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Considerando che sono raffreddato non immagino un tema migliore
da trattare dei virus.
Senza esagerare.
Un virus o i virus, nella mia opinione,
sono l'argomento piu' interessante di tutta la biologia
in quanto, in realta', attenuano il confine tra un oggetto inanimato e la vita
cioe'
se guardiamo a noi stessi
o a un essere vivente, come qualcosa che riconosci quando lo vedi
qualcosa che nasce, cresce e cambia costantemente
forse si muove intorno o forse no
comunque sta metabolizzando cose intorno a se', si riproduce
e muore
quindi probabilmente e' vita e qui includiamo la gran parte di cio' che vediamo
includiamo i batteri
le piante
cioe'....sto massacrando il sistema tassonomico
ma cerchiamo di riconoscere la vita quando la vediamo, comunque
tutti i virus
sono solo una quantita' di informazione genetica dentro una proteina
all'interno di un involucro proteico
lo disegno
L'informazione genetica puo' presentarsi in qualsiasi forma
puo' essere ARN ( acido ribonucleico) oppure ADN (acido desossiribonucleico)
potrebbe essere una sola catena ARN o ARN doppia catena
talvolta per una sola catena scrivono queste due piccole S davanti ad essa
stiamo parlando di ADN doppia catena quindi scriviamo ds prima della sigla
comunque l'idea centrale e' che i virus possono entrare in tutte queste forme
sia in una informazione genetica che in catene di acido nucleico
o in ARN a catena semplice o doppia
o ADN a catena semplice o doppia
Queste sono contenute all'interno di una struttura proteica chiamata capside
il disegno classico e' una specie di icosaedro vediamo se riesco a rendergli giustizia,
e' una cosa del genere
Non tutti i virus appaiono esattamente cosi' ci sono migliaia di tipi di virus
stiamo solo esplorando la superficie per capire i virus che esistono all'esterno
oltre ai modi che usano per moltiplicarsi ma parleremo di questo tra poco.
Sospetto che nel mondo dei virus esistano quasi tutte le forme di duplicazione
e comunque sono solo delle proteine queste capsidi di proteine
composte da un piccolo gruppo di proteine aggregate insieme
all'interno contengono materiale genetico che potrebbe essere ADN O ARN
disegno il materiale genetico La proteina non e' per forza trasparente
ma se lo fosse si vedrebbe parte del materiale genetico all'interno
e quindi la domanda e': e' vita, questa entita'?
Sembra inanimata, non cresce non cambia non metabolizza niente.
Questa entita' e' lasciata a se stessa restera' li'
restera' come un libro posato su un tavolo e nulla cambiera'
tuttavia avviene che si pone la questione che quando si definisce cosi
sembrerebbe solo un glomerulo di molecole, e questo non si puo' chiamare vita
comincia a sembrare vita all'improvviso quando entra in contatto con cio' che normalmente
consideriamo vivo
quindi l'esempio classico del comportamento dei virus e' aderire ad una cellula
disegno questa cosa un po' piu piccola
sarebbe il mio virus lo disegnero'
come un piccolo esagono
e aderira' ad una piccola cellula, qualsiasi tipo di cellula, potrebbe essere
una cellula di batterio, di una pianta, umana
ecco, disegno la cellula qui
Di solito le cellule sono molto piu' grandi dei virus
e hanno una membrana delicata e i virus cercano il modo di perforarla
a volte possono introdursi (non voglio complicare il tema)
ma talvolta i virus hanno anch'essi una membrana, anche se piu' piccola
parleremo di questo fra un attimo e diremo da dove prendono la propria membrana
quindi un virus potrebbe avere la sua membrana come questa, attorno alla capside
e allora le membrane si fonderanno insieme e il virus potra' entrare nella cellula.
Questo e' un metodo,
l'altro
e' che il virus convince,basandosi su alcuni recettori di proteine
del virus o della cellula e ovviamente questo e' come un cavallo di Troia
La cellula non vuole i virus, quindi il virus deve convincerla che non e' una particella estranea.
