Arvestades, et ma olen praegu külmetada saanud, siis ma ei leia paremat
teemat, mille kohta video teha kui viirus.
Ma ei taha seda teha nii paksult.
Viirus või viirused.
Minu arvates, viirused on mingil tasemel kõige
huvitavamad asjad kogu bioloogias,
sest nad teevad piiri hägusemaks, mis on
eluta objekt ja mis on elu?
Kui me vaatame iseennast või elu kui ühte
neist asjadest, mida sa tead, kui seda näed.
Kui sa näed midagi, mis on sündinud, see kasvab,
see muutub pidevalt,
võib-olla see liigub ringi,
võib-olla mitte,
aga sellel on ainevahetus ennast ümbritsevaga,
see paljuneb ja siis see sureb,
siis sa ütled: "Hei, see on arvatavasti elu."
Sellesse me liigitame enamus asju, mida me näeme
või me liigitame sinna ennast.
Me liigitame sinna baktereid,
me liigitame sinna taimi,
ma võiksin - ma kohati materdan siin taksonoomia süsteemi,
aga me üldiselt teame elu, kui me seda näeme.
Kõik viirused aga on lihtsalt hunnik geneetilist
informatsiooni valgu sees.
Valgukapsli sees.
Ma joonistan.
Geneetiline info võib tulla igas vormis.
See võib olla RNA, see võib olla DNA, see võib olla
üheharuline RNA, kaheharuline RNA.
Mõnikord kirjutatakse üheharulise märkimiseks sellised kaks väikest S-i ette.
Ütleme, et nad räägivad kaheharulisest DNA-st,
siis nad kirjutavad selle ette DS.
Üldine idee - viirused võivad tulla kõigis
neis vormides - on see, et neil on mingi geneetiline info,
mingi nukleiinhapete järjestus.
Kas siis ühe- või kaheharuline RNA või ühe- või kaheharuline DNA.
See on lihtsalt mingit tüüpi valgustruktuuri sees, mida kutsutakse kapsiidiks.
Tavaline joonistus sellele on
selline ikosaheedri tüüpi väljapaistev asi.
Ma proovin seda õiglaselt joonistada.
See näeb välja midagi sellist.
Kõik viirused ei pea sellised välja nägema.
On tuhandeid tüüpi viiruseid.
Me kraabime ainult pinnast ja
arusaam, mis viiruseid leidub ja kõik
erinevad viisid, kuidas nad saavad ennast paljundada.
Me räägime sellest tulevikus veel.
Ma kahtlustaksin, et peaaegu iga võimalik
paljunemise viis arvatavasti kuidagi eksisteerib
viiruste maailmas.
Nad on tegelikult lihtsalt sellised valgud, sellised valgulised
kapsiidid, mis on moodustatud hulgast väikestest
valkudest, mis on kokku pandud.
Nende sees on mingi geneetiline materjal, mis võib
olla DNA või RNA.
Ma joonistan geneetilise materjali.
See valk ei ole tingimata usutav, aga kui see oleks,
siis sa näeksid siin mingit geneetilist materjali selle sees.
Nii et küsimus on, kas see asi on elu?
See näeb välja suhteliselt elutu.
See ei kasva,
see ei muutu,
sellel ei ole ainevahetust teiste asjadega.
See asi omapead lihtsalt on seal.
See lihtsalt on seal nagu raamat on laual.
See ei muuda midagi.
Kuid mis juhtub on see, et tõuseb debatt.
Sa võid öelda: "Hei, Sal, kui sa seda nii defineerid,
siis see paistab lihtsalt nagu hulk molekule, mis on kokku pandud.
See ei ole elu."
Kuid see hakkab äkitselt paistma kui elu, kui see
puutub kokku asjadega, mida me normaalselt arvame eluks.
Mida viirus teeb, klassikaline näide, on see, et viirus
kinnitub raku külge.
Ma joonistan selle asja natukene väiksemalt.
Ütleme, et see on minu viirus.
Ma joonistan selle väikese kuusnurgana.
Mida ta teeb on see, et ta kinnitub raku külge.
See võib olla igat tüüpi rakk.
See võib olla bakteri rakk, see võib olla taime rakk,
see võib olla inimrakk.
Ma joonistan selle raku siia.
Rakud on üldiselt palju suuremad kui viirused.
