病毒的起源和本质(病毒的本质是什么)
本文目录一览:
- 1、最原始的四川新生命干细胞公司待遇怎么样病毒什么时候出现在地球上的?有没有什么进化的轨迹?
- 2、病毒的起源怎样形成的?
- 3、病毒的起源之谜
- 4、生物病毒是怎么产生的?为什么它们可以无聊到只是为了间充质干细胞美容抗衰老吗复制自己的遗传物质?
- 5、病毒是怎么产生的?
最原始的病毒什么时候出现在地球上的?有没有什么进化的轨迹?
是生物都有可能在进化。但是在冰层里的,可能会处于休眠状态而停止进化。但不见得他不厉害。你脸部护理排行榜应该听说过冰河世纪吧,在地球上生物出现过几次,都伴随着生物的灭亡。那些病毒可能是在当时的智慧生物中非常厉害的种类。但可能对人类是完全无害的,但也可能打开了潘多拉魔盒。
以下是俄罗斯冻土下的史前细菌。
这个恐怕好多人都不太清楚,因为早期没有很好科学技术和工具进行研究观察,所以人类 历史 根本就无法记载病毒的形状。可能除了近期的有记载,其他的最多有个时间灾情概况记载,对研究意义不大。
病毒是地球上最原始的生命物质,病毒是大分子生物。它是无机自然界到生命出现这一进化过程的关键环节。
地球上最早的生命形态是RNA病毒,后来演变为DNA病毒,随着DNA病毒遗传物质的改变而导致DNA病毒结构的变异,DNA病毒的外面包上一层有物质交换功能的可流动的多分子外膜,随着DNA病毒的继续变异,DNA病毒的多分子外膜演变成了可流动的、有物质交换功能的、可通过生长而扩大表面积、通过分裂而增殖的细胞膜,最终演变成了有原始新陈代谢和分裂繁殖能力的原始单细胞生命,于是地球上最早有细胞结构的单细胞生命就诞生了,这一演变过程的实质是病毒遗传物质的改变及环境对病毒遗传变异的自然选择,本人把这种通过DNA病毒遗传物质变异而产生有细胞膜的单细胞生命的过程叫做进化变异(又叫进化单细胞生命的起源)。
有了细胞结构以后,DNA病毒继续进行遗传物质DNA分子的变异,DNA分子既可复制繁殖后代,又可以通过DNA的转录导致信使RNA和核糖体RNA及转运RNA的产生,并通过信使RNA和核糖体RNA及转运RNA控制蛋白质的合成,并通过蛋白质形成相应细胞结构和各种酶,有序催化化学反应的进行,从而形成有序化学变化,进行原始的新陈代谢,并通过DNA的复制和分离进行细胞分裂,繁殖后代。即: RNA病毒→DNA病毒→有多分子外膜的DNA病毒→有细胞膜的DNA病毒→单细胞→原核细胞→真核细胞→多细胞生物 这就是说,地球上原始单细胞生命的起源是通过进化变异产生的。
很好的问题。病毒的生物特性肯定是与时俱进的。基因为了适应环境,会发生各类转变,我们称之为物种的进化。但是人造物种是不能算在这种进化之列的,因为它们具有对自然物种的某些超越,即它们具备对自然环境改变的预测能力。这使得这些物种不容易灭绝。然而宇宙万物是自成体系而又相生相克的。如果哪一物种不能适应这种系统的进化要求,跟不上节奏,就会被踢出局。这次疫情中,为什么有些感染者可以自愈?这是一种提示。
冰山冻土层中含有大量的远古病毒,这些才是威胁人类的真正病毒。
病毒的起源怎样形成的?
这可能是一个与“生命从哪来”一样迷人的问题。病毒是生命吗?第一个病毒是如何诞生的?为什么会有这么多种病毒呢?今天我们就来认识一个这个问题吧!
