Может ли вирусный геном состоять как из ДНК, так и из РНК?

Вирусы обычно хранят свою генетическую информацию в молекулах ДНК или РНК - либо одной, либо другой, но не обеих одновременно. Однако в апреле 2012 года ученые из Портлендского государственного университета обнаружили необычный вирус, геном которого состоит как из РНК, так и из ДНК. Никто не знает, является ли это странным, единичным случаем или существуют другие подобные вирусы.

Практически все живые организмы несут наследственную информацию, закодированную в молекулах ДНК. Вирусы - необычное исключение. По общему признанию, многие биологи не считают вирусы формой «жизни», поскольку они не могут воспроизводиться сами по себе. В то время как многие вирусы действительно имеют геномы ДНК, другие, такие как ВИЧ и грипп, вместо этого имеют геномы, состоящие из РНК. РНК и ДНК очень похожи: обе состоят из цепочек химических единиц, скрепленных вместе определенным типом химической связи, называемой фосфодиэфирной связью. Однако есть два важных различия между РНК и ДНК. РНК включает химическую единицу, не обнаруженную в ДНК, под названием урацил. Кроме того, химические единицы в РНК имеют один дополнительный атом кислорода, присоединенный к сахарной части каждой единицы. Это различие делает РНК более нестабильной и склонной к разрушению.

Ученые давно думали, что вирусные геномы могут состоять либо из ДНК, либо из РНК, но не из обоих. Однако в апреле 2012 года ученые из Портлендского государственного университета в Орегоне объявили об открытии вируса. они назвали гибридный вирус РНК-ДНК или RDHV в водах озера Бойлинг-Спрингс в Лассенском вулканическом национальном Парк. Геном этого вируса состоит из ДНК, но один из генов в этом геноме очень похож на гены, обнаруженные только в РНК-вирусы, что убедительно свидетельствует о том, что когда-то в прошлом этот вирус имел гибридный геном, состоящий как из ДНК, так и из РНК. Вирус был обнаружен в воде озера, пропустив воду через фильтр, чтобы захватить вирусы для секвенирования ДНК, поэтому ученые не знаю, что он делает или какой тип организма заражает, насколько распространен вирус и может ли он выжить в других среды. В настоящее время RDHV является единственным известным примером РНК-вируса, образующего гибрид с ДНК-вирусом.

Есть два способа, которыми ген из РНК-вируса мог стать частью генома ДНК-вируса. РНК-вирус и ДНК-вирус могли заразить одну и ту же клетку одновременно; если один из генов РНК был преобразован или транслирован в ДНК, полученная ДНК могла быть смешана с вирусным геномом ДНК, создавая таким образом гибрид. В качестве альтернативы, цепь ДНК и цепь РНК могли быть склеены в клетке, инфицированной обоими типами вирусов. Основываясь на том, что мы знаем прямо сейчас, ученые не могут точно сказать, какой из этих двух сценариев привел к появлению гибрида в Кипящем озере. Они также не знают, будет ли у этого типа гибрида какое-либо преимущество перед конкурентами.

В Мировом океане существует огромное количество вирусов, большинство из которых инфицируют бактерии. В среднем миллилитр морской воды содержит несколько миллионов вирусов. Подавляющее большинство океанических вирусов не было названо, изолировано или идентифицировано, хотя ученые собрали Данные о последовательности ДНК тысяч еще не идентифицированных океанических вирусов в рамках проекта под названием Global Ocean. Опрос. Ученые штата Портленд попытались найти в данных Global Ocean Survey последовательности, аналогичные тем, что имеются в RDHV, чтобы определить, могут существовать и другие гибридные вирусы РНК-ДНК, и они обнаружили несколько совпадающих последовательностей, все из еще не идентифицированных вирусы. Эта дразнящая подсказка предполагает, что где-то в Мировом океане могут быть и другие гибридные вирусы РНК-ДНК. Хотя ученые, изучающие вирусы, не ищут конкретно гибриды РНК-ДНК, они пытаются узнать больше о ошеломляющее разнообразие вирусов, встречающихся в природе, и по мере того, как это исследование продвигается, возможно, они могут найти другие похожие гибриды в другом месте.