Genomas secuenciados
Mimivirus es un género de virus de gran tamaño que poseen ADN de doble cadena y cuyas partículas maduras tienen una cápsida de entre 400 y 500 nm de diámetro, 1.181.404 pb y aproximadamente 911 ORF.1 Fue descubierto por primera vez en 1992en una torre de refrigeración industrial en Bradford (Inglaterra) e identificado en 2003 por un grupo de investigadores en la Université de la Méditerranée en Marsella (Francia). El virus, que fue descubierto mientras se estudiaba la legionelosis (una enfermedad causada por la bacteria Legionella), se encontró dentro de la ameba acuáticaAcanthamoeba polyphaga. A su vez, también se encontraron anticuerpos para este virus en muestras de sangre humana.- .....................................................:https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=f27806d1fcf163868c15682098e02ee36c125fad&writer=rdf2latex&return_to=Mimivirus
Mimivirus es el más grande y complejo virus conocido. ¿Es un puente evolutiva entre los virus no vivos y los seres vivos, o es sólo una anomalía?
Los virus son pequeñas y bastante simple. Al menos eso es lo que mucha gente probablemente asumen. Con el descubrimiento de Mimivirus - la más grande de virus, más compleja que actualmente se conoce - pueden necesitar ser reevaluado estos supuestos. Este virus gigante tiene un tamaño mucho más grande y más grande del genoma que cualquier otro virus conocido. El análisis de este virus intrigante puede arrojar luz sobre cuestiones básicas de la viral evolución y, tal vez, los orígenes de la vida.
Cuando la mayoría de la gente piensa acerca de los virus, es probable que primero piensan en enfermedades. La gripe, la poliomielitis, el SIDA. Todos sabemos que los virus han causado un sufrimiento incalculable en toda la historia humana. Y cuando se le preguntó para describir un virus, la mayoría de la gente probablemente dirían, "pequeño". Agentes De hecho, los virus fueron primero identificados como filtrables infecciosas (Beijerinck 1898; Ivanofsky 1892) - Entidades que podrían causar una infección y pasar a través de un filtro lo suficientemente pequeño como para excluir casi todas las bacterias .
Su pequeño tamaño y su incapacidad para llevar a cabo la traducción - la formación de polipéptidos de mensajero ARN - a menudo se destacan como dos características definitorias de los virus. Ellos parecen compartir poco más. Algunos virus tienen genomas de ARN, y algunos tienen ADN genomas.Algunos tienen genomas de hebra sencilla, y otros tienen genomas de doble cadena. Algunos poseen sobres, mientras que otros no lo hacen. Y estructuralmente, los virus muestran una maravillosa variedad de formas. El descubrimiento de que el gigante Mimivirus duda nos obliga a repensar nuestra suposición de que los virus son pequeños. El análisis de este virus también puede llevarnos a repensar nuestras suposiciones sobre el árbol de la vida.
Descubrimiento y Análisis de la Mimivirus gigante
En primer lugar se observa en 1992, Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV) presenta una interesante historia de la investigación científica. Durante la investigación de un brote de neumonía, los investigadores observaron partículas parecidas a las bacterias Gram-positivas que residen dentro de las amebas aislado de una torre de refrigeración por agua. Debido a que otros bacterianas especies que causan la neumonía, como Legionella pneumophila , residen dentro de las amebas (Rowbotham 1980), los investigadores plantearon la hipótesis de que habían encontrado otra bacteria que causa neumonía. La investigación posterior, sin embargo, mostraron que no se habían identificado una bacteria, pero un gigante virus (La Scola et al . 2003).
De hecho, la característica más dramática de este virus es su tamaño. Los investigadores, de hecho, llamaron Mimivirus - abreviatura de "imitando microbio" - para reflejar su gran tamaño y propiedades de tinción de Gram-aparentes (Figura 1). El virus tiene un diámetro de la cápside de 400-500 nanómetros (nm) y un diámetro total de partículas, incluyendo fibras que se extienden hacia fuera de la cápside, de aproximadamente 750 nm (Xiao et al . 2005). Una segunda cepa de APMV, actualmente denominado "mamavirus," puede ser incluso más grande (La Scola et al . 2008). Estas cepas APMV eclipsan todos los demás virus conocidos y superan el tamaño de varias bacterias bien caracterizados. Partículas poliovirus, en comparación, tienen un diámetro de sólo 30 nm, que es aproximadamente 10.000 veces más pequeño que un grano de sal. Incluso los poxvirus relativamente grandes, en forma de ladrillo, tales como virus de la viruela, por lo general miden aproximadamente 200 nm de ancho y 300 nm de longitud - ni siquiera la mitad del tamaño de Mimivirus. En aproximadamente 1,2 millones de pares de bases (Raoult et al . 2004), el lineales , de cadena doble de ADN del genoma de Mimivirus excede con mucho el tamaño de cualquier otro virus conocido y un número de bacterias. Una vez más, como un punto de comparación, poliovirus tiene un genoma de sólo 7.500 nucleótidos, y el genoma del virus de la viruela es de aproximadamente 200.000 nucleótidos de longitud.
