Inteligencija ćelija - virusi

Inteligencija ćelija - virusi

      Ovaj naslov možda nije adekvatan, jer virusi nisu ćelije. Mnogi misle da virusi nisu živa bića, po našim definicijama života uopšte ne spadaju u ćelije (oni nemaju sopstvene organele, već inficiraju ćelije i koriste njihovu mašineriju za razmnožavanje). Virusi su najprevalentnija forma života na Zemlji (samo u našem organizmu ih ima hiljade triliona. Najzastupljenija je vrsta virusa koja napada bakterije (jer su i bakterije najbrojniji ćelijski oblik života). Na Zemlji se svakodnevno odigrava epska, nevidljiva btika izmedju nebrojeno virusa i bakterija za preživljavanje. Ljudi do skoro nisu bili ni svesni ove bitke. Ovi virusi se nazivaju fagima, a njihova težina u okeanima je jednaka težini 75 miliona plavih kitova. Ako dodate samo jedan fag u koloniju 10 milijardi bakterije E coli, za 2 sata će ostati samo 0,1% živih bakterija, a 10 triliona fag virusa. Virusi su neverovatno jednostavni i neverovatno inteligentni. Virus ebole ima samo 7 gena i 7 proteina, pa ipak uspeva da prevari sve mehanizme organizma za odbranu. HIV ima 9 gena i proteina, ali ne uspevamo da načinimo vakcinu za njega decenijama. Širi se izmedju ćelija nanotubulima, koje inficirane ćelije stvaraaju samo za njega. Herpes virus ima 70 gena, a uspeva ima kompleksan život u organizmu i da doživotno inficira ćelije. 

       Pre nekoliko godina je otkriveno nešto neverovatno. Virusi u napadu na domaćina koriste taktiku koju koriste insekti. Novi virusi preskaču ćelije koje su već inficirane i fokusiraju se na zdrave ćelije. Ovo štedi energiju, a ubrzava infekciju oko 5 puta. Ovo otkriće Geoffrey Smitha i kolega sa Imperial College London na Vaccinia virusu, koji je korišćen za razvoj vakcine za velike boginje (bolest koja više ne postoji), potpuno je neverovatno. Virus pokazuje tzv. “efekat košnice”. Efekat košnice je naziv za fenomen da su pčele u košnici zdravije i bolje rade, ako im se pušta zvuk napredne i zdrave košnice. Ukazuje na kooperativnost medju pčelama.

      Tradicionalna teorija govori da se virus širi tako što ulazi u ćelije domaćina, preusimajući njegovu ćelijsku mašineriju za sintezu sopstvenih proteina. Na taj način se broj virusa umnožava. Hiljade novi virusa prelaze na neinficirane ćelije.

Vaccinia virus ostavlja na površini ćelije koju je već inficirao dva proteina koji govore virusima koji dolaze da ih ne napadaju. Zar ovo nije saradnja i inteligentno ponašanje?

      Nisu svi virusi napreijatelji bakterija. Neki od njih imaju i pozitivan odnos. Na primer, postoje virusi koji napadju bakterije koje su druge vrste od onih u kojima su se rodili (učenje?).  Virus PUB DOM 512px-Phageu situacijama kada nema dovoljno hrane napada okolne bakterije, štiteći one u kojima živi. Virusi ubacuju svoje gene u bakterije, koje onda stvaraju materije toksične za druge bakterije. Oni prenose gene odgovorne za rezistenciju na antibiotike. Mnoge vrste virusa skupljaju tokom svog ciklusa gene za rezistenciju na antibiotike, prenoseći ih u slučaju potrebe bakterijama sa kojima su u partnerskom odnosu. U svetu biljaka oni im daju gene kojima se štite od suše, hladnoće ili toplote. Neki od njih prenose ćeliji informaciju o drugim virusima, što im omogućava da se brane njih. Virusi su esencijalni deo imunog sistema bakterija u borbi protiv drugih viursa. Još je zanimljivije da bakterije mogu da stvaraju sopstvene viruse, koji ima pomažu u preživljavanju. Enterokok faecalis živi u crevu čoveka, ali kada se nadje u krvotoku proizvodi virsu koji ubija druge bakterije sa kojima se tačkmiči za hranu.