▲麻疹病毒结构示意,内含多种蛋白质与核酸
电脑病毒真的是一种“病毒”
还记得几年前的时候,电脑也是会“中毒”的,中的是“电脑病毒”。在早期的时候有很多病毒只是为了单纯地将电脑搞坏,但是现在的病毒多是以窃取用户信息为目的,所以一般称呼为“木马”了。
有趣的是,原先的名字深得“病毒”精髓,如果说当初有人将它命名为“电脑细菌”可就没这么传神了,因为它们都是结构简单,没有独立功能的小东西。
▲大名鼎鼎的熊猫烧香病毒
所谓的“电脑病毒”其实就是一些小程序,电脑如果从外界获得了这个程序文件并运行了一次(主动或被动),就算是“感染”了。这些小程序中包含的内容大约可以概括为三部分——“复制”、“任务”、“传播”
首先是复制,它们会自动将自身的文件备份并隐藏起来,用正常的方法既看不到也无法删除它们。
其次是任务,早期的电脑病毒会做一些删除用户信息甚至是破坏电脑硬件的事,但现在的“木马”主要是将用户信息窃取并发送给网络另一端的黑客。
最后是传播,这些程序会控制电脑的对外端口,以邮件或U盘等形式向外传播自己的复制体,以期感染另一台电脑。
▲信息安全的大敌——木马
可以看到,“电脑病毒”是完全依赖电脑才能生效的,它并不是一个单独的个体,但是却可以实现很多现实中的操作。理论上来说,你甚至可以在“任务”中搭载核弹发射的程序(当然大国的武器需要至少两个人的实体操作,并不可能被黑客劫持)
▲核按钮其实是一台卫星电话,最终还是需要人来操作
只为复制与传播自己的DNA
现在我们要说说细胞了,非常有意思,它的工作过程其实非常像计算机,DNA中的信息通过转录与翻译变成主要功能成分——蛋白质。各种复杂蛋白质的相互理化作用完成了细胞内外能量与物质的交换,表现为我们所知的生命活性。从DNA到蛋白质的过程就像电脑中从硬盘中调取程序,翻译成机器语言并执行甚至操控机器。
▲RNA翻译为蛋白质与自动折叠
在这样一个比喻中,DNA对应程序,蛋白质对应机器操作。那么自然而然的,如果有一些小的DNA片段就像那些不怀好意的程序一样,可以执行一些与正常细胞活动无关,却对复制与传播自己非常有利的操作,会怎么样?
没错,这些极小的,完全以细胞为宿主复制并传播自己的,以DNA为核心并以蛋白质外壳为主要传播工具的小有机分子团就是病毒(还有一部分是以RNA为核心的病毒,不过基本原理是一样的)。
▲已经包装好的腺病毒,每一个小球就是一个氨基酸基团
平均来说与3万个病毒才与一个细菌的体积相当,它们是如此的小,光学显微镜在病毒面前完全失效了,以至于在发现了细菌70年后的1898年人类才发现了第一种病毒——烟草花叶病毒,而人类真正可以一窥病毒的真容要等到40年后的1938,电子显微镜问世后。
▲电子显微镜下的烟草花叶病毒(杆状)
细菌虽然也很小(平均5万个细菌才与一个人类肝脏细胞体积相当),但它是一个完整的细胞,只要提供合适的环境就可以生存繁殖,但病毒如果没有宿主则是一些完全没有生物活性的有机分子团而已。因此病毒被认为是介于生物与非生物间的存在,也叫“无细胞结构生命体”。
▲冠状病毒电镜照片,颜色是添加的,事实上病毒都是透明的
在病毒刚被发现时,有人认为病毒这么小,很可能是世界上最早的生命形态。不过通过上面的比喻,我们知道没有电脑当然不会出现电脑病毒,所以地球上第一个生命一定拥有细胞结构。于是我们想知道,这世界上第一个病毒是从哪里来的呢?
▲这种玩具……意外地很像冠状病毒
现在主流的观点认为:
第一个病毒源自细胞内的DNA突变。
几十亿年前某个细菌的DNA片段发生了一次偶然地、极小概率地突变,拥有了将自己从DNA链条上剪下来单独复制的能力。剪下来的DNA片段中可能会有一些合成蛋白质相关的基因,再经过某些偶然的突变后这些基因可以合成一些特殊的,有封闭空间结构的蛋白质外壳。它的表面拥有一些特别的受体蛋白,可以牢牢粘在其它细菌的表面并通过离子通道打开进入细胞内的大门。
▲直到现在这种剪掉多余片段的基因依然在工作着
现在,可以自我复制的DNA片段在随机的热运动中“组装”进蛋白质外壳,当这个细菌死亡破裂后,这些小东西就会在环境中扩散,与其它细菌接触并将其中的DNA片段注入其内部,复制自己的DNA与外壳,直到将受感染的细菌消耗竭尽死亡破裂,再向环境中释放大量的复本。于是乎,一个复制与传播的链条就完整了,这可能就是世界上第一个病毒诞生的故事。
▲噬菌体的感染过程
从38亿年前出现细菌到20亿年前出现真核生物,细菌独占了地球18亿年,所以可以想像这漫长的时间里也一定伴随着病毒的身影。这些小东西现在依然活跃在地球上且非常丰富,数量超过了所有其它生命形式的总和,噬菌体——可能这个星球上最古老的病毒。
▲电镜下的噬菌体(当然它们也是透明的)
现在人类已经发现并命名了差不多5000种病毒,据估计世界上总共有数百万种病毒。因为病毒可能于任意时间诞生在任意一种生命形式的细胞中,所以可以说每一刻可能都是某种病毒“创世纪”的一刻。突变是病毒诞生的源动力,只要生命还在进化,就有可能出现全新的病毒。
▲噬菌体的入侵过程,细细的腿其实只拥有粘着作用
现在大家差不多有了一个大概的了解:病毒是细胞的衍生物,是各种BUG的集合体,是造反的DNA片段。它们诞生于随机的突变中,脱离了细胞的正常生命流程,在自然选择的压力下成为了实践复制与传播,拥有生命特征的有机分子团。
那为什么细胞会留下BUG存在的机会呢?这就是另一个故事了,感兴趣的朋友可以阅读我的历史文章《如果这个世界真的是虚拟的,人为什么还会生病?》
我是酋知鱼,一条东一锤子西一榔头的科学作者,欢迎关注!