Pehmete membraanidega rakkude korral viirus
leiab mingi viisi, kuidas sellesse siseneda.
Mõnikord see võib sulada - ma ei taha
seda probleemi raskemaks teha, aga mõnikord on viirustel oma enda väikesed membraanid.
Me räägime sellest, kus ta oma membraani saab, hetke pärast.
Nii et viirusel võib olla oma membraan.
See on tema kapsiidi ümber.
Ja siis need membraanid sulavad kokku.
Siis on viirusel võimalik siseneda rakku.
See on üks meetod.
Teine meetod, nad on kõik sama tõenäolised,
aga ütleme, et teine meetod on see, et viirus
veenab - lihtsalt põhinedes selle valgulistel retseptoritel või
valgulistel retseptoritel rakkudel ja ilmselgelt see peab olema
selline Trooja hobuse tüüpi asi,
sest rakk ei taha viiruseid,
nii et viirus peab mingil viisil veenma rakku, et see ei ole võõras osake.
Me võime teha sadu videosid selle kohta, kuidas viirused töötavad ja see on arenev teadusvaldkond,
aga mõnikord on sul viirus, mis lihtsalt tarvitatakse valgu poolt ära.
Võib-olla rakk lihtsalt arvab, et see on midagi, mida ta vajab tarvitada.
Nii et rakk keerdub selle ümber nii.
Ja need pooled lõpuks ühinevad.
Ja siis rakk ja viirus lähevad sinna sisse.
Seda kutsutakse endotsütoosiks.
Ma räägin sellest.
See lihtsalt viib selle enda tsütoplasmasse.
See ei juhtu ainult viirustega.
Aga see on üks mehhanism, kuidas ta saab siseneda.
Juhtudel, kus see rakk -
näiteks bakteritega situatsioonis - kui sellel rakul on
väga kõva kest - ma teen selle hea värviga.
Ütleme, et see siin on bakter.
Sellel on kõva kest.
Viirused isegi ei sisene rakku.
Nad lihtsalt on raku välispinnal.
Ei joonista täpsetes mõõtmetes.
Nad tegelikult süstivad oma geneetilise materjali.
Ilmselgelt on suur hulk viise,
kuidas viirused saavad rakku.,
aga sellest punktist edasi,
huvitav on see, et nad saavad rakku.
Kui nad on rakku sisenenud, siis nad vabastavad
oma geneetilise materjali rakku,
nii et nende geneetiline materjal hõljub rakus ringi.
Kui nende geneetiline materjal on juba RNA vormis -
ma võin arvata, et iga võimalik erinev viis
viirusel töötada arvatavasti eksisteerib looduses.
Me lihtsalt pole neid leidnud.
Aga need, mille me juba leidnud oleme, nad tõesti
teevad seda igal võimalikul viisil.
Kui neil on RNA, seda RNA-d saab otsekoheselt
kasutama hakata - ütleme, et see on rakutuum.
See on rakutuum ja tavaliselt selles on DNA.
Ma teen DNA teise värviga.
DNA muutub läbi transkriptsiooni RNA-ks, tavaliselt.
Tavaliselt, see rakk, see on normaalselt töötav rakk,
RNA väljub tuumast, see läheb ribosoomideni ja siis sul
on RNA koos tRNA-ga ja see toodab neid valke.
RNA koode erinevateks valkudeks.
Ma räägin sellest ühes teises videos.
Need valgud moodustuvad ja lõpuks, nad saavad moodustada
erinevaid rakustruktuure.
Mida aga viirus teeb on see, et ta varastab selle protsessi siin.
Varastab selle mehhanismi.
See RNA läheb lõplikult ja teeb seda, mida raku enda RNA oleks tegema läinud.
See hakkab kodeerima enda valkudele.
Ilmselgelt see ei kodeeri seal samadele asjadele.
Tegelikult ühed esimestest valkudest, millele ta kodeerib,
hakkavad tapma DNA-d ja RNA-d, mis võiks teisel juhul sellega konkureerima hakata.
Nii et see kodeerib enda valke.
Siis need valgud hakkavad moodustama veel viiruslikke kestasid.
Need valgud lihtsalt ehitavad rohkem ja rohkem viiruslikke kestasid.
Samal ajal, see RNA replikeerub.