      Ali, virusi često štite i nas od bakterija. Pronadjeno je poslednjih godina da se mnogi fagi vezuju za proteine u sekretima koji se nalaze na površini naše sluzokože. Bakteriofag T4 ubija opasnu bakteriju E.coli kada dodje u sluz. Procenjuje se da fagi redukuju broj bakterija koje dolaze na površinu creva za 10 000 puta. Takodje, oni privlače odredjene vrste bakterija (korisne za čoveka) na površinu sluzokože, da bi u njih ubacili svoju DNK.

     Neizbežni pratioci čoveka su retrovirusi, koji čine 8% naše DNK. Imaju oko 100 000 fragmenata, ali nijedan nije živi virus. Jedan od ovih je kritičan u razvoju naših matičnih ćelija (za ovo je dodeljena Nobelova nagrada 2012). Embrionalne matične ćelije imaju oko 2% RNK od HERV-H virusa, a on je neophodan za njihovo funkcionisanje. Posteljica čovekastvara protein sincitin, koji omogućava njeno spajanje sa matericom majke. Bez ovog proteina, dolazi do pobačaja. Geni koji kodiraju sincitin nisu  ljudskog porekla, već potiču od retrovirusa. Druga varijanta sincitina (sincitin 2) takodje potiče od virusa i kontroliše odbacivanje ploda od strane majke. Nivo oba proteina je nizak kod eklampsije (bolesti u trudnoći, koja se karakteriše visokim pritiskom). Različite verzije ovog proteina postoje i u svinja i konja, ali potiču od druge vrste virusa. Dokazano je postojanje najmanje šest vrsta retrovirusa koji

su odgovorni za funkcionisanje posteljice (placente).

     Posebno je zanimljivo ponašanje virusa gripa. On dovodi do supresije gena koji deluju antivirusno. Delovanje je posredovano stvaranjem proteina NS1, koji imitira delovanje histona (proteina koji regulišu funkcionisanje DNK). Tako virus menja funkcionisanje DNK čoveka.

     Poslednjih godina je otkrivena još jedna neverovatna osobina virusa, Naime, oni ubijaju ćelije polako, omogućavajući da se stvori što više virusnih čestica. Ali, ukoliko je u okolini drugi virus, ubijanje je znatno ubrzano, da se elminiše konkurencija. Oni takodje kada su ćeliji, kontrolišu ponašanje ribozoma (organela koje stvaraju proteine). Na taj način onemogućuju drugim virusima da ih koriste za sopstveno razmnožavanje. Fascinantna pojava je prevara, kojom se služe pojedini virusi. U nedostatku fosfora, koji je neophodan za rast bakterija, virusi im nude gene za fosfor u zamenu za simbiotski odnos. Ali, kada ih bakterije puste, oni ih ubijaju.

     Pre nekoliko godina je otkriveno da postoje virusi koji napadaju druge viruse. Otkriće gigantskog virusa, koji je planktona u moru, koga napada drugi virus definitvno je razrešila dilemu da li su virusi živa bića. “Činjenica da se razboljeva od drugog virusa, jasno govori da je živ” kaže Jean-Michel Claverie, iz CNRS UPR laboratorije u Mareseju. Radi se o ogromnom virusu sa 900 gena (više od nekih bakterija). Nazvan je Acanthamoeba polyphaga mimivirus (jer liči na mikrobe). Skoro je opisan gigantski virus, nazvan mamavirus, koga napada  virus Sputnik (mali virus a ukupno 21 genom). Sputnik je nazvan virofag, jer koristi mehanizme svog domaćina za spostveno umnožavanje.

     I samo poreklo virusa je nejasno. Neki tvrde da su nastali veoma rano u evoluciji, od delova DNK koja se osamostalila (kako li se to desilo?). Drugi opet tvrde da su veoma nova evoluciona tvorevina, koja se pojavila u trenutku pojave insekata. Eto kako je evoluciona teorija opet zapela.

      Kako je moguće objasniti ponašanje virusa, koji nemaju čak ni ćelijsko jedro? Kako oni uče i menjaju svoje osobine, sastav i domaćina? Kako oni komuniciraju sa ćelijama? Ima ih 100 puta više od nas u našim ćelijama, 8% naše DNK su virusi, a mi o njima ne znamo skoro ništa (osim gluposti da nisu živa bića). Kako kaže kineska poslovica, “nije važno da li je mačka crna ili siva, već da hvata miševe”. Inteligentno ponašanje i prilagodjavanje su znak inteligencije. Što nam govori da su sva živa bića inteligentna. Ali, gde je smeštena njihova svest i inteligencija?