Virus Infiserer Bakterier

Visste du at bakterier kan bli syk, akkurat som du? Hvis du har noen gang tatt en kald eller hadde influensa du vet det er ikke noe moro å bli infisert med et virus., Vel, det viser seg at de fleste av virus i verden infiserer bakterier i stedet for mennesker. Forskere kaller disse virusene bakteriofager (som bokstavelig talt betyr «bakterier eaters»). Det er rundt 1030 virus i havet (som er ett med 30 nuller bak det!). Det er mer virus enn det er stjerner i universet! De fleste av disse ocean virus som infiserer bakterier .

Kanskje alt dette er nytt for deg, men bakterier og virus har eksistert i svært lang tid. Bakterier har vært i utvikling siden av virus siden livets opprinnelse., De har blitt låst i en konstant kamp for over 3 milliarder år . Etter all denne tiden, bakterier har utviklet seg noen triks for å forsvare seg.

Bakterier Forsvare Seg, Akkurat Som Vi Gjør på

Din kropp har mange måter å holde deg fra å bli syke, eller for å hjelpe deg å få bedre og mer raskt når du blir syk. Din første forsvarslinje er din hud og slimhinner i kroppen din. Disse holder ekle bakterier og virus bort bare som en vegg. Når du får et kutt, hvorfor må du være nøye med å holde det rent? Slik at du ikke får en infeksjon.,

noen Ganger selv om huden din er ikke nok, og du blir syk. Når du får feber, som er et tegn på at kroppen din prøver å kjempe uansett hva som er årsaken du å være syk. Det er noen smarte måter kroppen kan bekjempe infeksjonen . Etter at kroppen bekjemper en infeksjon med et virus for første gang, kan det dannes et minne om hva som virus ser ut som. På den måten, ville du ikke blir syke av at viruset igjen. Du vil kjenne igjen «bad guy» og kjempe tilbake. Vi kaller dette minnet «adaptiv immunitet,» og det er grunnen til at folk vanligvis bare får vannkopper gang, og det er også grunnen til at vaksiner virker., En vaksine viser kroppen en liten bit av døde eller svekkede virus, slik at kroppen kan huske virus og kjempe mot live-versjon senere. Noen av virusene endre seg over tid selv, slik at disse minnene fungerer ikke alltid. Har du fått en forkjølelse eller influensa mer enn én gang? Det er fordi disse virusene endre seg raskt. Hver gang du blir syk, det er faktisk en litt annen versjon av forkjølelse eller influensa.

Bakterier synes mye enklere enn oss. Tross alt, de er virkelig liten og bare består av en enkelt celle. Bakterier ikke har hjernen eller andre organer., Selv deres en celle ser mye enklere enn én av våre egne celler. Selv så, bakterier kan forsvare seg selv mot virus mye som vi gjør.

Først av alt, hver bakterie som er omgitt av en «celle membranen» og en «celle veggen.»Disse strukturene er som skjold som vil beskytte bakterier fra verden, på samme måte som din hud og beskytter deg. Virus trenger for å koble til utsiden av en celle, og rote gjennom for å komme inn. Hvis bakterier endre formen på sine cellevegger, kan dette hindre at virus fester seg til dem. Deretter bakterier er beskyttet mot infeksjon.,

Hva skjer dersom et virus får gjennom en bakterie er cellevegg? Vel, noen bakterier har også adaptiv immunitet, akkurat som vi gjør! Det betyr at de kan lagre et minne om et virus for å hjelpe dem å beskytte seg senere. Forskere oppdaget dette relativt nylig . Før, ingen trodde bakterier var komplekse nok til å ha noe som adaptiv immunitet. Arten fortsetter å overraske forskere med nye, rare ting. Vi kaller systemet som gir adaptiv immunitet i bakterier av den «CRISPR» system.,

CRISPR står for «gruppert regelmessig-interspaced kort palindromic gjentar,» som er en komplisert måte å beskrive hva CRISPR ser ut som. Når forskere sekvensert den genetiske koden til noen bakterier (deres DNA), så fant de et mønster der de samme kort sekvens ble gjentatt igjen og igjen med noen hull i mellom (regelmessig-interspaced). Disse korte gjentatte biter var palindromes, noe som betyr at de så det samme fremover eller bakover (som ordene «kajakk» og «racerbil»). Til slutt, alt gjentar ble funnet samlet nær hverandre i bakteriell DNA., Derfor, forskerne kom opp med navnet CRISPR. Vi innrømme at navnet er ganske forvirrende, men jeg ville ikke bekymre deg om det hvis jeg var deg. Forskere gjør en OK jobb på å finne ut hvordan verden fungerer, men vi er ikke gode på å komme opp med enkle navn på ting.