病毒的起源之谜
这特么到底是啥?研究不同生物之间关联的科学家每天都在问这个问题。其答案并不简单,但很重要。生物联系不仅用来制作生命的目录,还有助于理解生命演化为不同形式的进化历程。
病毒是一个极佳的例子。病毒没有细胞结构,因此无法被归类为三种生命域中的任何一种——细菌,古生菌(另一种形式的微生物)及真核生物(动植物、真菌及原生生物)。某些科学家争论道病毒并不算是活的生物体,更像是流氓遗传材料,无法自我增殖,必须劫持宿主细胞。其他人则认为病毒是从细胞生物进化而来,可以算是第四种生命域。
十年前,研究者发现了巨型病毒,与细胞生命形式极其相似,大大推进了第二种理论。但一项发表在科学杂志上的新研究对这些巨型病毒的基因组进行了研究,并对这一理论提出了质疑。所以科学家是不是要从头做起,重新寻找病毒的起源呢?
病毒是极其微小、构造简单的生物,与细胞生物并不相同。它们通常由遗传物质组成(DNA或者RNA),并在外表有一层名为衣壳的蛋白质外壳,有的还附加一层从宿主细胞借来的壳。病毒能黑入细胞的新陈代谢,并且也只有这样才能实现自我增殖,每种生命域的生物都会被不同的病毒所感染。
由于病毒严重依赖于宿主细胞,对是否将其定义为生命也存在争议,有人认为它们是活的,有人却并不这么认为。毫无疑问大部分僵尸脏比故事中都有病毒的存在。或许可以更简单的认为它们是不死一族(不死人?)。最大的问题是:他们从哪里来?
很多理论争相解释病毒的进化方式。一种理论认为病毒是一种远古细胞生物的后裔,这种细胞生物寄居在其他细胞内,随时间推移简化了自身的结构。这将会使它们成为唯一一种第四生命域的生物。如果病毒是从活的生命体中进化而来,那么认为它们是活的也是合理的了。
流氓访客
另一种理论则认为病毒一开始就是流氓遗传顾客,是逃离了细胞监禁的流浪基因组片段。它们可能与跳跃基因有关,能够将自己从基因组中复制或者剪切下来,然后粘到DNA的其他部分上。这种情况下,病毒可能是偶然稳定进化的分子事故的结果。这就意味着它们从来就不是完整的活的生命体,就像计算机病毒并不是完整的计算机那样。
两种说法都有其缺陷。第一种无法解释简单的病毒的来源。世界上不存在其他已知的生命体有这么简单的构造。另一方面,第二种理论无法解释为什么病毒比其他移动遗传因子复杂这么多。
随后在2004年,科学家发现了一种巨型病毒,使得病毒的细胞起源学说似乎更为合理。说这种病毒十分巨大是有充分的理由的,其中某些不管是尺寸还是基因的长度都是我们亲爱的流感病毒的十倍,有多达2500对基因,而流行感冒病毒仅有区区11对。
这些额外的遗传物质包括了合成蛋白质的指令,这在其他病毒中十分罕见,而在一般生命形式中倒是寻常。不过它的分子系统尚不完整,仍然需要入侵其他细胞进行增殖。但某些研究者认为这些基因也可能是过去某种分子的遗留物,可以追溯到第四种生命域的存在。
另一方面,病毒跳跃的基因使得它们倾向于从其他生命体中夺取基因。基于这个事实,其他研究者又争论说这些额外的基因可能是不断偷窃的成果。
巨大的问题
现在一项新研究确证了病毒中所有基因本质上都是“借”来的。该研究利用了名为下一代测序的最先进的方法,创建了奥地利克洛斯特新堡污水处理厂中提取的DNA地图。在过去几年里,基于下一代测序的研究已经揭示了大量新的生命形式,并在此研究中揭露了巨型病毒Klosneuviruses的新血统。
在所有的巨型病毒中,Klosneuviruses拥有最齐全的合成蛋白质基因组。通过比较不同巨型病毒的基因组,仔细重构它们的进化历程,研究者有力证实了这些巨型病毒内的蛋白质合成机器是相对近期的基因添加物——并非更大的先祖基因组的遗留物。
该研究认为这些病毒试图劫持的宿主细胞可能已经进化出了相应的防御策略,即将蛋白质隐藏起来不让入侵者看到。于是这些病毒只好把某些基因片段集成到自己的基因组中。研究者总结道该研究中分析的巨型病毒起源于更小的病毒,已经经过了多次进化,因此不可能从细胞生命进化而来。
