Viruses

.. ....

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'è 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'è 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