Quelle: Sirucek]. Puh.

Diese Entdeckung hat seitdem Bedenken geäußert, dass aufgrund der Auswirkungen der globalen Erwärmung letztendlich mehr Viren auf der Welt freigesetzt werden. "Sie haben eine interessante Studie gemacht", sagt Wilhelm. "Es gibt eine neue Perspektive auf die verschiedenen Viren und die möglichen Gene, die sie enthalten könnten, aber ich denke, die Auswirkungen des Permafrost-Auftauens auf die Umwelt sind viel besorgniserregender", sagt er.

Diese Riesenviren gibt es schon länger als Menschen (praktisch reiben sie mit uns die Ellbogen), aber die moderne Wissenschaft hat sie gerade erst "entdeckt". "Wir leben mit ihnen wahrscheinlich Hunderte Millionen, wenn nicht Milliarden von Jahren", sagt James L. Van Etten, Ph.D. mit der University of Nebraska und dem Nebraska Center for Virology. "Sie waren die ganze Zeit da draußen."

Das Auftauen von Permafrost ist also ein Problem, nicht aus dem Grund, von dem viele denken, zumindest aus der Sicht einiger Experten. Die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Umwelt sind eher eine Gefahr als die Befürchtung, dass eine Neandertaler-Krankheit neu für die Welt freigesetzt wird.

All diese Zusicherungen werden jedoch die Ängste der Bevölkerung hinsichtlich Riesenviren nicht vollständig abschwächen, obwohl ein weniger furchterregender Name dem Fall wahrscheinlich geholfen hätte. Wie wurden diese Viren so groß?

Das Gesicht der Virologie verändern

Wenn Sie sich fragen, wie diese Viren so groß werden, sind Sie nicht alleine. Es stellt sich heraus, dass dies die Millionenfrage in der wissenschaftlichen Gemeinschaft ist. "Niemand weiß es", sagt Van Etten. "Es gibt einige Hypothesen, aber sicherlich keine Hypothese, mit der alle Wissenschaftler einverstanden sind", erklärt er und fügt hinzu, dass einige Leute glauben, dass Riesenviren aus kleineren Viren erwachsen sind, aber niemand weiß, warum sie das getan hätten.

In der Tat haben wir wahrscheinlich gerade erst begonnen, die Oberfläche von Riesenviren zu zerkratzen. "Es werden ständig neue entdeckt", sagt Wilhelm. "Wir haben wirklich keine Ahnung von der Vielfalt, wie viele gibt es oder wie verbreitet sie sind." Er stellt fest, dass mindestens eine Studie nahelegt, dass sie sich meistens in Meeresumgebungen befinden. Wissenschaftler sind sehr darauf aus, herauszufinden, warum diese Genome so groß sind. Dies ist besonders interessant, da die meisten normalen Viren tatsächlich unter dem Evolutionsdruck stehen, ihre Genomgröße zu reduzieren, weil es für sie so anstrengend ist, eine hohe Anzahl aufrechtzuerhalten, so Wilhelm. "Wir nennen dieses Genom Straffung", erklärt er. "Riesenviren gehen gegen den Strich."

Die Entstehung von Riesenviren sorgt auch in der Virologie-Community für Aufsehen, da diese großen Jungen Gene sind, die zuvor nur mit zellulären Lebensformen in Verbindung gebracht wurden. Zum Beispiel wurden funktionelle Gene, die für verschiedene Prozesse wie den Transport von Nährstoffen verantwortlich sind, in ihrer Tiefe gefunden. "Wir fangen an, die Grenzen, die wir historisch zwischen Viren und Zellen gezogen hätten, in Bezug auf die Funktion zu verwischen", erklärt Wilhelm.

Aufgrund dieser vielen Erkenntnisse werden seit langem bestehende Meinungen zu Viren in Frage gestellt. "Es ist klar, dass das Gebiet der Virologie neu überdenken muss, wie sie Viren definieren", sagt Van Etten und fügte hinzu, frühere Standards hielten fest, dass ein Virus einer bestimmten Größe durchlaufen werden müsse, um sich als Virus zu qualifizieren, und dass dieser Test wahrscheinlich der Grund ist, warum die Riesenversionen so lange unbekannt waren.

Obwohl viele Unbekannte bestehen, sind einige Prinzipien kristallklar. "Wir beginnen zu erwarten, dass wir Angehörige dieser Viren überall finden werden", sagt Wilhelm. Die Auswirkungen aller Arten von Viren sind nicht zu unterschätzen. "Viren kontrollieren Mikroben, Ergo-Viren kontrollieren den Planeten."

Anmerkung des Autors: Wie große Viren funktionieren

Nachdem ich mich mit einigen der angesehensten Köpfe der Riesenvirusforschung unterhalten habe, bin ich zuversichtlich, dass kleinere Viren für mich eine größere Bedrohung darstellen als etwas, das Amöben angreifen würde. Selbst wenn sich das ändert, habe ich ein Handdesinfektionsmittel und ich habe keine Angst, es zu benutzen!


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