Hvordan Gjør CRISPR Arbeid?

Hva mener vi når vi sier at CRISPR hjelper bakterier «huske» et virus? Vel, for å forstå dette, først må du forstå hva et virus er. I motsetning til mennesker, og i motsetning til bakterier, virus er ikke laget av celler., I stedet et virus er en haug av DNA eller RNA (et molekyl i slekt å DNA) pakket tett i en kapsel er laget av proteiner. Du kan tenke av DNA som en lang bok som beskriver hva en levende ting er antatt å være like. For eksempel, ditt DNA beskriver hvordan kroppen skal fungere, og denne «koden», sammen med verden rundt deg, former hvordan du vokser. Alle levende ting-butikken deres genetiske koden som DNA, men noen virus har RNA i stedet., RNA betyr ganske mye det samme som DNA for virus, men er bygget opp litt annerledes (tenk på koden for de virusene som blir skrevet på stentavler i stedet for papir).

i begynnelsen av en infeksjon, virus-DNA eller RNA blir injisert inn i en celle (en menneskelig celle, hvis viruset infiserer mennesker, eller en bakterie, celle hvis viruset infiserer bakterier). Etterpå virus omprogrammerer cellen til å lage mange kopier av viruset. Til slutt, disse kopiene er pakket inn i nye kapsler. Til slutt, cellen er brutt åpen og mange nyfødte virus gå ut i verden for å infisere nye celler., Du kan se hvordan dette fungerer i Figur 1.

CRISPR i bakteriell cellene arbeider i to trinn. For det første, når en bakterie som har en CRISPR system, den kan lagre små biter av virus-DNA. Hver av disse bitene kan være tenkt som en annerledes «memory.»Nå bakterien vet del av virus’ «code» og kan gjenkjenne den som en «bad guy» senere., Hvis et virus som injiserer seg inn i en celle, og at virus som samsvarer med ett av bakterien er lagret minner, da bakterien vet at det er noe galt. Når bakterien vet at det er infisert, det starter den andre trinn av CRISPR immunitet. Bakterien bruker sin CRISPR system for å hogge opp viruset før viruset har en sjanse til å lage kopier av seg selv. Voila, ingen infeksjon! Vi viser hvordan dette fungerer i Figur 2. Selvfølgelig, bakterier ikke «tror» eller «vet» ting som vi gjør, fordi de ikke har hjerner., Alle trinnene i CRISPR immunitet skje automatisk, men det er nyttig å tenke på dem som «minne» når du prøver å forstå hvordan de fungerer.

Hvorfor Vi Bryr oss Så Mye Om CRISPR?

Nylig, CRISPR har vært i nyhetene mye. Folk er veldig begeistret for denne rare lille system som bakterier bruke til å bekjempe virus! Hvorfor så mye spenning spør du?, Vel, det viser seg at vi mennesker er ganske god på å stjele verktøy bakterier har utviklet seg over millioner av år, og bruker dem for våre egne formål. Forskere har vært i stand til å slå CRISPR til en måte å «DNA-redigering» . Bakterier bruker CRISPR å kutte DNA av virus i en svært spesiell måte. Forskere har funnet ut hvordan å bruke CRISPR å kutte noen DNA-svært presist på noen måte ønsker vi!

Hvorfor forskere ønsker å redigere DNA likevel? Noen sykdommer er svært vanskelig å kurere fordi de er kodet inn i vårt DNA. Disse sykdommene er ikke forårsaket av virus eller bakterier., Noen eksempler er sigdcelleanemi og cystisk fibrose. Disse sykdommer er forårsaket av små endringer i den genetiske koden. Disse endringene gjør at kroppen fungerer litt annerledes enn slik det ellers ville gjort. Med CRISPR, kan vi redigere DNA, og kanskje løse disse små endringer. Dette betyr at CRISPR kan brukes til å kurere noen av disse genetiske sykdommer. Det er ikke alle skjønt. Forskere bruker CRISPR til design hardier avlinger for oss å spise, for å prøve å bli kvitt sykdommen-bærer mygg, og mye mer.

