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├╝len 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├Âhnliches Virus mit einem Genom aus RNA und DNA. Niemand wei├č, ob dies ein bizarres Einzelereignis ist oder ob es andere ├Ąhnliche Viren gibt.

DNA gegen RNA

Praktisch alle lebenden Organismen tragen erbliche Informationen, die in DNA-Molek├╝len kodiert sind. Viren sind eine ungew├Âhnliche Ausnahme. Zugegebenerma├čen betrachten viele Biologen Viren nicht als eine Art "Leben", da sie sich nicht selbst reproduzieren k├Ânnen. W├Ąhrend viele Viren DNA-Genome haben, haben andere wie HIV und die Grippe stattdessen Genome aus RNA. RNA und DNA sind sehr ├Ąhnlich: 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├Ąlt eine chemische Einheit, die nicht in der DNA namens Uracil gefunden wird. Zus├Ątzlich enthalten die chemischen Einheiten in RNA ein zus├Ątzliches Sauerstoffatom, das an den Zuckerteil jeder Einheit gebunden ist. Dieser Unterschied macht RNA instabiler und anf├Ąlliger f├╝r den Abbau.

Hybrid-DNA-RNA-Genom

Wissenschaftler haben lange geglaubt, dass virale Genome entweder aus DNA oder aus RNA hergestellt werden k├Ânnten, aber nicht aus beiden. Im April 2012 k├╝ndigten Wissenschaftler der Portland State University in Oregon die Entdeckung eines Virus an, das sie RNA-DNA-Hybridvirus oder RDHV in den Gew├Ąssern 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 ├Ąhnlich 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├╝r 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 ├╝berleben kann andere Umgebungen. Zu diesem Zeitpunkt ist RDHV der einzige bekannte Fall eines RNA-Virus, der ein Hybrid mit einem DNA-Virus bildet.

Urspr├╝nge

Es gibt zwei Wege, auf denen ein Gen von einem RNA-Virus Teil des Genoms eines DNA-Virus geworden sein k├Ânnte. Ein RNA-Virus und ein DNA-Virus k├Ânnten dieselbe Zelle zur gleichen Zeit infiziert haben; Wenn eines der RNA-Gene in DNA umgewandelt oder translatiert wird, k├Ânnte die resultierende DNA mit dem viralen DNA-Genom vermischt worden sein, wodurch das Hybrid erzeugt wird. Alternativ k├Ânnten 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├Ânnen 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├╝ber 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├Ąlt sch├Ątzungsweise mehrere Millionen Viren. Die gro├če Mehrheit der Ozeanviren wurde nicht benannt, isoliert oder identifiziert, obwohl Wissenschaftler DNA-Sequenzdaten f├╝r 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 ├Ąhnlichen Sequenzen wie RDHV zu durchsuchen, um festzustellen, ob es andere RNA-DNA-Hybridviren gibt, und sie fanden mehrere ├╝bereinstimmende Sequenzen von bis jetzt unbekannten Viren. Dieser verlockende Hinweis deutet darauf hin, dass es irgendwo in den Weltmeeren andere RNA-DNA-Hybridviren geben k├Ânnte. Obwohl Wissenschaftler, die Viren untersuchen, nicht gezielt nach RNA-DNA-Hybriden suchen, versuchen sie, mehr ├╝ber die verwirrende Vielfalt der in der Natur vorkommenden Viren zu erfahren, und wenn diese Forschung voranschreitet, ist es m├Âglich, dass sie andere ├Ąhnliche Hybriden finden.

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