Kann ein virales Genom sowohl aus DNA als auch aus RNA hergestellt werden?

Viren kodieren typischerweise ihre genetische Information entweder in DNA oder RNA - aber nicht in beiden.

Viren speichern typischerweise ihre genetische Information, die in Molek√ľlen von entweder DNA oder RNA kodiert ist - entweder das eine oder das andere, aber nicht beides. Im April 2012 entdeckten Wissenschaftler der Portland State University jedoch ein ungew√∂hnliches Virus mit einem Genom aus RNA und DNA. Niemand wei√ü, ob dies ein bizarres Einzelereignis ist oder ob es andere √§hnliche Viren gibt.

DNA gegen RNA

Praktisch alle lebenden Organismen tragen erbliche Informationen, die in DNA-Molek√ľlen kodiert sind. Viren sind eine ungew√∂hnliche Ausnahme. Zugegebenerma√üen betrachten viele Biologen Viren nicht als eine Art "Leben", da sie sich nicht selbst reproduzieren k√∂nnen. W√§hrend viele Viren DNA-Genome haben, haben andere wie HIV und die Grippe stattdessen Genome aus RNA. RNA und DNA sind sehr √§hnlich: Beide werden aus Ketten chemischer Einheiten hergestellt, die durch eine spezifische Art von chemischer Bindung, die Phosphodiesterbindung genannt wird, zusammengeheftet sind. Es gibt jedoch zwei wichtige Unterschiede zwischen RNA und DNA. RNA enth√§lt eine chemische Einheit, die nicht in der DNA namens Uracil gefunden wird. Zus√§tzlich enthalten die chemischen Einheiten in RNA ein zus√§tzliches Sauerstoffatom, das an den Zuckerteil jeder Einheit gebunden ist. Dieser Unterschied macht RNA instabiler und anf√§lliger f√ľr den Abbau.

Hybrid-DNA-RNA-Genom

Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass virale Genome entweder aus DNA oder aus RNA hergestellt werden k√∂nnten, aber nicht aus beiden. Im April 2012 k√ľndigten Wissenschaftler der Portland State University in Oregon die Entdeckung eines Virus an, das sie RNA-DNA-Hybridvirus oder RDHV in den Gew√§ssern des Boiling Springs Lake im Vulkannational-Nationalpark Lassen nennen. Das Genom dieses Virus besteht aus DNA, aber eines der Gene in diesem Genom ist extrem √§hnlich zu Genen, die nur in RNA-Viren gefunden werden, was stark darauf hindeutet, dass dieses Virus irgendwann in der Vergangenheit ein Hybridgenom aus beiden hatte DNA und RNA. Das Virus wurde im Wasser des Sees gefunden, indem Wasser durch einen Filter geleitet wurde, um Viren f√ľr die DNA-Sequenzierung einzufangen. Wissenschaftler wissen also nicht, was es tut oder welche Art von Organismus es infiziert, wie reich das Virus ist oder ob es √ľberleben kann andere Umgebungen. Zu diesem Zeitpunkt ist RDHV der einzige bekannte Fall eines RNA-Virus, der ein Hybrid mit einem DNA-Virus bildet.

Urspr√ľnge

Es gibt zwei Wege, auf denen ein Gen von einem RNA-Virus Teil des Genoms eines DNA-Virus geworden sein k√∂nnte. Ein RNA-Virus und ein DNA-Virus k√∂nnten dieselbe Zelle zur gleichen Zeit infiziert haben; Wenn eines der RNA-Gene in DNA umgewandelt oder translatiert wird, k√∂nnte die resultierende DNA mit dem viralen DNA-Genom vermischt worden sein, wodurch das Hybrid erzeugt wird. Alternativ k√∂nnten ein DNA-Strang und ein RNA-Strang in einer mit beiden Arten von Viren infizierten Zelle zusammengeklebt sein. Basierend auf dem, was wir gerade wissen, k√∂nnen die Wissenschaftler nicht mit Sicherheit sagen, welches dieser beiden Szenarien den Hybrid in Boiling Lake hervorgebracht hat. Sie wissen auch nicht, ob diese Art von Hybrid einen Vorteil gegen√ľber der Konkurrenz hat.

Auswirkungen

Es gibt eine riesige Anzahl von Viren in den Weltmeeren, von denen die meisten Bakterien befallen. Der durchschnittliche Milliliter Meerwasser enth√§lt sch√§tzungsweise mehrere Millionen Viren. Die gro√üe Mehrheit der Ozeanviren wurde nicht benannt, isoliert oder identifiziert, obwohl Wissenschaftler DNA-Sequenzdaten f√ľr Tausende noch nicht identifizierter Ozeanviren durch ein Projekt namens Global Ocean Survey gesammelt haben. Die Wissenschaftler des Portland State versuchten, Daten des Global Ocean Survey nach √§hnlichen Sequenzen wie RDHV zu durchsuchen, um festzustellen, ob es andere RNA-DNA-Hybridviren gibt, und sie fanden mehrere √ľbereinstimmende Sequenzen von bis jetzt unbekannten Viren. Dieser verlockende Hinweis deutet darauf hin, dass es irgendwo in den Weltmeeren andere RNA-DNA-Hybridviren geben k√∂nnte. Obwohl Wissenschaftler, die Viren untersuchen, nicht gezielt nach RNA-DNA-Hybriden suchen, versuchen sie, mehr √ľber die verwirrende Vielfalt der in der Natur vorkommenden Viren zu erfahren, und wenn diese Forschung voranschreitet, ist es m√∂glich, dass sie andere √§hnliche Hybriden finden.

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