virusurile infectează bacteriile

știați că bacteriile se pot îmbolnăvi, la fel ca dvs.? Dacă ați prins vreodată o răceală sau ați avut gripa, știți că nu este distractiv să vă infectați cu un virus., Ei bine, se pare că majoritatea virușilor din lume infectează bacteriile în loc de oameni. Oamenii de știință numesc acești viruși bacteriofagi (ceea ce înseamnă literalmente „mâncători de bacterii”). Există în jur de 1030 de viruși în ocean (adică unul cu 30 de zerouri în spatele lui!). Sunt mai mulți viruși decât există stele în univers! Majoritatea acestor virusuri oceanice infectează bacteriile .poate că toate acestea sunt noi pentru dvs., dar bacteriile și virușii sunt în jur de foarte mult timp. Bacteriile au evoluat alături de viruși de la originea vieții., Au fost blocați într-o luptă constantă de peste 3 miliarde de ani . După tot acest timp, bacteriile au evoluat câteva trucuri pentru a se apăra.

bacteriile se apără, la fel ca noi

corpul tău are o mulțime de modalități de a te împiedica să te îmbolnăvești sau de a te ajuta să te îmbunătățești mai repede atunci când te îmbolnăvești. Prima linie de apărare este pielea și membranele din interiorul corpului. Acestea păstrează bacteriile și virușii urâți la distanță, la fel ca un perete. Când primești o tăietură, de ce trebuie să fii atent să o păstrezi curată? Ca să nu aveți o infecție.,uneori, însă, pielea ta nu este suficientă și te îmbolnăvești. Când ai febră, acesta este un semn că corpul tău încearcă să lupte împotriva a ceea ce te face să fii bolnav. Există câteva moduri inteligente în care corpul tău poate lupta împotriva infecțiilor . După ce corpul tău luptă împotriva unei infecții cu un virus pentru prima dată, poate forma o amintire a ceea ce arată acel virus. În acest fel, nu te-ai îmbolnăvi din nou de acel virus. Veți recunoaște „tipul rău” și veți lupta înapoi. Noi numim această memorie „imunitate adaptivă” și este motivul pentru care oamenii primesc de obicei varicelă o singură dată și este și motivul pentru care vaccinurile funcționează., Un vaccin arată corpul tau un pic de un virus mort sau slăbit, astfel încât organismul dumneavoastră poate aminti virusul și lupta împotriva versiunea în viață mai târziu. Unele virusuri schimba în timp, deși, astfel încât aceste amintiri nu funcționează pentru totdeauna. Ați făcut o răceală sau gripa de mai multe ori? Acest lucru se datorează faptului că acești viruși se schimbă rapid. De fiecare dată când vă îmbolnăviți, este de fapt o versiune ușor diferită a frigului sau a gripei.

bacteriile par mult mai simple decât noi. La urma urmei, ele sunt cu adevărat minuscule și sunt alcătuite dintr-o singură celulă. Bacteriile nu au creier sau alte organe., Chiar și singura lor celulă pare mult mai simplă decât una din celulele noastre. Chiar și așa, bacteriile se pot apăra de viruși la fel ca noi.în primul rând, fiecare bacterie este înconjurată de o „membrană celulară” și de un „perete celular.”Aceste structuri sunt ca scuturi care protejează bacteriile din lume, similar cu modul în care pielea ta te protejează. Virușii trebuie să se atașeze la exteriorul unei celule și să treacă pentru a intra înăuntru. Dacă bacteriile își schimbă forma pereților celulari, acest lucru poate împiedica virușii să se lipească de ele. Apoi bacteriile sunt protejate de infecție.,ce se întâmplă dacă un virus trece prin peretele celular al unei bacterii? Ei bine, unele bacterii au și imunitate adaptivă, la fel ca noi! Asta înseamnă că pot stoca o memorie a unui virus pentru a-i ajuta să se protejeze mai târziu. Oamenii de știință au descoperit acest lucru relativ recent . Înainte, nimeni nu credea că bacteriile sunt suficient de complexe pentru a avea ceva de genul imunității adaptive. Natura continuă să surprindă oamenii de știință cu lucruri noi, ciudate. Noi numim sistemul care oferă imunitate adaptivă în bacterii sistemul „CRISPR”.,

