Viruses

S obzirom na to da sam upravo prehlađen, ne mogu zamisliti

prikladniju temu od virusa za izradu videa.

Visur, ili virusi.

Prema mom mišljenju, virusi su, na nekoj razini, najfascinantnija

stvar u cijeloj biologiji.

Zato što zamagljuju jasnu granicu između onoga

što je neživo, a što živo?

Ako pogledamo sebe, ili život kao

nešto što nam je svima poznato.

Kada vidiš nešto, što se rodi, raste, i

neprestano se mijenja.

Možda se i kreće.

Možda ne.

Ali metabolizira tvari oko sebe.

Razmnožava se i na kraju umre.

Tada kažeš, to je vjerojatno život.

U živa bića, svrstavamo većinu stvari koje vidimo i

svrstavamo, nas.

Tu spadaju bakterije.

Tu spadaju biljke.

Mislim, mogao bih iskasapati taksonomski sustav

ovdje, ali znamo prepoznati život kada ga vidimo.

Svi virusi su zapravo hrpa genetičke

informacije unutar bjelančevine.

Unutar proteinske kapsule.

Nacrtat ću.

Postoji više oblika genetičke informacije koje nalazimo.

Postoji RNA, to može biti i DNA, može biti

jednolančana RNA, dvolančana RNA.

Ponekad ćemo napisati za jednolančanu dva mala

"ss" ispred.

Zamislimo da pričamo o dvolančanoj DNA,

stavit ćemo "ds" ispred.

Glavna ideja je da virusi mogu dolaziti u svim

oblicima, i imaju genetsku informaciju

u obliku lanca nukleinske kiseline.

Ili jednolančane ili dvolančane molekule RNA ili jednolančane ili

dvolančane molekule DNA

I ona je sadržana unutar neke vrste proteinske

strukutre, koju zovemo KAPSIDA.

I klasičan crtež virusa je

stvar nalik ikozaedru.

Probat ću to nacrtati.

To bi izgledalo ovako nekako.

I ne moraju svi virusi izgledati upravo tako!

Postoji tisuće vrsta virusa.

Mi smo samo zagrebali po površini i

razumijemo da virusi postoje tamo negdje i da

postoje razni načini kako se uglavnom mogu

replicirati.

O tome ćemo pričati kasnije.

I ja bih posumnjao da postoji mogući način

replikacije

u svijetu virusa.

Ali oni svarno jesu samo ti protein, ta proteinska

kapsida, i sastavljeni su od hrpe malih

proteina.

I unutar imaju neki gentski materijal, koji može

biti DNA ili može biti RNA.

Dopustite da nacrtam njihov genetski materijal.

Protein nije nužno vidljiv, ali kada bi bio,

vidjeli biste genetski materijal unutra.

Pitanje je, je li ova stvar zapravo život?

Izgleda skroz neživo.

Ne raste.

Ne mijenja se.

Ne metabolizira tvari.

Ova tvar, prepuštena svojim poslovima, će

samo stajati ovdje.

Stajati će ovdje poput knjige na stolu i

samo će biti ovdje.

Neće se ni malo promijeniti.

Ali što se događa, jest rasprava.

Mislim možete reći, hej Sal, kada to definiraš na taj način,

izgleda samo kao hrpa složenih molekula.

To nije život.

Ali to počinje nalikovati životu kada se odjednom nađe

u kontaktu sa bićima koja normalno

smatramo živima.

Dakle, što virus čini klasični primjer je, virus

će se prihvatiti za stanicu.

Dopustite da nacrtam ovu stvar malo manje.

Zamislimo da je ovo moj virus.

Nacrtat ću ga kao mali heksagon.

I ono što čini jest, prihvati se za stanicu.

To može biti bilo koja vrsta stanice.

Može to biti bakterijska stanica, biljna stanica,

može biti ljudska stanica.

Nacrtat ću stanicu ovdje.

Stanice su obično puno veće od virusa.

