Wirusy zazwyczaj przechowują swoją informację genetyczną zakodowaną w cząsteczkach DNA lub RNA - albo jednej, albo drugiej, ale nie obu. Jednak w kwietniu 2012 roku naukowcy z Portland State University odkryli niezwykłego wirusa z genomem złożonym zarówno z RNA, jak i DNA. Nikt nie wie, czy jest to dziwaczne, pojedyncze zdarzenie, czy też istnieją inne podobne wirusy.
DNA kontra RNA
Praktycznie wszystkie żywe organizmy niosą informacje dziedziczne zakodowane w cząsteczkach DNA. Wirusy są niezwykłym wyjątkiem. Trzeba przyznać, że wielu biologów nie uważa wirusów za formę „życia”, ponieważ nie są one w stanie samodzielnie się rozmnażać. Podczas gdy wiele wirusów ma genomy DNA, inne, takie jak HIV i grypa, mają zamiast tego genomy zbudowane z RNA. RNA i DNA są bardzo podobne: oba składają się z łańcuchów jednostek chemicznych spiętych ze sobą specyficznym rodzajem wiązania chemicznego zwanego wiązaniem fosfodiestrowym. Istnieją jednak dwie ważne różnice między RNA i DNA. RNA zawiera jednostkę chemiczną nie występującą w DNA, zwaną uracylem. Ponadto jednostki chemiczne w RNA mają jeden dodatkowy atom tlenu przyłączony do części cukrowej każdej jednostki. Ta różnica sprawia, że RNA jest bardziej niestabilne i bardziej podatne na rozpad.
Hybrydowy genom DNA-RNA
Naukowcy od dawna sądzili, że genomy wirusowe można tworzyć z DNA lub RNA, ale nie z obu. Jednak w kwietniu 2012 roku naukowcy z Portland State University w Oregonie ogłosili odkrycie wirusa nazwali hybrydowy wirus RNA-DNA lub RDHV w wodach jeziora Boiling Springs w Lassen Volcanic National Park. Genom tego wirusa składa się z DNA, ale jeden z genów w tym genomie jest niezwykle podobny do genów występujących tylko w Wirusy RNA, co silnie sugeruje, że w pewnym momencie w przeszłości wirus ten miał hybrydowy genom złożony zarówno z DNA, jak i RNA. Wirus został znaleziony w wodzie jeziora, przepuszczając wodę przez filtr w celu wychwytywania wirusów do sekwencjonowania DNA, więc naukowcy nie wiem, co robi, jaki rodzaj organizmu infekuje, jak liczebnie jest wirus lub czy może przetrwać w innych środowiska. W tej chwili RDHV jest jedynym znanym przypadkiem wirusa RNA tworzącego hybrydę z wirusem DNA.
Początki
Istnieją dwa sposoby, w jakie gen z wirusa RNA mógł stać się częścią genomu wirusa DNA. Wirus RNA i wirus DNA mogły zainfekować tę samą komórkę w tym samym czasie; jeśli jeden z genów RNA został przekształcony lub przetłumaczony na DNA, powstały DNA mógł zostać zmieszany z genomem wirusowym DNA, tworząc w ten sposób hybrydę. Alternatywnie, nić DNA i nić RNA mogły zostać sklejone w komórce zakażonej obydwoma rodzajami wirusów. Opierając się na tym, co wiemy w tej chwili, naukowcy nie są w stanie stwierdzić z całą pewnością, który z tych dwóch scenariuszy spowodował powstanie hybrydy w Boiling Lake. Nie wiedzą też, czy ten typ hybrydy miałby jakąkolwiek przewagę nad konkurencją.
Implikacje
W oceanach świata jest gigantyczna liczba wirusów, z których większość infekuje bakterie. Szacuje się, że średni mililitr wody morskiej zawiera kilka milionów wirusów. Ogromna większość wirusów oceanicznych nie została nazwana, wyizolowana ani zidentyfikowana, chociaż naukowcy zebrali dane Dane sekwencji DNA dla tysięcy niezidentyfikowanych wirusów oceanicznych w ramach projektu o nazwie Global Ocean Ankieta. Naukowcy z Portland State próbowali przeszukać dane Global Ocean Survey pod kątem sekwencji podobnych do tych w RDHV, aby ustalić, czy: mogą istnieć inne wirusy hybrydowe RNA-DNA i znaleźli kilka pasujących sekwencji, wszystkie z jeszcze niezidentyfikowanych wirusy. Ta kusząca wskazówka sugeruje, że gdzieś w oceanach mogą istnieć inne wirusy hybrydowe RNA-DNA. Chociaż naukowcy badający wirusy nie szukają specjalnie hybryd RNA-DNA, próbują dowiedzieć się więcej o oszałamiająca różnorodność wirusów występujących w naturze, a wraz z postępem tych badań możliwe jest znalezienie innych podobnych hybryd gdzie indziej.