See kasutab raku enda mehhanismi. Omapead jättes
ta lihtsalt oleks seal.
aga kui ta kord siseneb valku, siis ta saab kasutada kõike seda
kena masinavärki, mis rakul on, et ennast paljundada.
See on suhteliselt hämmastav, lihtsalt juba selle biokeemia,
et need RNA molekulid siis leiavad enda tee tagasi nendesse kapsiididesse.
Kui neid on piisavalt palju ja rakk on
kasutanud ära kõik oma ressursid,
siis viirused, need idividuaalsed uued viirused, mis on
ennast paljundanud kasutades kõike raku mehhanisme,
leiavad mingi viisi rakust lahkumiseks.
Kõige - ma ei taha öelda tüüpilisem, sest me
ei ole isegi avastanud kõiki erinevaid tüüpe viirused,
mida leidub - aga viis, millest räägitakse kõige rohkem
on see, kui neid on piisavalt, siis nad vabastavad
valgud või ehitavad valgud,
sest nad ei tee enda omi,
mis lõpuks põhjustavad rakul enda tapmise või
raku membraani lagundamise.
Membraan lagundub.
Lõpuks rakk laguneb.
Ma kirjutan selle välja.
Rakk laguneb.
Laguneb tähendab seda, et raku membraan lihtsalt kaob.
Ja siis kõik need tüübid saavad sealt välja tulla.
Ma rääkisin enne, et mõndedel nendel tüüpidel on oma membraan.
Kuidas nad said endale sellised lipiididest membraanid?
Mõned neist, mis nad teevad, kui nad paljunevad
raku sees, on see, et nad väljuvad võib-olla isegi mitte tappes -
nad ei pea lagundama.
Kõik millest ma rääkisin, need on väga spetsiifilised moodused, kuidas viirus võib töötada.
Aga viirused tegelikult uurivad - erinevat tüüpi
viirused teevad peaaegu kõike erinevaid kombinatsioone, mida sa
võid paljunemisest ja kodeerimisest valkudele ja
põgenemisest rakust välja mõelda.
Mõned neist lihtsalt eralduvad.
Kui nad eralduvad, siis sa võid
ette kujutada, et nad suruvad vastu
rakukesta või rakumembraani.
Ma ei tohiks öelda rakukest.
Raku välimine membraan.
Kui nad suruvad selle vastu, siis nad võtavad
osa membraanist endaga kaasa,
kuni lõpuks rakk - kui see läheb piisavalt üles,
siis see liitub kokku ja see võtab osa
membraanist endaga kaasa.
Sa võid ette kujutada, miks see on kasulik asi, mida endaga kaasas kanda.
Nüüd et sul on see membraan, siis sa näed välja nagu see rakk.
Kui sa tahad nakatada järgmist rakku nagu see, siis
sa ei tundu ilmtingimata nagu võõras osake.
See on väga kasulik viis, kuidas paista välja nagu midagi, mis sa ei ole.
Kui sa ei arva, et see on piisavalt koletu,
et sa varastad organismi DNA, siis viirused saavad
tegelikult muuta organismi DNA-d.
Üks kõige tavalisemaid näited on HIV viirus.
Ma kirjutan selle välja.
HIV, see on sellist tüüpi retroviirus, mis on huvitav.
Neil on RNA nende sees
ja kui nad sisenevad rakku, ütleme et nad said rakku sisse.
See on raku sees selliselt.
Nad tegelikult toovad endaga kaasa ühe valgu.
Iga kord sa küsid, kus nad saavad selle valgu?
Kõik need asjad tulid teisest rakust.
Nad kasutavad mõne teise raku aminohappeid ja ribosoome ja
nukleiinhappeid ja kõike, et ennast ehitada,
nii et iga valk, mis neil on, tuli teisest rakust.
Aga nad toovad endaga kaasa sellise valgulise vastupidise transkriptsiooni.
See vastupidine transkriptsioon võtab nende RNA ja kodeerib sellest DNA.
Nii et RNA-st DNA.
Kui see esmakordselt avastati,
inimesed alati arvasid, et alati minnakse DNA-st RNA-ks,
aga see peatas selle paradigma.
Aga see kodeerub RNA-st DNA-ks.
Ja kui see pole veel piisavalt paha, siis see ühendab selle DNA
peremeesraku DNA-ga.