U slučaju da stanica ima samo staničnu membranu, virus

pronađe način kako ući.

Ponekad se može spojiti, ali ne želim

komplicirati stvar, a nekad virusi imaju

svoje male membrane.

I pričat ćemo o tome gdje stvara membranu

za sekundu.

Dakle, virus može imati svoju membranu poput ove.

Ona se nalazi oko kapside.

I onda će se membrane spojiti.

I onda će virus moći prodrijeti u stanicu.

To je jedan način.

Drugi način, i oni su rijetki

na svoj način.

Ali reći ćemo da je druga metoda, da virus

uvjeri, na temelju jednog proteinskog receptora koji se nalazi na virusu, ili

protenskog receptora koji se nalazi na stanici, i očito to mora biti

slično kao fora s Trojanskim konjem.

Stanica ne želi viruse.

Dakle virus mora na neki način uvjeriti stanicu da je on

nestrana čestica.

Mogli bismo napraviti stotine videa o tome kako virusi funkcioniraju i na tom

području i dalje ima prostora za istraživanje.

Ponekad imamo virus koji sama stanica

iskoristi.

Možda stanica misli da je to nešto što je njoj

potrebno za korištenje.

Pa stanica omota virus, ovako nekako...

I ova strana će s vremenom nestati.

I zatim će stanica omotati virus.

Ovaj proces zove se ENDOCITOZA.

Sada ću pričati o tome.

Stanica unosi virus u citoplazmu.

To se ne događa samo virusima.

Ali je to isto jedan od načina ulaska virusa u stanicu.

U slučaju da imamo, na primjer

situaciju s bakterijom, kada stanica ima

tvrdu stijenku, dobro ću to pobojati.

Zamislim da je ovo tu bakterija.

I ovo je tvrda stanična stijenka.

Virusi uopće ne ulaze u stanicu.

Oni samo vise izvan stanice, ovako.

Ne crtam u pravom mjerilu!

I zapravo virus unosi (injektira) svoj genetički materija.

Vidimo dakle da postoji ogromna, raznolikost načina

ulaska virusa u stanice.

Zanimljiva stvar je ta da dospiju u stanicu.

I jednom kada dospiju u stanicu, oni puštaju

svoj genetički materijal u stanicu.

I njihov genetički materijal pluta naokolo.

Njihov genetički materijal je već u obliku RNA -

i mogu zamisliti skoro sve moguće

načine na koji funkcioniraju virusi i postoje u prirodi.

Samo što ih mi još nismo sve otkrili.

One koje smo uspjeli pronaći

funkcioniraju upravo na svakakve načine.

Ako imaju RNA, ta RNA se može odmah početi

koristiti - ovo je

jezgra stanice....

Ovo je jezgra stanice i ona obično sadrži molekulu DNA

kao npr. ova.

Možda da nacrtam DNA molekulu u drugoj boji.

Obično se DNA prepisuje u RNA molekulu.

Dakle, u normalnoj funkcionalnoj stanici, RNA molekula

postoji u jezgri, ide na ribosome, i onda imamo

RNA zajedno s tRNA koja proizvodi

proteine.

RNA molekula kodira za različite proteine.

I o tome ću pričati u drugom videu.

Ovi proteini se formiraju, i na kraju, mogu stvarati

različite strukture u stanici.

Ali ono što virus čini je da on "preotme" ovaj opisani proces.

"Ukrade" ovaj mehanizam!

Virusna RNA će napraviti ono što inače radi

stanična RNA.

I počet će kodirati za vlastite proteine.

Očito neće kodirati za

istu stvar ovdje.

I na kraju oni proteini za koje prvo kodira

počinju ubijati staničnu DNA i RNA koja se inače može

natjecati s njima.

Dakle virusi kodiraju za vlastite proteine.

Zatim proteini počnu stvarati još virusnih kapsida.

Proteini stvaraju sve više i više

virusnih kapsida.

I u isto vrijeme, RNA se replicira.