CRISPR înseamnă „repetiții palindromice scurte grupate în mod regulat”, care este un mod complicat de a descrie cum arată CRISPR. Când oamenii de știință au secvențiat codul genetic al unor bacterii (ADN-ul lor), au găsit un model în care aceeași secvență a fost repetată de peste si peste din nou, cu unele lacune în-între (regulat-interspaced). Aceste biți scurte repetate au fost palindromuri, ceea ce înseamnă că au privit la fel merge înainte sau înapoi (cum ar fi cuvintele „caiac” și „racecar”). În cele din urmă, toate repetările au fost găsite grupate aproape una de cealaltă în ADN-ul bacterian., Prin urmare, oamenii de știință au venit cu numele CRISPR. Recunoaștem că numele este destul de confuz, dar nu mi-aș face griji dacă aș fi în locul tău. Oamenii de știință fac o treabă bună în a-și da seama cum funcționează lumea, dar nu suntem prea buni în a veni cu nume simple pentru lucruri.

cum acționează CRISPR?

ce înțelegem atunci când spunem că CRISPR ajută bacteriile” să-și amintească ” un virus? Ei bine, pentru a înțelege asta, mai întâi trebuie să înțelegeți ce este un virus. Spre deosebire de oameni și spre deosebire de bacterii, virușii nu sunt făcuți din celule., În schimb, un virus este o grămadă de ADN sau ARN (o moleculă legată de ADN) ambalată strâns într-o capsulă formată din proteine. Vă puteți gândi la ADN ca la o carte lungă care descrie cum ar trebui să fie o ființă vie. De exemplu, ADN-ul tău descrie cum ar trebui să funcționeze corpul tău, iar acest „cod”, împreună cu lumea din jurul tău, modelează modul în care crești. Toate lucrurile vii își păstrează codul genetic ca ADN, dar unii viruși au ARN în schimb., ARN-ul face cam același lucru ca ADN-ul pentru viruși, dar este construit puțin diferit (gândiți-vă la codul pentru acei viruși fiind scris pe tablete de piatră în loc de hârtie).la începutul unei infecții, ADN-ul sau ARN-ul virusului este injectat într-o celulă (o celulă umană, dacă virusul infectează oamenii, sau o celulă bacteriană, dacă virusul infectează bacteriile). După aceea, virusul reprogramează celula pentru a face o mulțime de copii ale virusului. În cele din urmă, aceste copii sunt ambalate în capsule noi. În cele din urmă, celula este spartă și o mulțime de viruși nou-născuți pleacă în lume pentru a infecta celule noi., Puteți vedea cum funcționează acest lucru în Figura 1.

CRISPR în celulele bacteriene funcționează în două etape. În primul rând, atunci când o bacterie are un sistem CRISPR, poate stoca mici bucăți de ADN viral. Fiecare dintre aceste piese poate fi considerată ca o „amintire” diferită.”Acum bacteria cunoaște o parte din „Codul” virusului și o poate recunoaște ca pe un” tip rău ” mai târziu., Dacă un virus se injectează într-o celulă și acel virus se potrivește cu una dintre amintirile stocate ale bacteriei, atunci bacteria știe că ceva nu este în regulă. Odată ce bacteria știe că este infectată, începe a doua etapă a imunității CRISPR. Bacteria folosește sistemul său CRISPR pentru a tăia virusul înainte ca virusul să aibă șansa de a face copii ale sale. Voila, nici o infecție! Vă arătăm cum funcționează acest lucru în Figura 2. Desigur, bacteriile nu” gândesc „sau” știu ” lucruri ca noi, pentru că nu au creier., Toți pașii din imunitatea CRISPR se întâmplă automat, dar este util să ne gândim la ei ca la „memorie” atunci când încercăm să înțelegem cum funcționează.

De ce ne pasă atât de mult de CRISPR?

recent, CRISPR a fost în știri foarte mult. Oamenii sunt foarte încântați de acest mic sistem ciudat pe care bacteriile îl folosesc pentru a lupta împotriva virușilor! De ce atât de mult entuziasm vă întreb?, Ei bine, se pare că noi, oamenii, suntem destul de buni la furtul uneltelor pe care bacteriile le-au dezvoltat de-a lungul a miliarde de ani și le-au folosit pentru propriile noastre scopuri. Oamenii de știință au reușit să transforme CRISPR într-un mod de „editare a ADN-ului” . Bacteriile folosesc CRISPR pentru a tăia ADN-ul virusurilor într-un mod foarte specific. Oamenii de știință și-au dat seama cum să folosească CRISPR pentru a tăia orice ADN foarte precis în orice mod dorim!