See DNA ühendab ennast peremeesraku DNA-ga.
Ütleme et kollane on peremeesraku DNA
ja see on selle tuum.
See tegelikult seguneb selle geneetilise koostisega, mida ta nakatab.
Kui ma tegin bakterite kohta videosid, siis ma ütlesin: "Hei, iga
inimese raku kohta on kakskümmend bakteri rakku.
Nad elavad meiega ja nad on kasulikud ja nad on
meie osa ja nad on 10% meie kuivast massist," ja kõike seda.
Aga bakterid on, nii öelda "sõiduga kaasas".
Nad ei muuda, kes me oleme.
Aga need retroviirused, nad tegelikult muudavad meie geneetilist kooslust.
Enda geene võtan ma väga personaalselt.
Nad defineerivad, kes ma olen.
Aga need tüübid lähevad sisse ja muudavad mu geneetilist kooslust.
Ja kui nad on osa DNA-st, siis naturaalne
"DNA-st RNA-ks ja edasi valguks"-protsess kodeerib nende valke.
Mõnikord nad lebavad inaktiivselt ja ei tee midagi.
Mõnikord, ütleme et mõnikord mõnda tüüpi
keskkondlikus muutuses nad hakkavad jälle endale kodeerima.
Ja nad hakkavad rohkem tootma,
aga nad toodavad seda otse organismi raku DNA-st.
Nad saavad organismi osaks.
Ma ei oska kujutada rohkem intiimset viisi saada
organismi osaks kui saada osaks selle DNA-st.
Ma ei oska kujutada ette muud viisi organismi defineerimiseks.
Kui see inseenesest pole veel piisavalt jube, ja lihtsalt et sa teaksid,
kui see ettekujutus siin, kui viirus saab
organismi DNA osaks, seda kutsutakse proviiruseks,
kuid kui see pole veel piisavalt juba, nad - kui see
nakatab raku minu ninas või käes, kui see rakk
läbib mitoosi, kõigil selle järglastel, selle
järglased on geneetiliselt identsed, neil on see viiruslik DNA.
See võib olla okei, aga vähemalt minu lapsed ei saa seda.
Vähemalt see ei saa minu liigi osaks.
Aga see ei pea nakatama lihtsalt somaatilisi rakke, see võib nakatada mikroobi raku.
See võib minna mikroobi rakku.
Ja mikroobi rakud, me oleme seda juba õppinud, need on
need, mis toodavad gameete.
Meestel on need spermid ja naistel munarakud.
Aga sa võid ette kujutada, kord kui sa oled nakatanud mikroobirakku,
kord kui sa oled saanud mikroobiraku DNA osaks, siis ma
kannan edasi seda viiruslikku DNA-d oma pojale või tütrele
ja nemad kannavad seda edasi oma lastele.
Ja see idee iseenesest on, vähemalt minu mõistusele, ebamääraselt jube.
Inimesed hindavad, et 5-8% - ja see tegelikult
ähmastab, see paneb sind mõtlema sellele, mida me kui inimesed tegelikult
oleme - aga hinnanguliselt 5-8% inimese genoomist - kui ma
rääkisin bakteritest, siis ma lihtsalt rääkisin asjadest, mis olid
nii öelda "sõiduga kaasas",
aga hetkeline hinnang ja ma otsisin selle välja paljudest kohtadest,
ma leidsin 8% ühest kohast, 5% teisest kohast,
see kõik on arvamus,
inimesed teevad seda võttes aluseks lihtsalt
DNA vaatamine ja kui sarnane see on DNA-le teistes organismides, aga
hinnanguliselt 5-8% inimese genoomist on viirustelt,
on iidsetelt retroviirustelt, mis ühendasid ennast
inimese mikroobiliini,
nii et inimese DNA sisse.
Neid kutsutakse endogeenseteks retroviirusteks,
mis on minu jaoks hämmastav, sest see ei ütle lihtsalt
seda, et need asjad on "sõiduga kaasas" või et nad võivad meid aidata või vigastada,
see ütleb, et me oleme - 5-8% meie DNA-st
tuleneb tegelikult viirustelt.
See on teine asi, mis räägib lihtsalt geneetilise variatsiooniga.