Samo što cijelo vrijeme koristi stanični mehanizam. Ukoliko bi virus bio prepušten

sam sebi, samo bi stajao tu.

Ali kada jednom uđe u stanicu, tada može koristiti njezin

savršen mehanizam koji stanica koristi za samoreplikaciju.

Čudesna je zapravo cijela biokemija ovog procesa.

Ove molekule RNA nalaze se ponovno

unutar njihove kapside.

Kada se stvori dovoljan broj virusa i kada je stanica

potrošila sve svoje resurese

virusi, tj. novostvoreni virusi

koji su se replicirai koristeći stanični mehanizam,

pronaći će način za izlazak iz stanice.

Najuobičajeniji način, - iako ne volim koristiti taj izraz,

budući da nisu otrkivene sve vrste virusa -

način o kojem se najčešće razgovara,

kada postoji dovoljan broj virusa,

oni će otpustiti ili stvoriti proteine.

Budući da oni ne stvaraju vlastite proteine.

Oni s vremenom daju uputu stanici za samouništenje ili

uputu membrani da se otopi.

Pa se membrana otopi.

i dolazi do LIZE (smrti) stanice.

Da zapišemo to

LIZA stanice.

Liza znači da se stanična membrana

raspuknula, nestala je.

I onda svi oni mogu izaći.

Pričao sam prije da postoje neki virusi, koji

imaju svoje membrane

Kako su se oni našli ovdje,

ovakve vrste lipidne membrane?

Dakle neki od njih, što rade, kada se repliciraju

unutar stanice, oni izađu možda čak i ne ubijajući, oni

ne uzrokuju lizu stanice.

Sve o čemu sam pričao, to su bili specifični načini na koje virus

može funkcionirati.

Ali virusi su stvari koje treba istražiti, postoje različiti tipovi

virusa i postoje različite kombinacije replikacija

i kodiranja za proteine koje možete zamisliti

i načini izlaska iz stanice.

Neki se od njih samo nakupljaju.

I kada se nakupljaju, u suštini, možemo

zamisliti da se odugraju o staničnu

stijenku, ili membranu.

Ne bih smio reći staničnu stijenku.

Staničnu vanjsku memranu.

I kada se odgurnu o nju, oni "uzimaju"

dio membrane s njima.

S vremenom će stanična membrana koja se toliko ispupčila

odvojit će se zajedno s virusom i on će uzeti dio

membrane sa sobom.

Možete zamisliti zašto je korisno

imati je sa sobom.

Sada kada imaš dio membrane

nalikuješ na stanicu.

I kada želiš zaraziti druge stanice koje sliče ovoj stanici, sada

nećeš izgledati kao strana tvar.

zato je jako korisno nalikvati na nešto

što nisi.

I ako mislite da to nije dovoljno strašno,

- činjenica da otimaš DNA organizma, - virusi još mogu i

mijenjati DNA organizma.

Najpoznatiji primjer za to je HIV virus.

Zapisat ću.

HIV, vrsta retrovirusa, koja je

fascinantna.

Ono što HIV virus radi, jest da ima RNA molekulu

I kada uđe u stanicu, odnosno kada se nađu

unutar stanice

...dakle nalazi se ovako unutar stanice...

oni zajedno s njima unose protein

i svaki put pitamo, od kud njima taj protein?

Sve ovo što se ovdje nalazi došlo je od različitih stanica.

Oni koriste neke druge stanične aminokiseline i ribosome i

nukleinske kiseline i kako bi se izgradili.

Dakle bilo koji protein koji imaju

došao je iz neke druge stanice.

Oni nose sa sobom, protein (enzim) reverznu transkriptazu

Reverzna transkriptaza uzima njihovu RNA

i kodira za DNA.

Odnosno, RNA zamijeni sa DNA.

Ovo je značajno otkriće, budući da su

ljudi uvijek mislili da samo DNA može prijeći u RNA

ali je ovo razbilo tu paradigmu.

RNA kodira za DNA.

I ako ni to nije dovoljno, oni još i ugrađuju vlastitu DNA

u DNA domaće stanice.

