Zajímavé viry na okraji

Obří viry

Velká spousta virů je poměrně malých. V jejich genomu se nalézá do deseti genů. Například virus eboly kóduje sedm proteinů. Jedná se o sedm genů, které dokáží zabít člověka. Jak to však vypadá na opačném velikostním pólu. Zde se nacházejí viry velké jako bakterie a jejich genom čítá až 2 500 genů. Řada odborníků tyto viry považuje za jakýsi přechodný článek mezi viry a bakteriemi. V roce 2006 pro tyto dsDNA viry vzniklo označení girus. Toto označení vzniklo jako složenina z "giant virus".

První obří virus byl vlastně objeven už v devadesátých letech 20. století. Nicméně nález byl nejprve popsán jako grampozitivní bakterie. Upřímně řečeno, není se co divit. Tento virus má něco jako buněčnou stěnu s peptydoglykanem. K jeho skutečnému odhalení došlo však až v roce 2003 a byl pojmenován mimivirus. Opět se jedná o složeninu z anglického microbe mimicking virus. Jakmile se lidé naučili tyto viry rozpoznávat, začali je nacházet poměrně často. 2008 mamavirus, 2011 megavirus, 2013 pandoravirus… Právě pandoravirus, konkrétně Pandoravirus salinus, je velký 1 µm a jeho genom kóduje neuvěřitelných 2 500 genů. Podotýkám, že je řada bakterií, které mají menší genom než výše zmíněný pandoravirus. Opět se dostáváme k otázce, kde je hranice života.

Obří viry infikují améby, uvnitř kterých je pak v blízkosti jádra patrný okrsek, v němž dochází k sestavování nových virových částic. Těmto okrskům se říká virové továrny.

Studium genomu obřích virů přineslo řadu překvapení. Bylo zde odhaleno množství genů nutných pro translaci. Přitom translace s transkripcí byla jednoznačně považována za buněčný vynález. Bohužel však není jasné, zda jsou tyto geny původně virové, či je virus získal horizontálním přenosem od bakterií. Každopádně v těchto virových genomech existuje cca 40% genů, které nenajdeme v žádném buněčném organizmu. Zdá se, že jsou čistě virového původu.

Virofágy - může virus onemocnět?

Zdá se to jako nesmysl, ale v roce 2008 byly objeveny viry, které napadají jiné viry. Tento objev rozvířil řadu otázek. Někteří odborníci začali říkat, že viry musí být živé, protože jen živý organizmus může onemocnět. Jak to tak bývá, situace je o trochu komplikovanější.

Pro tento virus vzniklo nové označení: virofág – virus pojídající virus. Historie virofágů je spojena s jedním z obřích výše uvedených virů. Jedná se o Mamavirus napadající jednobuněčnou eukaryotickou Aentamoeba castellani. Ukázalo se, že společně s mamavirem je v buňkách améby přítomen i malý ikosahedrický virus pojmenovaný Sputnik. Améby napadené zároveň mamavirem i sputnikem umírali o tři řády méně než améby napadené pouze mamavirem. Další výzkum ukázal, že sputnik způsobuje deformaci kapsidy mamaviru, který nemůže dokončit svůj cyklus. Sputnik není schopen samostatného množení v amébě, pouze v případě, že je améba napadená i mamavirem může se sputnik rozmnožovat. Sputnik k rozmnožování zneužívá virovou továrnu mamaviru, přičemž razantně nabourává jeho vlastní množení.

Pakliže se ve světle těchto informací podíváme na sputnik znovu, tak se vlastně nejedná o virofága ve smyslu přímého parazita (požírače, likvidátora) mamaviru. Přítomnost sputniku pouze oslabuje produkci mamaviru, snižuje jeho zdatnost. V širším slova smyslu se tedy o parazita skutečně jedná.

Endogenní retroviry

Představme si retrovirus ve formě proviru, pevně zabudovaného do chromozomu v hostitelské buňce. A nyní si představme, že v proviru proběhne mutace, která způsobí ztrátu patogenity a viru už se nikdy nepodaří opustit hostitelský chromozom. Pakliže hostitelskou buňkou byla buňka, z níž vznikají buňky pohlavní, je tento zmutovaný provirus navždy svázán s chromozomem, do nějž se integroval a dědí se z generace na generaci. Těchto „fosilních“ virů je v lidském genomu překvapivé množství. Čistých endogenních retrovirů je v lidském genomu 8%. Když připočítáme ostatní mnohonásobně opakované sekvence DNA, které se podobně jako retroviry pomnožují reverzní transkripcí z RNA do DNA, dostaneme se až k 45 % lidského genomu. Většina retrovirových genů je inaktivní, nicméně existuje pár výjimek. Asi nejznámější výjimkou je gen env, kódující protein syncytin-1. Tento protein je nezbytný pro vznik placenty. Zdá se, že mají viry své prsty i ve vzniku placentálních savců. Většinu lidských endogenních retrovirů najdeme také u našich opičích příbuzných. Z toho vyplývá, že k nákaze a endogenizaci těchto virů došlo skutečně ve vzdálené minulosti desítek miliónů let.

Viroidy

Viroidy jsou malé jednovláknové kruhové molekuly RNA, které jsou samy k sobě komplementární, takže vytvářejí, podobně jako tRNA, prostorové útvary. Viroidy nenesou žádné geny, nicméně vykazují enzymovou aktivitu, takže se vlastně jedná o ribozymy. Vzhledem k absenci genů nemají viroidy žádné obaly. Jedná se skutečně o holou mobilní RNA. Zatím byly pozorovány výhradně jako parazité krytosemenných rostlin. Mezi rostlinami se viroidy přenášejí především prostřednictvím savého hmyzu (např. mšice) a v rámci rostliny putují mezi buňkami díky plazmodezmatům.

Známá je například choroba cadang-cadang způsobující onemocnění kokosových palem na Filipínách vedoucí k úplné destrukci kokosových plantáží.

Virusoidy

Existují infekční elementy, které se tváří jako viroidy (kruhová molekula RNA nekódující proteiny...), nicméně vlastní kapsidu. Tyto elementy byly pojmenovány virusoidy. Jejich infekce je vždy spojená s koinfekcí jiným pomocným virem a tento plnohodnotný virus poskytne virusoidu kapsomery k tvorbě vlastní kapsidy. Viroidy i virusoidy jsou v současné době studovány z evolučního hlediska. Oba tyto elementy vykazují jistou podobnost s některými introny, což samozřejmě přináší řadu otázek o původu intronů.

Shrnutí

Obří viry jsou velké a mají až 2 500 genů v genomu. Virofágy jsou viry, které napadají jiné viry. Endogenní retroviry jsou zmutované retroviry pevně zabudované do chromozomu hostitelské buňky. Viroidy jsou malé jednovláknové kruhové molekuly RNA, které nenesou žádné geny. Virusoidy jsou infekční elementy s kapsidou, které se tváří jako viroidy. Oba tyto elementy mají podobnost s introny.