Sellepärast et viirused midagi teevad - seda kutsutakse
DNA horisontaalseks ülekandumiseks -
ja sa võid ette kujutada, kui viirus läheb ühest liigist
järgmisesse, kui see läheb liigist A liiki B, kui see muteerub nii,
et see on võimeline sisenema nendesse rakkudesse, see võib võtta mõned -
see võtab DNA, mis tal juba on, mis teeb temast tema, endaga,
aga mõnikord, kui see alustab kodeerimist mõndadele teistele
tüüpidele, ütleme et see siin on proviirus.
Sinine osa on originaalne viirus.
Kollane on organismi ajalooline DNA.
Mõnikord, kui ta kodeerib, võtab ta üle väiksed osad teise organismi DNA-st.
Võib-olla enamus sellest oli viiruslik DNA, aga see võis,
kui ta transkribeeris ja transleeris ennast, see võis
võtta väikse osa - või vähemalt kui ta transleeris või
paljundas ennast - ta võis võtta väikse osa
organismi eelnevast DNA-st.
See tegelikult lõikab DNA osi ühest organismist ja
toob selle teise organismi.
Viib selle ühelt liigiesindajalt teisele liigiesindajale.
Aga kindlasti saab see levida üle liikide.
Sul on äkitselt selline idee, et DNA saab hüpata liikide vahel.
See tegelikult - mind paneb see hindama
kui omavahelised - liigina
me mingil määral kujutame ette, et me oleme omaette ja
saame ainult paljuneda üksteisega ja meil on geneetiline liigisisene varieeruvus.
Aga viirused tutvustavad seda ettekujutust horisontaalsest ülekandest transduktsiooni kaudu.
Horisontaalne transduktsioon on lihtsalt idee -
kui ma paljundan seda viirust, ma võin võtta natukene
sellest organismist, millelt ma tasuta elatun, ma võin võtta
natukene nende DNA-st endaga
ja nakatan selle DNA järgmisesse organismi.
Sul on tegelikult see DNA, see hüppab organismist organismi.
See mingil määral ühendab kõik DNA-l baseeruva elu,
mis on kõik elu, mida me sellel planeedil teame.
Kui kõik see pole veel piisavalt jube - ja tegelikult
võib-olla ma jätan kõige jubedama osa lõppu.
On terve - me võime rääkida kõike erinevatest viiruse klassidest,
aga lihtsalt, et sa oleksid natukene tuttavam terminoloogiaga,
kui viirus ründab bakterit, mida nad tihti teevad,
me õpime neid asju kõige rohkem, sest see võib olla hea
alternatiiv antibiootikumidele,
sest viirused, mis ründavad baktereid võivad - mõnikord
bakter on palju hullem viirusele - aga neid kutsutakse bakteriofaagideks.
Ja ma olen juba rääkinud teile, kuidas neil on oma DNA,
aga kuna bakteritel on tugevad kestad, siis nad lihtsalt süstivad
DNA bakterisse sisse.
Kui sa räägid DNA-st, idee proviirusest,
kui viirus lagundab seda, siis seda kutsutakse lüütiliseks tsükliks.
See on lihtsalt natukene terminoloogiat, mida on hea teada, kui
sa teed bioloogias eksamit selle kohta.
Kui viirus ühendub DNA-sse
ja püsib inaktiivselt, ühendub peremehe organismi DNA-sse
ja püsib inaktiivselt mõnda aega, siis seda kutsutakse lüsogeenseks tsükliks.
Tavaliselt proviirus kogeb lõpuks
lüsogeenset tsüklit eukarüootides, organismides, millel
on tuumamembraan.
Tavaliselt kui inimesed räägivad lüsogeensest tsüklist,
siis nad räägivad viiruslikust DNA-st, mis püsib inaktiivselt bakteri DNA-s.
Või bakteriofaagi DNA püsib inaktiivselt bakteri DNA-s.
Aga lihtsalt et anda sulle idee, milline see jutumärgid algavad,
jutumärgid lõppevad, välja näeb.
Ma sain need kaks pilti Wikipediast.
Üks on CDC-st.
Need väikesed rohelised täpid siin üle kogu pinna,
see suur asi, mida sa siin näed, see on valge verelible.
Inimese immuunsüsteemi osa.
See on valge verelible.