Dakle virusna DNA će se inkorporirati u molekulu

DNA stanice domaćina.

Recimo da je žutom bojom obojana DNA domaće stanice.

I ovo je jezgra.

Zapravo se virus poigrava s genetičkim materijalom

onog organizma kojeg zaražava.

I kada sam radio video o bakterijama rekao sam da na svaku

jednu ljudsku stanicu imamo 20 bakterijskih stanica

I one žive s nama i korisne su i

one su dio nas i čine 10% naše suhe mase i sve tako.

Ali bakterije igraju na našoj strani zajedno s nama.

One ne mijenjamo ono tko smo mi.

Ali ovi RETROVIRUSI, oni zapravo mijenjaju naš

genetički materijal!

Mislim, naše gene, to već shvaćam osobno!

Oni određuju tko sam ja.

Oni se usuđuju ući i

mijenjati naš genetički materijal.

I onda kada su dio molekule DNA, onda se prirodnim putem

događa prirodni proces DNA --> RNA --> proteini koji kodiraju

za naše prave proteine.

Ponekad oni samo "leže"

i ne rade ništa (latentni su).

A ponekad, u nekim situacijama

pod utjecajem nekog okidaća iz okoliša, započet će kodirati

za sebe

i sve više će se početi proizvoditi.

proizvodit će se direktno iz stanične

DNA organizama.

Postat će dio organizma.

Ne mogu zamisliti intimniji način da postaneš dio

organizma nego da postaneš dio njegove DNA!

Ne mogu zamisliti niti jedan način

da definiraš organizam.

I ako samo to nije samo po sebi dovoljno jezivo, samo

da znaš, pojam da virus postane dio

molekule DNA organizma kojeg napada, zove se PROVIRUS.

I ako to nije dovoljno jezivo, predviđaju

ako virus zarazi stanicu u mojem nosu ili stanicu moje ruke

kako ta stanica prolazi kroz mitozu, sve stanice kćeri

koje su genetski identične, imat će

virusnu DNA!

I to se čini uredu, barem moja

djeca neće biti zaražena virusom.

Barem taj virus neće postati dio moje vrste...

Ali virusi ne moraju samo zaraziti somatske (tjelesne) stanice

oni zaražaju i spolne stanice.

Dakle oni mogu ući i u spolnu stanicu.

A spolne su stanice, naučili smo to već,

one koje proizvode gamete.

Za muškarca je to spermij, a za ženu jajna stanica.

A možeš li zamisliti, da kada se zarazi spolna stanica,

jednom kada si postao dio DNA spolne stanice, onda se

ta virusna DNA prenosi i na moga sina ili na moju kćer.

I oni će je prenijeti na svoju djecu.

i sama ta pomisao

je jako jeziva.

procjenjuje se da je 5 do 8 % - i to me jako

zbunjuje, dovodi te da se zapitaš što smo mi zapravo kao ljudi -

ali procjenjuje se da 5-8% ljudskog genoma -

kada smo pričali o bakterijama rekli smo da su

one tu zajedno s nama

ali trenutne procjene, a pogledao sam na više mjsta

negdje sam našao 8%, a negdje 5%

se su samo nagađanja

mislim da je to procjena temeljena na promatranju

koliko je ljudska DNA slična DNA drugih organizama, ali

procjenjuje se da 5-8% ljudskog genoma potjeće od virusa,

potjeće od drevnih retrovirusa koji su se inkorporirali

u ljudski genom spolnih stanica

dakle u ljudsku DNA molekulu

pa takve viruse zovemo ENDOGENI RETROVIRUSI

To je zapanjujuće, jer ne kažemo samo da

su ove stvari u našem timu i igraju za nas, da nam pomažu

ili nam nanose štetu.

Kažemo da smo mi, - odnosno 5-8% naše DNA

zapravo dolazi od virusa.

i to je još jedna pojava koja govori

o genetičkoj varijabilnosti.