Potremmo fare centinaia di video su questo tema, e' materia di costante ricerca
Potremmo anche avere il caso di un virus consumato dalla cellula.
Talvolta, la cellula crede che il virus sia qualcosa da assimilare e quindi avvolge il virus
cosi' si uniscono, e il virus si installa dentro la cellula, il processo e' chiamato endocitosi,
poi ne parlero', entra nel citoplasma.
Questo non avviene solo con i virus, e' uno dei modi per entrare,
In alcuni casi la cellula in questione, ad es. nei batteri, ha la membrana molto dura,
ve la mostro in un altro colore.
Ecco, questo e' un batterio, ha la membrana dura, i virus non entrano, restano fuori,
lo disegno in scala, cosi'. In realta' iniettano il loro materiale genetico,
in tal modo si danno una gran varieta' di modi in cui i virus entrano nelle cellule
ma questo non avviene casualmente
l'interessante e' come entrano nella cellula e una volta entrati
liberano il proprio materiale genetico al suo interno in modo che fluttui
questo materiale e' in forma di ARN
Si potrebbero immaginare quasi tutti i modi possibili esistenti in cui i virus si comportano,
ma ancora non li abbiamo scoperti.
Quello che sappiamo e' che lo fanno in qualsiasi modo possibile
cosicche' se trovano ARN questo puo' essere immediatamente utilizzato
ecco, questo e' il nucleo della cellula
in cui normalmente hanno l'ADN iniziale
cosi'
meglio fare l'ADN in un altro colore.
Normalmente l'ADN si trascrive in ARN in modo che la cellula, una cellula normale
L'ARN esce dal nucleo e si dirige aI RIBOSOMI,
ha l'ARN unito al RNA di trasferimento (tRNA)
che e' quello che produce queste proteine.
L'ARN codifica per differenti proteine lo vedremo in un altro video
Queste proteine si organizzano e con il tempo formeranno le diverse strutture
di una cellula
Pero' quello che fa il virus e' appropiarsi di questo processo, si appropria
di questo meccanismo .
L'ARN quindi fa proprio cio' che farebbe l'ARN della cellula
e inizia la codifica delle proprie proteine
E' evidente che non codifica per gli stessi scopi.
Di fatto le prime proteine codificate, spesso, iniziano a distruggere l'ADN e l'ARN che
potrebbero competere con lui. Pertanto codifica con le proprie proteine
di li a poco queste proteine iniziano a lavorare piu' delle cellule virali
costruendo sempre piu' cellule virali
Contemporaneamente questo ARN si replica utilizzando i meccanismi specifici della cellula,
abbandonato al suo destino, il virus resterebbe immobile ma
una volta entrato nelle cellula puo' utilizzare tutti i meccanismi
che questa possiede per duplicare se stessa.
E' semplicemente incredibile la biochimica della stessa.
Queste molecole di ARN subito si incontrano di nuovo in questi capsidi
e quando se ne forma una sufficiente quantita' e tutte le risorse della cellula
sono esaurite, i virus, questi nuovi individui che si sono replicati
utilizzando i meccanismi delle cellule, trovano il modo di uscire dalla cellula.
La maggior parte, dato che non conosciamo ancora tutti i tipi di virus esistenti,
per maggior parte intendo una sufficiente quantita' di questi,
liberano proteine
o le costruiscono ma non lo fanno da soli.
fanno in modo che la cellula annienti se stessa o che la sua membrana si dissolva,
quindi la membrana si dissolve, si rompe.
lasciatemi scrivere:
LISI
lisi significa significa che la membrana cellulare sparisce
Tutti questi individui possono uscire da soli.
Prima ho detto che alcuni di questi virus posseggono la propria membrana
Quindi come sono arrivate li' queste membrane bilipidiche?
Alcuni, una volta replicati all'interno della cellula, escono, anche senza distruggere
non rompono la membrana,
Mi riferisco a forme specifiche in cui un virus potrebbe operare,
i virus esplorano
tipi differenti di virus fanno quasi tutte le combinazioni possibili
per replicarsi, codificare le proteine e uscire dalle cellule.