El Mimivirus genoma
Si bien el tamaño de Mimivirus duda se extiende nuestras percepciones comunes de los virus, los investigadores han estado más interesados en los tipos de genes que se encuentran en el genoma Mimivirus. Esta información, razonaron, podría ayudarnos a entender la historia evolutiva de Mimivirus y, tal vez, arrojar algo de luz sobre la cuestión más fundamental de la historia de todos los virus. Para llevar a cabo este tipo de análisis, necesitarían genes dentro del genoma Mimivirus ser comparado con genes de otros organismos. Cuando los organismos comparten genes similares, podemos formular la hipótesis de que comparten una herencia evolutiva.
Utilizando técnicas de secuenciación estándar (Adams 2008), los investigadores primero secuenciaron toda la 1.181.404 pares de bases Mimivirus genoma (Raoult et al. 2004) y luego analizaron la secuencia. Predijeron que el genoma contiene 911 posibles genes codificadores de proteínas, o marcos de lectura abierta (ORF; Raoult et al. 2004). El genoma del virus de la gripe humana, por el contrario, sólo codifica 11 proteínas; y el genoma de la viruela codifica menos de 200 proteínas.
Para analizar más a fondo esta gran virus, los investigadores compararon los genes próxima Mimivirus putativos a conocidas secuencias de genes de otros virus y organismos celulares. Los resultados los sorprendieron. Mimivirus parece contener muchos ORFs identificados previamente en los miembros del grupo nucleocytoplasmic virus de ADN grande (NCLDV), un grupo que también incluye humanos patógenos como los virus del herpes y virus de la viruela. Sin embargo, la constelación exacta de estos genes en el genoma Mimivirus no coincide con ninguna de las NCLDVs conocidos.Este resultado condujo a los investigadores a postular que Mimivirus probablemente representa el primer miembro identificado de una nueva clase de NCLDVs (Raoult et al . 2004).
Aunque la presencia de estos genes NCLDV en Mimivirus es interesante, no puede parecer sorprendente. Dadas las similitudes estructurales entre Mimivirus y otros virus grandes de ADN, debemos esperar que estos virus para contener algunos genes similares. La identificación de otros genes, sin embargo, sorprendió con claridad la comunidad microbiología. Como los autores de la nota de estudio, el genoma Mimivirus incluye "muchos genes nunca antes identificados en un genoma viral" (Raoult et al . 2004). Más específicamente, el genoma Mimivirus parece contener muchos genes necesarios para los procesos que se consideran características de la vida: la proteína de la traducción y el metabolismo .
Específicamente, el genoma Mimivirus contiene un número de ORFs que muestran fuerte homología a los genes que codifican aminoacil-tRNA sintetasas, las enzimas que enlazan aminoácidos a sus moléculas de ARNt apropiados. Mimivirus también posee varios genes que muestran homología con factores de iniciación de traducción, otros componentes clave de la traducción. Además de estos genes de traducción asociada, el genoma Mimivirus incluye genes asociados con las vías metabólicas, la reparación del ADN , y el plegamiento de proteínas. Los investigadores ahora están investigando si el virus utiliza las proteínas producidas por estos genes putativos. Estas investigaciones pueden revelar si los genes son esenciales para Mimivirus replicación .
Ciertos otros NCLDVs han demostrado poseer unos pocos genes relacionados con la traducción. Entre los virus, sin embargo, muchos de estos genes parecen ser única para Mimivirus, y ningún otro virus identificado contiene cualquier lugar cerca del mismo número de estos genes. Si Mimivirus depende de su huésped para su traducción, ¿por qué tendría que poseer tantos genes relacionados con este proceso? Todavía no tenemos una respuesta clara a esta pregunta fundamental.