Virusi rade nešto, što se zove

HORIZONTALNI PRIJENOS molekule DNA

i možeš zamisliti, kako virus ide iz jedne vrste

u drugu, i kako ide iz vrste A u vrstu B, mutira,

kako bi mogao zaraziti nove stanice, i

uzet će DNA koju već ima, i koju

stvara, sa sobom.

Ali ponekad, krene kodirati za neke druge

viruse, ajmo zamisliti da je ovo provirus

A plavi dio je originalni virus.

Žuto predstavlja povijesnu DNA organizma

Ponekad kad kodira, uzima male dijelove

DNA drugog organizma.

Možda je većina virusna DNA, ali može sadržavati,

nakon transkripcije i translacije,

mali dio, ili kada je translocirana ili

samoreplicirana, može sadržavati mali dio

primarne molekule DNA organizma

Zapravo reže dijelove molekule DNA iz organizma, i

nosi ih u drugi organizam.

uzimajući ih od jednog člana vrste i stavlja ih u člana neke

druge vrste.

ali mogu definitivno ulaziti u različite vrste.

I sad imamo ideju da odjednom DNA može skakati

među vrstama.

To je stvarno - ne znam, osobno time

uviđam i cijenim povezanost među vrstama

vrste koje zamišljamo, one koje se mogu međusobno

razmnožavati i unutar sebe stvarati genetski varijabilne

populacije.

A virusi zapravo uvode pojam HORIZONTALNOG TRANSFERA

putem TRANSDUKCIJE.

Horizontalna transdukcija je samo ideja,

kada se replicira virus, uzima mali dio

organizma, i slobodan sam uzeti malo

njegove DNA sa sobom.

I tom DNA zarazit ću sljedeći organizam

Imamo zapravo, tu DNA molekulu koja "skaće"

od organizma do organizma.

Recimo da to ujedinjuje sva živa bića koja sadrže molekulu DNA.

Što je zapravo čitav živi svijet koji poznajemo na Zemlji.

I ako sve ovo nije dovoljno zastrašujuće - i zapravo

ostaje nam najjeziviji dio na kraju.

Postoje različite

skupine virusa.

Da se upoznamo samo s određenom terminologijom,

kada virus napadne bakteriju, što znaju činiti,

i mi to proučavamo jer nam služi

kao alternativa za antibiotike.

Virusi koji napadaju bakterije - a neke

bakterije su puno gore od virusa - takve viruse zovemo

BAKTERIOFAGI.

Već sam pričao o tome kako bakterije imaju svoju DNA

Ali budući da bakterije imaju staničnu stijenku, virusi će unijeti samo svoju

DNA unutar bakterijske stanice.

Kada pričamo o virusu koji sadrži DNA - to je PROVIRUS.

Kada virus lizira ovako,

taj proces zovemo LITIČKI CIKLUS.

Ovo su samo neki termini, koje je dobro znati

ako ćeš pisati ispit iz biologije o ovoj temi.

I kada virus inkorporira svoj genski materijal u DNA stanica

i miruje, inkorporira se u DNA domaćina,

i latentan je (miruje) neko vrijeme, tu pojavu nazvamo

LIZOGENI CIKLUS.

Normalno, provirus prolazi

lizogeni ciklus u eukariotima, u organizmima koji

imaju jezgrinu memrabnu.

Normalno kada ljudi pričaju o lizogenom ciklusu,

pričaju o virusnoj DNA koja je latentna u DNA molekuli

bakterija.

Ili DNA bakteriofaga miruje

u molekuli DNA bakterije.

Samo da dobijete uvid u to kako to

zapravo, izgleda

Imam ovdje dvije fotografije s Wikipedije.

Jedna je s CDC-a.

Ove male zelene točkice koje možete vidjeti posvuda

na površini, ove velike stvari koju vidite, a to je bijela

krvna stanica.

Dio je ljudskog imunološkog sustava.

To je bijela krvna stanica (leukocit).