巨型病毒从其他生命体中夺取DNA,变得越来越大
生物病毒是怎么产生的?为什么它们可以无聊到只是为了复制自己的遗传物质?
对病毒的起源目前形成了三种代表性的学说。
第一种学说认为,病毒是地球上生物进化过程中的一种最为原始的生命物质,病毒既具有化学大分子的属性,又具有生物的部分特征。这似乎提示,在从无机自然界到生命出现这一漫长的转变过程中,病毒正处于非生物到生物的过渡位置,也就是说病毒正好填补从化学大分子到原始细胞生物中间的空白。其要点是:地球上生命物质产生的环境中首先由无机物质演化为有机物质,再演化为大分子生命物质。这个学说是根据生命起源学说和分子进化理论所提出来的一种纯粹的假设,缺乏任何进化上的证据。
第二种学说认为病毒是一种高级微生物的退行性生命物质,微生物细胞在生命历程中的部分基因丢弃使其丧失独立的自我繁殖能力,最终退化为病毒。提出这种假说的依据是:在细胞内环境寄生的细菌与病毒之间,还存在着像立克次氏体和衣原体(是二类非独立生活的细胞生物)这样一些比细菌更原始,而且是专性细胞内寄生的中间形式,并据此推测,由寄生于细胞的低级细菌退化为立克次氏体一类的生物,再退化为衣原体一类的生物,进而退化成病毒。如果假说成立,那就应该在病毒能够感染的动植物细胞和细菌细胞中找到这种细胞内寄生的小型细胞生物,而实际情况并非如此,况且,在立克次氏体和衣原体中未见发现病毒的报道。可见,该假说成立的证据不足。
第三种学说认为,病毒来源于正常细胞的核酸,因偶然途径从细胞内脱离出来而变为病毒,这就是目前比较流行的病毒起源的内源性学说。支持这个学说的多半来自于一些实验的间接证据:病毒与质粒的相似性,质粒本属于细胞的一部分,但它可以随时脱离细胞,并在细胞之间传递;有很多DNA病毒,如细菌病毒中的λ噬菌体,植物病毒中的花椰菜花叶病毒,动物病毒中的乙肝病毒、腺病毒、疱疹病毒和乳头瘤病毒等,这些病毒的DNA或全部或部分可以结合到它们所寄生的细胞的染色体上,从而变为细胞的一部分,这正好是细胞核酸外逸的逆过程;利用核酸分子探针技术发现很多能与细胞染色体结合的病毒DNA的整合区序列与发生整合的染色体的侧翼序列有很大的同源性,尤其在一些逆转录病毒(艾滋病的病原——人类免疫缺陷病毒即属于此类)中的癌基因V-onc与细胞中的原癌基因C-onc高度同源;正常细胞中存在较广泛的逆转录型可动遗传因子,如酵母细胞的Ty因子、果蝇的Copia样因子、脊椎动物的IAf,基因,和逆转录型重复序列,如人的Alu因子及KpnⅠ因子等,提示正常的细胞中含有RNA所介导的DNA合成反应,而这与逆转录病毒的核酸的复制行为一致。这些间接证据可部分解释DNA病毒的起源,但要说明RNA病毒的起源却十分困难。
1999年第十一届国际病毒学大会对病毒在基因水平上的起源及进化提供了新的证据:在一种古细菌(一种介于原核生物和真核生物之间的第三类生物)中发现了被称之为“反转子”的遗传单元,它是仅含一个基因并且能自我复制的一段核酸分子,具有重要的基因捕获功能。其基因序列与宿主细胞等位基因高度同源,并且在密码子的使用频率上也有高度相似性,根据对这种古细菌的年代考证,估计反转子在4亿年前就已存在。随着古细菌的进化,反转子从细菌基因库中捕获基因,扩大自己的遗传信息量,增加生物学功能,最原始的感染性病毒颗粒由此产生,原始病毒采取不同的复制策略,于是产生不同病毒的进化。可见,生命的起源是从细菌开始的,细菌是病毒进化的摇篮。其基本推测是:地球上最早出现的病毒可能是以RNA为基因组的逆转录病毒,然后发展成以DNA为基因组的逆转录病毒(乙肝病毒属于此类),最后出现的是DNA病毒,而RNA病毒则可能有其独立的演化途径。
以上三种病毒起源学说及病毒演化的有关证据给人的启示是,病毒起源是复杂和多元化的,不同病毒有着不同的起源,至少在DNA病毒和RNA病毒之间是如此,这方面的结论尚有待于更多研究资料的积累。
病毒是怎么产生的?
