Eucariogénesis viral - Viral eukaryogenesis

La eucariogénesis viral es la hipótesis de que el núcleo celular de las formas de vida eucariotas evolucionó a partir de un virus de ADN grande en una forma de endosimbiosis dentro de una arqueona metanogénica o una bacteria . Más tarde, el virus evolucionó hacia el núcleo eucariota al adquirir genes del genoma del huésped y, finalmente, usurpar su función. La hipótesis fue propuesta por Philip Bell en 2001 y se popularizó aún más con el descubrimiento de virus de ADN grandes y complejos (como Mimivirus ) que son capaces de biosíntesis de proteínas . La evidencia de apoyo reciente incluye el descubrimiento de que, tras la infección de una célula bacteriana , el bacteriófago gigante 201Phi2-1 (del género Phikzvirus ) ensambla una estructura similar a un núcleo que segrega proteínas según su función. Esta estructura similar a un núcleo y sus propiedades clave se han encontrado conservadas en los fagos relacionados.

La hipótesis de la eucariogénesis viral ha encendido el debate de larga data sobre si los virus son organismos vivos . Muchos biólogos no consideran que los virus estén vivos, pero la hipótesis postula que los virus son los creadores del mecanismo genético del ADN que comparten todos los eucariotas vivos hoy en día (y posiblemente también el de los procariotas ).

Los críticos de la teoría señalan que las similitudes entre los virus de ADN y los núcleos pueden tomarse como evidencia de eucariogénesis viral o de su inversa, viriogénesis nuclear: que los virus de ADN eucariotas complejos podrían haberse originado a partir de núcleos infecciosos.

Hipótesis

La hipótesis de la eucariogénesis viral postula que los eucariotas están compuestos por tres elementos ancestrales: un componente viral que se convirtió en el núcleo moderno; una célula procariota (una arqueona según la hipótesis de los eocitos ) que donó el citoplasma y la membrana celular de las células modernas; y otra célula procariota (aquí bacteria ) que, por endocitosis , se convirtió en la mitocondria moderna o cloroplasto .

En 2006, los investigadores sugirieron que la transición de los genomas de ARN a ADN se produjo por primera vez en el mundo viral. Un virus basado en ADN puede haber proporcionado almacenamiento para un huésped antiguo que previamente había utilizado ARN para almacenar su información genética (dicho huésped se llama ribocelda o ribocito). Los virus pueden haber adoptado inicialmente el ADN como una forma de resistir las enzimas que degradan el ARN en las células huésped. Por lo tanto, la contribución de un componente tan nuevo puede haber sido tan significativa como la contribución de los cloroplastos o las mitocondrias . Siguiendo esta hipótesis, las arqueas, las bacterias y los eucariotas obtuvieron cada uno su sistema de información de ADN de un virus diferente. En el artículo original también era una célula de ARN en el origen de los eucariotas, pero eventualmente más compleja, con procesamiento de ARN . Aunque esto contrasta con la hipótesis actual de los eocitos más probable, los virus parecen haber contribuido al origen de los tres dominios de la vida ("hipótesis fuera del virus"). También se ha sugerido que la telomerasa y los telómeros , aspectos clave de la replicación de las células eucariotas , tienen un origen viral. Además, los orígenes virales del núcleo eucariota moderno pueden haberse basado en múltiples infecciones de células de arqueas portadoras de precursores mitocondriales bacterianos con virus lisogénicos . La hipótesis de la eucariogénesis viral describe un modelo de evolución eucariota en el que un virus, similar a un virus de la viruela moderno , evolucionó hacia un núcleo a través de la adquisición de genes de especies bacterianas y arqueales existentes. El virus lisogénico se convirtió entonces en el centro de almacenamiento de información de la célula, mientras que la célula conservó su capacidad de traducción de genes y función general a pesar de la entrada del genoma viral. De manera similar, las especies bacterianas involucradas en esta eucariogénesis retuvieron su capacidad de producir energía en forma de ATP al mismo tiempo que transmitían gran parte de su información genética a este nuevo orgánulo del núcleo del virus . Se plantea la hipótesis de que el ciclo celular moderno , por el cual la mitosis , la meiosis y el sexo ocurren en todos los eucariotas, evolucionó debido al equilibrio alcanzado por los virus, que característicamente siguen un patrón de compensación entre infectar a tantos huéspedes como sea posible y matar a un huésped individual a través de proliferación viral. Hipotéticamente, los ciclos de replicación viral pueden reflejar los de plásmidos y lisógenos virales . Sin embargo, esta teoría es controvertida y es necesaria una experimentación adicional que involucre a los virus de las arqueas, ya que probablemente sean los más similares evolutivamente a los núcleos eucariotas modernos.

La hipótesis de la eucariogénesis viral apunta al ciclo celular de los eucariotas, particularmente el sexo y la meiosis, como evidencia. Se sabe poco sobre los orígenes del ADN o la reproducción en células procariotas o eucariotas. Por tanto, es posible que los virus estuvieran implicados en la creación de las primeras células de la Tierra. El núcleo eucariota contiene ADN lineal con secuencias terminales especializadas, como la de los virus (y en contraste con los genomas bacterianos, que tienen una topología circular); utiliza protección de ARNm y separa la transcripción de la traducción . Los núcleos eucariotas también son capaces de replicación citoplasmática. Algunos virus grandes tienen su propia ARN polimerasa dirigida por ADN . Se han documentado transferencias de núcleos "infecciosos" en muchas algas rojas parásitas . Otra evidencia de apoyo es que el aparato de recubrimiento m7G (involucrado en el desacoplamiento de la transcripción de la traducción) está presente tanto en Eukarya como en Mimiviridae, pero no en Lokiarchaeota, que se consideran los parientes de arquea más cercanos de Eukarya según la hipótesis de Eocyte (también respaldada por el análisis filogenético de la m7G taponado vía).

Trascendencia

Son posibles varios preceptos en la teoría. Por ejemplo, un virus helicoidal con una envoltura bilípida tiene un parecido distinto con un núcleo celular muy simplificado (es decir, un cromosoma de ADN encapsulado dentro de una membrana lipídica). En teoría, un virus de ADN grande podría tomar el control de una célula bacteriana o arquea. En lugar de replicar y destruir la célula huésped , permanecería dentro de la célula, superando así el dilema de compensación al que típicamente se enfrentan los virus. Con el virus en control de la maquinaria molecular de la célula huésped, se convertiría efectivamente en un núcleo funcional. A través de los procesos de mitosis y citocinesis , el virus reclutaría a toda la célula como un simbionte, una nueva forma de sobrevivir y proliferar.

Ver también

Referencias

Otras lecturas