Alcuni virus appaiono solamente e quando appaiono, spingono contro
la parete cellulare o la membrana.
Non dovrei dire parete cellulare ma MEMBRANA CELLULARE ESTERNA
quindi facendo pressione si legano alla membrana, finche' la cellula esplode
e il virus prende parte della membrana.
E' chiaro che la membrana e' molto utile perche' ora che il virus ce l'ha, possiede
l'informazione genetica della cellula cosicche' quando ne vuole infettare una simile
non sara' visto come una particella estranea.
Pertanto e' un modo molto funzionale per sembrare qualcosa che non e'.
E se non vi sembra abbastanza terrificante che si appropino del DNA di un organismo,
i virus possono anche modificarlo.
Un esempio tra i piu' noti e' il virus dell'AIDS.
lo scrivo qui. Ecco.
L'AIDS e' un tipo di retrovirus, il che lo rende interessante.
Poiche' ha RNA al proprio interno
quando entrano in una cellula, ecco sono entrati, al suo interno,
portano con se' una proteina.
Ogni volta che ci chiediamo da dove proviene questa proteina, sappiamo che
tutto cio' che hanno lo ottengono da una cellula diversa; utilizzano gli amminoacidi,
i ribosomi, acidi nucleici di altre cellule, tutto per costruire se stessi.
quindi tutte le loro proteine provengono da altre cellule.
Ma hanno anche un'altra proteine: la TRASCRITTASI INVERSA.
Questa prende l'RNA e lo codifica in DNA: da RNA in DNA.
Quando si scopri' si pensava che si codificasse da DNA in RNA.
Questa scoperta infranse il paradigma.
La trascrittasi inversa codifica da RNA in DNA.
Se sembra poco, incorpora il proprio DNA in quello della cellula ospite.
Ossia il DNA si incorpora nel DNA della cellula ospite.
Il giallo e' il DNA della cellula ospite e questo e' il suo nucleo.
In realta' si lega alla composizione genetica di cio' che sta infettando.
Parlando di batteri si puo' dire che in ogni cellula umana ce ne sono circa 20,
vivono con noi, sono utili, sono parte della nostra vita,
Sono piu' del 10% della nostra massa senza considerare l'acqua e tutto il resto.
I batteri sono come un accompagnamento per la nostra vita, non ci cambiano.
Invece questi retrovirus stanno cambiando la nostra composizione genetica, voglio dire
I MIEI GENI
la metto sul personale
definiscono la mia identita'.
Questi organismi entrano e cambiano la mia configurazione genetica.
Una volta che sono parte del DNA, solo del DNA ...( non si capisce)...
al processo di proteine che codificheranno le proprie proteine o cio' che necessitino.
Talvolta restano inattivi, in altri casi, a seconda dei fattori ambientali
riprendono a codificare per se stessi e a produrre di piu'.
Ma stanno producendo direttamente il DNA dell'organismo, si trasformano in parte dell'organismo.
Voglio dire che non posso immaginare un modo piu' intimo di far parte di un organismo che
diventare parte del suo DNA, non posso immaginare nessun'altro modo
di definire veramente un organismo.
E se tutto questo non bastasse sappiate che questa nozione, cioe' quando un virus
si trasforma in parte del DNA di un altro organismo si chiama PROVIRUS.
Se ancora vi pare poco, lo scrivo: provirus
se non basta,
se il virus infetta una cellula del mio naso o del braccio
questa cellula subisce una MITOSI, l'insieme delle sue cellule figlie,
i suoi discendenti, saranno geneticamente identici, avranno lo stesso DNA virale.
Potrebbe essere un dato positivo, per lo meno i miei figli non avranno questo DNA
questo si sa, almeno non modificheranno parte della mia specie.
Tuttavia non solo possono infettare le cellule somatiche ma anche quelle germinali.
Pertanto potrebbero entrare in una cellula germinale.