Historia evolutiva de Mimivirus
¿Qué podemos concluir de esta información? Como todos los otros virus, Mimivirus carece de ribosomas y depende de su huésped para la traducción. Mimivirus, sin embargo, contiene un repertorio mucho más completa de genes de traducción asociada que cualquier otro virus conocido. En la interpretación de estos datos, los autores del informe inicial caracterizar el genoma Mimivirus postularon que Mimivirus puede haber evolucionado de un ancestro más independiente (Raoult et al . 2004). Con el tiempo, argumentan, Mimivirus perdido algunos genes relacionados con la traducción, ya que se hizo más dependiente de su anfitrión. Los genes de traducción-como la que vemos en su genoma hoy son reliquias de una maquinaria de traducción previamente intacto. Mimivirus, en otras palabras, puede representar evidencia en apoyo de la regresivo modelo de los orígenes de virus. O tal vez, señalan, Mimivirus representa una nuevarama en el árbol de la vida, distinta de Archaea , Bacteria y Eukarya. Raoult y Forterre (2008) sostienen incluso que debemos reclasificar todas las entidades biológicas en dos grupos principales: los organismos que codifica ribosomas (arqueas, bacterias y eucariotas), o OER; y los organismos que codifica la cápsida-(virus), o los directores generales (Figura 2).
Por supuesto, el mundo biológico rara vez se nos presenta claras respuestas a nuestras preguntas. En un análisis separado del genoma Mimivirus, otros investigadores ofrecen una explicación diferente para la historia de la evolución de este virus inusual. Moreira y Brochier-Armanet (2008) argumentan que los genes Mimivirus relacionados con la traducción, la reparación del ADN, y el metabolismo no representan los restos de los procesos previamente intactas.Por el contrario, argumentan, Mimivirus adquirió estos genes con el tiempo a través de la transferencia horizontal de genes (HGT). Estos genes, en otras palabras, fueron adquiridos por Mimivirus de otros organismos (Figura 3). Para apoyar esta afirmación, estos investigadores señalan que algunos ORFs en el genoma Mimivirus parecen mostrar homología fuerte para ORFs en las bacterias, mientras que otros ORFs Mimivirus muestran homología fuerte para ORFs en eucariotas. Para explicar lógicamente esta observación, sostienen que algunos genes en Mimivirus pueden haber sido adquiridos desde el host ameba de Mimivirus. Otros genes Mimivirus pueden haber sido adquiridos a partir de bacterias parasitarias que residen dentro de la ameba. La ameba, a continuación, puede servir como un tazón mezcla genética de la que Mimivirus ha reunido un conjunto complejo de genes (Moreira y Brochier-Armanet 2008).
Como sucede a menudo en las investigaciones científicas, la investigación de una pregunta conduce a resultados inesperados y una serie de nuevas preguntas. Como se señaló al principio de este artículo, el descubrimiento de Mimivirus comenzó durante la investigación de un brote de neumonía.Todavía no lo sabemos, sin embargo, si Mimivirus causa neumonía. En un estudio, La Scola y sus colegas (2005) informaron que las personas con neumonía adquirida en la comunidad eran más propensos a tener anticuerpos para Mimivirus que eran personas que no tenían la enfermedad . Aunque se puede interpretar este resultado como lo que indica que las personas con neumonía son más propensos a haber sido infectados con el Mimivirus, este resultado por sí solo no indica que Mimivirus causa neumonía. En otro estudio (Khan et al . 2007), los investigadores mostraron que los ratones inoculados experimentalmente con Mimivirus desarrollaron daño tisular coherente con el desarrollo de neumonía. Una vez más, no podemos concluir de este resultado que Mimivirus causa neumonía. El resultado se limita a indicar que el virus, en ciertas condiciones experimentales, puede causar daños en los tejidos en los mamíferos.
Aunque el descubrimiento y la posterior caracterización de Mimivirus no han respondido directamente a la pregunta original sobre la neumonía, los estudios de Mimivirus han abierto la puerta a toda una serie de otras preguntas sobre la historia evolutiva de los virus y los orígenes de la vida. Los estudios futuros de cepas APMV duda nos proporcionarán información importante sobre estos temas básicos.