I ovo što možete uočiti da izrasta na površini

pupa na površini bijele krve stanice -

i to vam daje osjećaj za veličinu

to su HIV-1 virusi.

Upoznati ste s terminologijom, virus HIV je

virus koji inficira bijele krvne stanice.

AIDS (hr. SIDA) je sindrom od kojeg osoba boluje kada je imunološki sistem

oslabljen.

I onda imamo puno ljudi koji se razbole od infekcija, od kojih se ljudi

s jakim imunološkim sustavom ne bi mogli zaraziti.

Jezivo...

Ove stvari koje ulaze u ogromnu stanicu, i koriste

vlastiti stanični mehanizam kako bi proizveli svoju DNA ili

svoju RNA i zatim svoju bjelančevinastu kapsidu.

I onda se odvajaju od stanice i uzimaju malo

membrane sa sobom.

I mogu čak ostaviti malo vlastite DNA za sobom

u staničnoj DNA.

I zapravo mijenjaju sve što stanica jest.

Još jedna jezva slika.

Ovo su bakteriofagi.

I ovo pokazje ono što sam ranije rekao.

Ovo je bakterija.

Ovo je stanična stijenka.

I tvrda je.

Teško je virusu probiti se u stanicu.

Ne možeš se samo spojiti, fuzionirati memrane.

Oni negdje izvan stanice bakterije dolaze

I injektiraju samo svoj genetički

materijal u bakteriju.

I možete zamisliti, samo pogledajte

veličinu ovih virusa.

Mislim...ovo je stanica.

I izgleda kao cijeli planet ili nešto.

Ili ovo je bakterija i ove

stari su puno manje.

Ugrubo 1/100 veličina bakterije.

I ovo je puno manje nego 1/100 ove stanice o kojoj

smo pričali.

Izuzetno ih je teško filtrirati.

Kako bi ih izostavili.

Zato što su jako, jako male čestice.

Ako ste mislili da je ovo neka vrsta egzotičnih tvari kao

na primjer HIV ili Ebola virus, ili SARS

imate pravo.

Ali isto tako one su jako uobičajene.

Pa, rekao sam na početku ovog videa da

sam prehlađen.

I prehlađen sam zato što su neki virusi zarazili

tkivo moje nosne šupljine.

I uzrokuju simptome kao što je curenje nosa i što sve ne.

Virusi također uzrokuju vodene kozice.

Uzrokuju herpes simplex virus.

Uzrokuju afte.

Dakle, s nama su kud god se okrenemo.

Mogu garantirati da imate neki virus

sada.

Oni su svuda oko nas.

Ali je vrlo

filozofsko zagonetno pitanje.

I započeo sam njime, jesu li virusi živa bića?

I na prvu kada sam vam ih pokazao, izgledali su

kao proteini sa nekakvom nukleinskom

kisleinom unutra.

Koja nije radila ništa.

I nije izgledala kao živo biće, barem meni.

Ne kreće se.

Nema metabolizam.

Ne hrani se.

Ne razmnožava se.

Ali odjednom, kada pomisliš što

radi stanicama i kako koristi stanicu za vlastitu reprodukciju.

To je vrsta "posjedovanja imovine", u poslovnoj terminologiji.

Ne treba svu "opremu" zato što može koristiti

"opremu" drugih ljudi kako bi se replicirao.

Možemo ih čak smatrati kao

pametniji oblik života.

zato što ne prolazi kroz sve probleme s kojima

se susreću drugi oblici života.

Navode vas da se zapitate što je zapravo život, i čak što smo mi.

Jesmo li mi stvari koje sadrže DNA ili smo

samo transportni mehanizmi za DNA?

I to su zapravo važnija pitanja.

Virusne infekcije su samo bitke između različitih

oblika DNA i RNA i čega sve ne.

Uglavnom, ne želim previše filozofirati.

Ali nadam se da ste stekli uvid što su virusi zapravo

i zašto su - po mom mišljenju - fascinantni

pseudo organizmi u cijeloj biologij.