De ce oamenii de știință doresc să editeze ADN-ul oricum? Unele boli umane sunt foarte greu de vindecat, deoarece sunt codificate în ADN-ul nostru. Aceste boli nu sunt cauzate de viruși sau de bacterii., Câteva exemple sunt anemia celulelor secera și fibroza chistică. Aceste boli sunt cauzate de mici modificări ale codului genetic. Aceste modificări fac ca organismul să funcționeze ușor diferit de modul în care altfel ar fi. Cu CRISPR, putem edita ADN-ul, și poate repara aceste mici modificări. Aceasta înseamnă că CRISPR ar putea fi utilizat pentru a ajuta la vindecarea unora dintre aceste boli genetice. Asta nu este tot, deși. Oamenii de știință folosesc CRISPR pentru a proiecta culturi mai rezistente pentru a mânca, pentru a încerca să scăpăm de țânțarii purtători de boli și multe altele.încă învățăm cum să folosim cel mai bine CRISPR ca instrument., Este important să ne asigurăm că folosim CRISPR din motive întemeiate. Recent, un om de știință a raportat că a folosit CRISPR pentru a edita ADN-ul a doi copii. Încerca să le facă rezistente la anumite boli. Comunitatea științifică globală a fost foarte îngrijorată când a aflat acest lucru. Mulți oameni de știință erau îngrijorați de procedurile științifice utilizate. Alții s-au îndoit dacă cercetătorul a acționat etic. Mulți oameni de știință au crezut că beneficiul nu depășește riscurile. Bolile pe care modificările le-ar fi prevenit sunt ușor de prevenit cu alte metode., Tehnologia CRISPR nu este încă perfectă și ar putea fi dăunătoare. Adesea, CRISPR poate introduce modificări în ADN acolo unde nu vrem. Folosirea tehnologiei pe oameni poate fi riscantă. Este important să ne amintim că, doar pentru că un om de știință poate face ceva, nu înseamnă că ar trebui. Oamenii de știință din întreaga lume organizează frecvent întâlniri mari pentru a discuta aceste probleme și cea mai bună cale de urmat. La aceste întâlniri, ei își pun reciproc, și membrii publicului, întrebări de genul: „este vreodată în regulă să editezi ADN-ul unui om?”și” dacă da, când ar fi bine?”Ce crezi?, Ce se întâmplă dacă folosim CRISPR pentru a vindeca bolile? Ce se întâmplă dacă îl folosim în alte scopuri, cum ar fi să facem oameni mai inteligenți sau mai puternici? Ce se întâmplă dacă doar unele familii își pot permite? Este important să ne punem reciproc aceste întrebări și să includem persoane interesate din întreaga lume. În acest fel putem alege o cale care să țină mai bine cont de nevoile și grijile tuturor celor implicați.

Glosar

Virus: un virus este o cantitate mică de ADN sau ARN înconjurat de o coajă de proteine. Practic, un virus este doar un manual de instrucțiuni pentru construirea mai multor viruși., Când virusul intră într-o celulă vie (o celulă umană, dacă virusul infectează oamenii sau o celulă bacteriană, dacă virusul infectează bacteriile), reprogramează acea celulă și transformă celula într-o fabrică de virusuri.imunitatea adaptivă: toate organismele au diferite tipuri de imunitate pentru a se proteja împotriva infecțiilor. Sistemele imunitare Adaptive permit organismelor să-și amintească infecțiile din trecut pentru a lupta mai bine împotriva acelorași infecții în viitor.

bacteria: o bacterie este un organism microscopic format dintr-o singură celulă. Celulele lor sunt mult mai simple decât ale unui om., Unele bacterii te pot îmbolnăvi, dar majoritatea nu. De fapt, te bazezi pe bacteriile din intestin pentru a rămâne sănătos!CRISPR: CRISPR este un sistem imunitar adaptiv pe care bacteriile îl folosesc pentru a lupta împotriva infecțiilor virale. CRISPR permite bacteriilor să-și amintească virușii pe care i-au văzut în trecut și să recunoască și să lupte împotriva acestor viruși în viitor.

editarea ADN-ului: oamenii de știință și-au dat seama cum să folosească CRISPR pentru a edita ADN-ul. Asta înseamnă că pot re-scrie „manualul de instrucțiuni” care spune fiecărui organism cum să trăiască și să crească. Noi numim asta ” editare ADN.,”

Declarație privind conflictul de interese

autorii declară că cercetarea a fost efectuată în absența oricăror relații comerciale sau financiare care ar putea fi interpretate ca un potențial conflict de interese.Suttle, C. A. 2005. Viruși în mare. Natură 437: 356. doi: 10.1038 / nature04160

Chaplin, D. D. 2010. Prezentare generală a răspunsului imun. J. Alergie Clin. Immunol. 125: S3–23. doi: 10.1016 / j.jaci.2009. 12. 980