Le cellule germinali, e' noto, sono quelle che producono i gameti.
Per gli uomini gli spermatozoi per le donne gli ovuli.
ma, come potete immaginare, una volta infettata una cellula germinale
una volta diventati parte del DNA di una cellula germinale, allora
sto trasmettendo il DNA virale a mio figlio o a mia figlia
che successivamente lo passeranno ai loro.
Questa idea mi sembra agghiacciante.
Si stima che da un 5% all'8% (e' inquietante fa pensare a cosa siamo realmente come umani)
la stima e' che dal 5 all'8% del genoma umano appartenga ai virus.
Parlando dei batteri ho accennato a quello che ci accompagna nella vita.
ma la stima attuale ( e ho molto verificato su questo dato), ho trovato che l'8% in alcuni
luoghi o il 5% in altri, sia solo un'approssimazione che tiene conto solo del DNA,
quindi dal 5% all'8% del genoma umano deriva dai virus.
Questi antichi retrovirus che si sono incorporati nella linea germinale umana,
nel DNA umano, sono chiamati retrovirus endogeni.
Il che e' spaventoso, perche' non si tratta solo di dire che questi organismi sono necessari
per la vita o che i virus possono aiutarla o pregiudicarla,
si tratta di dire che dal 5 all'8% del genoma proviene dai virus.
E questo e' un dato che consente la variazione genetica dato che i virus
agiscono.
Mi riferisco a cio' che chiamiamo traferimento genico orizzontale.
Si puo' immaginare come un virus passi da una specie all'altra,
che vada dalla specie A alla B, muti per potersi introdurre in queste cellule
usi il DNA che ha gia', che lo faccia essere cio' che e'.
Ma talvolta quando si inizia la codificazione di alcuni di questi individui
quello che vedete e' un provirus
la parte blu e' il virus originale e il giallo e' il DNA storico dell'organismo
A volte mentre codifica occupa piccole sezioni di DNA dell'organismo,
la maggior parte di questo DNA, era DNA virale ma e' possibile che quando si trascrive
e traduce se stesso, potrebbe aver preso una piccola parte
o per lo meno, quando si e' tradotto e si e' riprodotto in se stesso
potrebbe aver preso una parte del DNA dell'organismo anteriore.
In realta' sta prendendo parte di DNA di un organismo e lo trasferisce ad un altro
portandolo da una specie ad un altro membro della specie.
In definitiva questo e' il modo in cui puo' muoversi tra specie diverse.
Pensiamo che il DNA possa saltare da una specie all'altra,
e' come immaginare....non so...mi fa apprezzare il grado di interconnessione
e come le specie, anche noi stessi, possiamo riprodurci tra noi
ed avere varieta' genetica nella popolazione.
I virus introducono questo concetto chiamato trasferimento genico orizzontale.
attraverso la trasduzione. La trasduzione orizzontale e' che
replicando un virus, questo potrebbe prendere una parte dell'organismo
su cui gravita, potrebbe prendere parte del suo DNA
e infettare con questo DNA un altro organismo.
Avremmo quindi questo DNA che passa da un organismo ad un altro unificando
tutti i DNA base della vita, tutta la vita conosciuta sul pianeta.
E se questo ancora non e' abbastanza inquietante
conserviamo il peggio per la fine.
Potrei dirvi tutto sulle differenti classificazioni dei virus
invece abbiamo appena familiarizzato con alcuni termini.
Quando un virus attacca un batterio, spesso lo fanno,
noi ne studiamo la maggior parte perche' e' una buona alternativa
per creare antibiotici.
I virus attaccano i batteri, a volte i batteri sono molto peggio
dei virus, in questo caso i virus sono chiamati batteriofagi.
Ho gia' detto com'Ă¨ il loro DNA, poiche' i batteri hanno la membrana dura
i virus devono iniettare il DNA al loro interno, e quando dico DNA
mi riferisco a un provirus.
Quando un virus distrugge la membrana del batterio, si chiama CICLO LITICO.