Figura 3: Mimivirus genoma como una amalgama
Sabemos que los elementos genéticos se pueden transferir entre especies en el mismo dominio e incluso entre especies en diferentes dominios a través de la transferencia horizontal de genes (HGT). Moreira y Brochier-Armanet argumentan que el genoma contiene genes Mimivirus adquiridos de diversas fuentes a través de HGT.
© 2005 Nature Publishing Group Smets, BF & Barkay, T. transferencia genética horizontal:. perspectivas en un cruce de disciplinas científicas Nature Reviews Microbiología 3, 675-678 (2005). Todos los derechos reservados.
Resumen
Preguntas sobre la naturaleza de los virus siguen siendo bastante molesto. Estudios recientes del gigante Mimivirus ilustran este punto. Su gran tamaño y correspondientemente grande genoma probar nuestras id
eas generales de los virus como entidades pequeñas y sencillas. La existencia de genes asociados con la traducción, el metabolismo, la reparación del ADN, y el plegamiento de proteínas plantea preguntas acerca de la historia evolutiva de los virus. Otros estudios de este virus, y la búsqueda de otros virus gigantes, pueden arrojar luz sobre estas cuestiones.
| Mimivirus: descubrimiento de un equipo gigante virus.A de investigadores franceses en Marsella ha aislado y caracterizado un virus encontrado en las amebas que es mucho más grande que cualquier virus que se ha encontrado hasta la fecha. Este virus, apodado "Mimivirus" por sus descubridores (Bernard La Scola et al., Université de la Méditerranée, Faculté de Médecine, Unité des Rickettsies, CNRS UMR 6020), tiene un diámetro y material genético como del tamaño de la de algunas bacterias , mucho más grande que cualquier virus que ha sido identificado como de este tiempo. De acuerdo con estudios filogenéticos, Mimivirus pertenece a una nueva familia de virus. Los datos preliminares sugieren que podría estar relacionado con la neumonía en los seres humanos. Sin embargo, no es de ninguna manera relacionada con la nueva forma de neumonía que ha aparecido recientemente: su tamaño excepcionalmente grande habría permitido identificar muy rápidamente. Esta investigación fue publicada en la revista Ciencia , el 28 de marzo de 2003. Los investigadores descubrieron la presencia de Mimivirus en agua amebas de vida libre en la búsqueda de la legionela , la bacteria que causa la legionelosis, en los circuitos de refrigeración de agua de sistemas de aire acondicionado. Aunque que era inicialmente confundido con un bacterias cuando se observó bajo un microscopio óptico (tinción Gram-positivo de pequeñas partículas que se asemejan cocos, de los cuales el nombre, Mimivirus, se derivó, para imitar microbio), una observación más cercana mostró que estas partículas tenían la estructura y las características morfológicas de un virus (estructura icosaédrica de la cápside y las partículas formadas alrededor de un núcleo cuando se observa a través de un microscopio electrónico). El uso de anticuerpos monoclonales fluorescentes combinados con un análisis de microscopía confocal hizo posible para establecer un ciclo de vida de tipo viral con la existencia de una fase típica eclipse. Por otra parte, los experimentos de biología molecular hechas en estas partículas mostraron que carecen de ciertos componentes moleculares bacterianas específicas (tales como los que codifican ARN ribosomal, 16S, como se demostró por PCR ( * )). Mimivirus parece ser una partícula en forma icosaédrica con un diámetro de 400 nm y no sobre, rodeado por fibrillas largas 80 nm. Mimivirus tiene un genoma de ADN circular de doble hebra de aproximadamente 800 pares de kilobases. El tamaño de su genoma (el más grande de todos los virus conocidos) es mayor que la de algunas bacterias y el tamaño de sus partículas es equivalente a la de algunas pequeñas bacterias. Fue posible identificar aproximadamente 900 genes en su genoma. Análisis comparativo de el gen que codifica la ribonucleótido reductasa, una de las proteínas Mimivirus ', con los de otros virus de ADN grandes, sin duda revela alguna relación con virus tales como viruela, pero hace especialmente Es posible confirmar el hecho de que este virus separa muy temprano en el proceso evolutivo y es parte de una nueva familia. Por último, alguna evidencia serológica preliminar (niveles de anticuerpos) muestra que Mimivirus podría estar vinculado a la neumonía. Un modelo animal hecha en ratones infectados por vía intranasal revela que las partículas virales se pueden aislar en un medio de cultivo de tejido pulmonar durante al menos tres semanas después de la inoculación. |
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