3d struktura proteinů, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain
3d struktura proteinů, zdroj: Wikipedia, licence obrázku public domain

Evoluce virů – viry jako upíři a potomci buněčných organismů?

Dopad virů na evoluci biosféry je bezesporu velký, autoři se však liší v pohledu na průběh událostí. Podle některých autorů mohly viriony různých druhů být už součástí abiosféry a představovat jakýsi „DNA svět virů“, který posléze infikoval „RNA svět“ (Forterre 2006ab) a snad dal i vznik jádru (Forterre & Gaïa 2016). Viry by také mohly představovat genové „utečence“ z buněk na různých úrovních evoluce (proto
existují RNA viry, DNA viry apod.; Koonin et al. 2006). Variantou této představy jsou utečenci z „buněk“ Světa RNA, kteří „vynalezli“ DNA jako stabilnější médium pro šíření přetrvávání v okolním prostředí.
Buňky produkující DNA viry (anebo buňky jimi infikované) posléze začaly používat DNA i pro vlastní účely (například Glansdorff et al. 2008).

Dostáváme se k představě čtvrté linie buněčného života, doméně „virobuněk“ (virocells), která se coby parazit začala postupně „přesazovat“ do ostatních tří domén a nakonec zcela zanikla jako samostatná entita. Působí, i když „není“: tvorbu disperzních stadií – virionů – přenechala ostatním typům buněk, a viriony si zase ponechaly – nebo získaly – schopnost v těchto buňkách do značné míry „rekonstruovat“ své mateřské prostředí, a to formou struktury, kterou Forterre (2006ab, 2010, 2013) nazývá virobuňkou.
Podporu pro takový vývoj může poskytnout i současná biosféra.
Prvním stadiem ze strany endosymbionta může být prolomení klauzury hostitelské buňky a usazení se v jeho cytoplazmě (řada bakteriálních parazitů, například Salmonella); symbiont se postupně stává stále víc závislý na hostiteli metabolicky (Rickettsia, Mycoplasma, Chlamydia apod.), až nakonec ztratí i svou vlastní klauzuru. Vývoj pak může pokračovat dvěma směry. Jedna cesta vede k semiautonomním organelám, které si podrží zbytky svého genetického aparátu (mitochondrie, plastidy) anebo ho zcela ztratí (hydrogenozom původem z mitochondrie). Touto cestou se intracelulární symbiont vzdává možnosti opustit buňku a je zcela závislý na vertikálním šíření. Nakonec de facto zanikne, zbudou jen některé geny v jádře hostitele, „škleby bez kočky“, které svou signaturou dosvědčují původ z organely.

Druhá cesta této symbiogeneze také vede k postupnému „vyvanutí“, zachovávají se však disperzní stadia schopná do svého množení zapřáhnout další buňky. V této situaci je snad výše zmíněná parazitická ruducha, cizopasník v cytoplazmě jiné ruduchy (Goff & Coleman 1984, 1995). Mnohem důležitější cesta však vede v evoluci k virům: endosymbiont (tj. původní hypotetická „virobuňka“) jako v případě symbiogenetických organel ztrácí klauzuru a přichází o membránu a ribozomy a fakticky přestává být dobře rozpoznatelnou tělesnou entitou; na hraně této fáze jsou možná obří viry (mimiviry; například Forterre & Gaïa 2016). Co si však oproti organelám ponechává, je genetický aparát, kódující proteiny kapsidy a prostředky pro její skládání; často též má prostředky pro replikaci a transkripci, a pochopitelně i způsob, jak hostitele opustit a jak se navázat na hostitele nového.
Díky tomu, že se zachovala disperzní stadia, může se „neexistující“ symbiont prostřednictvím virionů šířit horizontálně. Někdy přesto dává přednost šíření vertikálnímu, a to buď dočasně (v případě lyzogenie), nebo trvale (retroviry eukaryot); nakonec může skončit jako běžný genetický element nesoucí několik genů, neschopný už „vyvolání“ virové fabriky a zcela závislý na hostiteli; jiným vyústěním
vývoje mohou být plazmidy. Podporou pro tento průběh událostí je i fylogenomika: ukazuje se, že svět virů obsahuje proteiny, pro které se nenacházejí žádné homology ve třech buněčných doménách; proteiny, které homologní jsou, pak z velké částí pocházejí z virů (Nasir & Caetano-Anollés 2015). Přiznávám, že ze všech scénářů mi jako nejelegantnější připadá tento „upíří“: virion (upír) uchvátí živou buňku a promění ji na nemrtvý stín něčeho, čím sám kdysi býval.
Buňky mohou vzdorovat tím, že ničí buď virion samotný, anebo jej zkrotí tím, že ho inkorporují do vlastních genetických struktur. Jisté nebezpečí, ale též šance, přetrvává: Forterre (2010) se domnívá, že napětí mezi živými buňkami a viry je jednou z hnacích sil evoluce. Příkladem může být zmíněná role retrovirů při evoluci placentálních savců či dokonce divergence hominidů; jiným příkladem takového nástroje evoluce jsou plazmidy. Evolučních a ekologických rolí však viry mohou mít mnohem víc (například Villareal & Witzany 2010, Nasir et al. 2014).

Tento text je úryvkem z knihy:
Anton Markoš: Evoluční tápání: Podoby planetárního životopisu
Pavel Mervart 2016
O knize na stránkách vydavatele

obalka_knihy

United States Department of Agriculture, zdroj: Wkipedia, licence obrázku public domain

Eneolit v Evropě: orba, mléko, pivo

Lidé už tehdy mohli vařit pivo víceméně běžně, přitom se s ním však přímo neobchodovalo. …

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close