Vi er fortsatt lære hvordan å best bruke CRISPR som et verktøy., Det er viktig at vi sørger for å bruke CRISPR for gode grunner. Nylig, en vitenskapsmann, han fortalte at han hadde brukt CRISPR å redigere DNA-et til to barn. Han prøvde å gjøre dem motstandsdyktige mot visse sykdommer. Den globale vitenskapelige samfunnet var veldig bekymret når de har lært av dette. Mange forskere var bekymret for den vitenskapelige prosedyrer som brukes. Andre tvilte på om forskeren hadde handlet på en etisk måte. Mange forskere mente at nytten ikke oppveier risikoen. Sykdommer som endringene ville ha forhindret er lett forebygges med andre metoder., CRISPR teknologi er ikke perfekt ennå, og kan være skadelig. Ofte, CRISPR kan innføre endringer i DNA-der vi ikke vil ha det til. Ved å bruke teknologi på mennesker kan være risikabelt. Det er viktig å huske på at bare fordi en forsker kan gjøre noe, betyr ikke at de bør. Forskere rundt om i verden ofte holder store møter for å diskutere disse spørsmålene, og den beste veien fremover. På disse møtene, de spør hverandre, og medlemmer av det offentlige, spørsmål som «Er det helt OK å redigere et menneskes DNA?»og «Hvis det er slik, da ville det være OK?»Hva tror du?, Hva hvis vi bruker CRISPR til å kurere sykdommer? Hva om vi bruke det til andre formål, som å gjøre smartere eller sterkere folk? Hva hvis bare noen familier har råd til det? Det er viktig at vi spør hverandre på disse spørsmålene og at vi inkluderer enkeltpersoner fra hele verden. På den måten kan vi velge en vei som bedre tar hensyn til de behov og bekymringer for alle som er involvert.

Ordliste

Virus: Et virus er en liten mengde DNA eller RNA som er omgitt av et protein som shell. I utgangspunktet er et virus er bare en bruksanvisning for å bygge flere virus., Når viruset kommer inn i en levende celle (en menneskelig celle, hvis viruset infiserer mennesker, eller en bakterie celle, hvis viruset infiserer bakterier) det omprogrammerer at cellen, og slår celle i et virus fabrikken.

Adaptiv Immunitet: Alle organismer har ulike typer av immunitet for å beskytte seg mot smitte. Adaptive immunforsvar tillate organismer å huske infeksjoner fra fortiden for å bedre kjempe mot de samme infeksjoner i fremtiden.

Bakterien: En bakterie som er en mikroskopisk organisme som består av en enkelt celle. Deres celler er mye enklere enn et menneske er, også., Noen bakterier kan gjøre deg syk, men de fleste gjør det ikke. Faktisk, du er avhengig av bakterier i tarmen for å holde seg frisk!

CRISPR: CRISPR er et adaptive immunforsvaret at bakterier bruke til å bekjempe virusinfeksjoner. CRISPR tillater bakterier å huske virus de har sett i det siste, og gjenkjenne og bekjempe disse virusene i fremtiden.

DNA Redigering: Forskere har funnet ut hvordan å bruke CRISPR å redigere DNA. Det betyr at de kan potensielt re-skrive i «bruksanvisningen» som forteller hver organisme hvordan å leve og vokse. Vi kaller dette «DNA-redigering.,»

interessekonflikt Uttalelse

forfatterne erklærer at forskningen ble utført i fravær av kommersielle eller finansielle forhold som kan oppfattes som en potensiell interessekonflikt.

Suttle, C. A. 2005. Virus i havet. Arten 437:356. doi: 10.1038/nature04160

Chaplin, D. D. 2010. Oversikt over immunrespons. J. Allergy Clin. Immunol. 125:S3–23. doi: 10.1016/j.jaci.2009.12.980