Questo termine e' bene conoscerlo se si deve sostenere un esame di biologia
su questo argomento.
quando il virus si incorpora nel DNA, dell'organismo ospite
entra e resta inattivo per un po' si chiama CICLO LISOGENO.
Normalmente un provirus sperimenta un ciclo lisogeno in cellule eucariote
in organismi con membrana nucleare.
Quando si parla di di ciclo lisogeno si parla di DNA virale che resta inattivo
nel DNA dei batteri o del DNA del batteriofago che rimane inattivo nel DNA dei batteri.
Per darvi un'idea di quanto ho tratteggiato eccolo, qui
vi mostro queste due immagini da wikipedia
Una di esse e' il CDC. Questi puntini verdi che vediamo,
la cosa grande sullo sfondo e' un globulo bianco,
che fa parte del sistema immunitario umano, quello che esce dalla sua superficie
come esplodendo e' il virus VIH gia' conosci la terminologia:
il VIH e' un virus che infetta i globuli bianchi nel sangue.
L'AIDS e' una sindrome che quando infetta fa si che il sistema immunitario
si debiliti fino al limite: quindi molti subiscono infezioni
che una persona con un sistema immunitario forte, normalmente non avrebbe.
Questo e' inquietante. Questi organismi sono entrati nella grande cellula
ed hanno utilizzato i meccanismi cellulari per riprodurre il proprio DNA
oppure il proprio RNA e le proteine del capside.
Quindi escono dalla cellula e prendono parte della membrana cellulare,
possono anche lasciare parte del proprio DNA nel DNA della cellula
il che ne cambierebbe la configurazione.
Questa e' l'altra foto allucinante, quella a destra.
Questi sono batteriofagi, vedete quello che dicevo poco fa, e' un batterio
la sua membrana cellulare e' molto dura, pertanto e' difficile uscirne,
non possono legarsi alla membrana si trovano all'esterno del batterio
e iniettano il proprio materiale genetico nel batterio.
Potete capire che solo osservando la misura di questi organismi
si tratta di una cellula e sembra un pianeta ma potrebbe essere anche un batterio
questi organismi sono molto piu' piccoli circa un centesimo di batterio,
minori di un centesimo nel caso delle cellule che vediamo e sono molto difficili
da filtrare perche' sono cosi' piccoli per lasciarli al di fuori.
Se pensi che sono organismo esotici ma reali come il VIH o l'ebola o l'SRAS
hai ragione.
Inoltre si trovano in cose comuni, come dicevo all'inizio del video
ho un raffreddore, giacche' alcuni virus hanno infettato il tessuto delle mie
cavita' nasali e mi irritano le mucose.
I virus causano anche la varicella l'herpes simplex e l'herpes labiale.
Sono sempre con noi, potrei garantire che hai qualche virus in te, mentre parli.
Sono ovunque.
E' una questione filosofica sconcertante: il virus e' vita?
qualche proteina con alcune molecole di DNA, che non fanno nulla, non sembra vita.
Non si muove, non ha metabolismo, non mangia e non si riproduce.
Ma invece, di colpo, quando si considera quello che fa alle cellule
e come le utilizza per riprodursi si puo' dire in termini commerciali
minimizzazione degli attivi.
Non ha bisogno di avere alcun apparato giacche' puo' utilizzare quelli di altri
organismi per replicarsi.
Lo si puo' vedere quasi come una forma piu' intelligente di vita perche' non affrontano
tutti i problemi che qualsiasi altra forma di vita avrebbe.
Lascia che ti chieda: cos'Ă¨ la vita? Oppure: cosa siamo?
Siamo solo organismi che contengono DNA o siamo solo meccanismi di trasporto di DNA?
E una delle cose piu' importanti: queste infezioni virali sono battaglie tra le diverse
forme di DNA e RNA? Comunque non vorrei essere troppo filosofico.
Spero che questo video ti dia una buona idea di cosa sono i virus e perche' sono
a mio parere, gli pseudorganismi piu' affascinanti di tutta la biologia.
Tradotto per Khan Academy