病毒出现假说:1.蛋白质、核酸遗失说:大生物(此处大生物意思是具有细胞结构的生物,区别于病毒的肺细胞结构生物)由于细胞脱落和破裂,导致游离的蛋白质和DNA、RNA的出现,在某种情况下,这些蛋白质由于化学作用形成了一个内部可容纳小分子的结构,很多这样的蛋白质,里面裹着DNA或者RNA,甚至单独的蛋白质和单独的DNA、RNA游离,这些散落的游离的分子,有一些个别的和大生物细胞膜有亲和性,大生物细胞通过吞噬作用使其进入细胞,其DNA、RNA得以表达,然后通过进化形成现在成熟的病毒。2.生命起源说:病毒是最原始的生命体,早在没有细胞之前就有病毒存在,那时的病毒还只限于蛋白质和核酸,没有表现出病毒的寄生特征,当细胞体生物出现之后,个别这种蛋白质和核酸或他们的复合体表现出寄生性,后续过程同上。病毒的发现在病毒大家庭中,有一种病毒有着特殊的地位,这就是烟草花叶病毒。无论是病毒的发现,还是后来对病毒的深入研究,烟草花叶病毒都是病毒学工作者的主要研究对象,起着与众不同的作用。1886年,在荷兰工作的德国人麦尔(Mayer)把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎,取其汁液注射到健康烟草的叶脉中,能引起花叶病,证明这种病是可以传染的。通过对叶子和土壤的分析,麦尔指出烟草花叶病是由细菌引起的。1892年,俄国的伊万诺夫斯基(Ivanovski)重复了麦尔的试验,证实了麦尔所看到的现象,而且进一步发现,患病烟草植株的叶片汁液,通过细菌过滤器后,还能引发健康的烟草植株发生花叶病。这种现象起码可以说明,治病的病原不是细菌,但伊万诺夫斯基将其解释为是由于细菌产生的毒素而引起。生活在巴斯德的细菌致病说的极盛时代,伊万诺夫斯基未能做进一步的思考,从而错失了一次获得重大发现的机会。1898年,荷兰细菌学家贝杰林克(Beijerinck)同样证实了麦尔的观察结果,并同伊万诺夫斯基一样,发现烟草花叶病病原能够通过细菌过滤器。但贝杰林克想得更深入。他把烟草花叶病株的汁液置于琼脂凝胶块的表面,发现感染烟草花叶病的物质在凝胶中以适度的速度扩散,而细菌仍滞留于琼脂的表面。从这些实验结果,贝杰林克指出,引起烟草花叶病的致病因子有三个特点:1,能通过细菌过滤器;2,仅能在感染的细胞内繁殖;3,在体外非生命物质中不能生长。根据这几个特点他提出这种致病因子不是细菌,而是一种新的物质,称为“有感染性的活的流质”,并取名为病毒,拉丁名叫“Virus”。神奇的病毒“诞生”了!几乎是同时,德国细菌学家勒夫勒(Loeffler)和费罗施(Frosh)发现引起牛口蹄疫的病原也可以通过细菌滤器,从而再次证明伊万诺夫斯基和贝杰林克的重大发现。你可以知道的更多:
相关文章
发表评论
评论列表
- 这篇文章还没有收到评论,赶紧来抢沙发吧~