هل يمكن أن يتكون الجينوم الفيروسي من كل من DNA و RNA؟

عادةً ما تخزن الفيروسات معلوماتها الجينية المشفرة في جزيئات إما DNA أو RNA - إما واحد أو آخر ولكن ليس كلاهما. في أبريل 2012 ، اكتشف العلماء في جامعة ولاية بورتلاند فيروسًا غير عادي به جينوم مصنوع من كل من RNA و DNA. لا أحد يعرف ما إذا كان هذا غريبًا أم لا ، أم أنه يوجد فيروسات أخرى مماثلة.

تحمل جميع الكائنات الحية تقريبًا معلومات وراثية مشفرة في جزيئات الحمض النووي. الفيروسات استثناء غير عادي. من المسلم به أن العديد من علماء الأحياء لا يعتبرون الفيروسات شكلاً من أشكال "الحياة" لأنهم لا يستطيعون التكاثر بمفردهم. في حين أن العديد من الفيروسات لديها جينومات الحمض النووي ، فإن البعض الآخر مثل فيروس نقص المناعة البشرية والإنفلونزا لديهم جينومات مصنوعة من الحمض النووي الريبي بدلاً من ذلك. الحمض النووي الريبي والحمض النووي متشابهان للغاية: كلاهما مصنوع من سلاسل من الوحدات الكيميائية المثبتة معًا بواسطة نوع معين من الارتباط الكيميائي يسمى رابطة الفوسفوديستر. ومع ذلك ، هناك اختلافان مهمان بين RNA و DNA. يتضمن RNA وحدة كيميائية غير موجودة في DNA تسمى uracil. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الوحدات الكيميائية في RNA على ذرة أكسجين إضافية مرتبطة بجزء السكر في كل وحدة. هذا الاختلاف يجعل الحمض النووي الريبي أكثر اضطرابًا وأكثر عرضة للانهيار.

لطالما اعتقد العلماء أن الجينومات الفيروسية يمكن أن تتكون من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ولكن ليس كلاهما. في أبريل 2012 ، أعلن علماء في جامعة ولاية بورتلاند في ولاية أوريغون اكتشاف فيروس أطلقوا على فيروس RNA-DNA الهجين أو RDHV في مياه بحيرة Boiling Springs في Lassen Volcanic National منتزه. يتكون جينوم هذا الفيروس من الحمض النووي ، لكن أحد الجينات في هذا الجينوم يشبه إلى حد بعيد الجينات الموجودة فقط في فيروسات الحمض النووي الريبي (RNA) ، والتي تشير بقوة إلى أنه في مرحلة ما في الماضي ، كان لهذا الفيروس جينوم هجين مصنوع من كل من DNA و RNA. تم العثور على الفيروس في مياه البحيرة عن طريق تشغيل المياه من خلال مرشح لالتقاط الفيروسات لتسلسل الحمض النووي ، على حد قول العلماء لا أعرف ما يفعله أو نوع الكائن الحي الذي يصيبه ، أو مدى انتشار الفيروس ، أو ما إذا كان يمكنه البقاء على قيد الحياة في غيره البيئات. في هذا الوقت ، RDHV هو المثال الوحيد المعروف لفيروس RNA الذي يشكل هجينًا مع فيروس DNA.

هناك طريقتان يمكن أن يصبح بها جين من فيروس RNA جزءًا من جينوم فيروس DNA. يمكن أن يصاب فيروس RNA وفيروس DNA نفس الخلية في نفس الوقت ؛ إذا تم تحويل أحد جينات الحمض النووي الريبي أو ترجمته إلى DNA ، فيمكن خلط الحمض النووي الناتج مع جينوم الحمض النووي الفيروسي ، وبالتالي تكوين الهجين. بدلاً من ذلك ، يمكن أن يكون خيطًا من الحمض النووي وخيطًا من الحمض النووي الريبي قد تم لصقهما معًا في خلية مصابة بكلا النوعين من الفيروسات. بناءً على ما نعرفه الآن ، لا يستطيع العلماء الجزم بأي من هذين السيناريوهين أدى إلى ظهور الهجين في بحيرة الغليان. ولا يعرفون ما إذا كان هذا النوع من الهجين سيكون له أي ميزة على المنافسة.

يوجد عدد هائل من الفيروسات في محيطات العالم ، ومعظمها يصيب البكتيريا. يحتوي متوسط ​​المليلتر من مياه البحر على ما يقدر بعدة ملايين من الفيروسات. لم يتم تسمية أو عزل أو تحديد الغالبية العظمى من فيروسات المحيطات ، على الرغم من جمع العلماء بيانات تسلسل الحمض النووي لآلاف فيروسات المحيطات التي لم يتم التعرف عليها بعد من خلال مشروع يسمى المحيط العالمي استطلاع. حاول علماء ولاية بورتلاند البحث في بيانات المسح العالمي للمحيطات عن متواليات مشابهة لتلك الموجودة في RDHV لتحديد ما إذا كان قد يكون هناك فيروسات هجينة أخرى من الحمض النووي الريبي والحمض النووي ، وقد وجدوا العديد من التسلسلات المطابقة ، وكلها من غير معروفة الفيروسات. يشير هذا الدليل المحير إلى احتمال وجود فيروسات هجينة أخرى من الحمض النووي الريبي والحمض النووي في مكان ما في محيطات العالم. على الرغم من أن العلماء الذين يدرسون الفيروسات لا يبحثون تحديدًا عن هجينة RNA-DNA ، إلا أنهم يحاولون معرفة المزيد عن مجموعة محيرة من الفيروسات الموجودة في الطبيعة ، ومع تقدم هذا البحث ، من الممكن أن يجدوا كائنات هجينة أخرى مماثلة في مكان آخر.