Mida sa näed tõusmas pinnaselt, põhiliselt
eraldumas selle valge verelible pinnalt - ja
see annab sulle suuruste vahe tunnetuse ka -
need on HIV-1 viirused.
Sa oled tuttav terminoloogiaga, HIV on
viirus, mis nakatab valgeid vereliblesid.
AIDS on sündroom, mille sa saad, kui su immuunsüsteem on nõrgenenud teatud punktini.
Paljud inimesed põevad nakkuseid, mida inimesed,
kellel on tugev immuunsüsteem, tavaliselt ei põe.
Aga see on jube.
Need asjad läksid selle suure raku sisse, nad kasutasid
raku enese mehhanisme, et paljundada oma DNA-d või
oma RNA-d ja neid valgulisi kapsiide.
Ja siis nad eralduvad rakust ja võtavad natukene selle membraanist endaga kaasa.
Ja nad võivad isegi jätta natukene oma DNA-d maha selle raku enda DNA-sse.
Nii et nad muudavad seda, mis see rakk tegelikult on.
See on veel üks jube pilt.
Need on bakteriofaagid.
Need näitavad sulle, mida ma enne ütlesin.
See on siin bakter.
See on selle rakukest.
See on tugev.
Nii et sellesse on raske lihtsalt sisse pääseda.
Või sa võid lihtsalt ühineda, membraanid kokku sulatada,
nii et nad jäävad selle bakteri välisele kihile
ja nad põhiliselt süstivad oma geneetilist
materjali bakterisse sisse.
Sa võid ette kujutada, lihtsalt vaadates nende asjade suuruseid.
See on rakk.
Ja see näeb välja nagu terve planeet või midagi.
Või see on bakter ja need
asjad on väga palju väiksemad.
Umbkaudu 1/100 bakterist.
Ja need on palju vähem, kui 1/100 sellest rakust, millest me räägime.
Ja neid on eksteemselt raske filtreerida,
et neid eemale hoida,
sest nad on väga väikesed osakesed.
Kui sa arvad, et need on eksootilised asjad, mis eksisteerivad
HIV-il või Ebola viirusel, millel nad eeksisteerivad, või SARS-il,
siis sul on õigus.
Aga nad on samuti tavalised asjad.
Ma ütlesin selle video alguses, et ma olen külmetada saanud.
Ja ma olen külmetada saanud, sest mingid viirused on nakatanud
minu ninasõõrmes asuvat kude.
Ja nad põhjustavad mul nohu ja mida kõike muud.
Viirused põhjustavad ka tuulerõugeid.
Nad põhjustavad herpesviirust.
Põhjustavad külma ärritusi.
Nad on meie ümber igal pool.
Ma võin garanteerida, et sul on mingi viirus
sinuga praegusel hetkel.
Nad on kõikjal meie ümber.
Aga see on väga filosoofiliselt mõtlemapanev küsimus.
Ma alustasin alguses sellega, et kas need on elu?
Ja alguses ma näitasin sulle, et nad
on lihtsalt valgud mingi nukleiinhappe molekuliga selle sees.
Ja see ei tee midagi.
Ja see ei paista mulle nagu elu.
See ei liigu ringi.
Sellel ei ole ainevahetust.
See ei söö.
See ei paljune.
Aga äkitselt, kui sa mõtled sellele, mida see teeb
rakkudele ja kuidas see kasutab rakke, et paljuneda,
siis see nagu - ärinimetuses on see vara valgus.
See ei vaja kogu masinavärki, sest see saab kasutada
teiste inimeste masinavärki, et ennast paljundada.
Sa võid peaaegu tahta seda vaadata kui targemat eluvormi.
Sest see ei läbi kõiki neid probleeme, mida kõigil teistel eluvormidel on.
See paneb sind küsima, mis elu on või isegi mis meie oleme?
Oleme me need asjad, mis sisaldavad DNA-d või oleme me lihtsalt
DNA transpordi mehhanismid?
Ja need on sellised olulisemad asjad.
Ja need viiruslikud nakkused on võitlused erinevate
DNA ja RNA ja milleiganese vormide vahel.
Igaljuhul ma ei taha liiga filosoofiliseks muutuda.
Aga loodetavasti see annab sulle hea idee, mis viirused on
ja miks nad tõesti on, minu arvates, kõige huvitavamad
pseudoorganismid kogu bioloogias.