Читаем Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции полностью

Конечно, наличие капсида – очень важная и часто встречающаяся черта. Однако в этой главе мы рассмотрим четкие эволюционные взаимосвязи, сопровождаемые сходством геномной архитектуры и циклов репликации, существующие между традиционными, капсид-кодирующими вирусами и «голыми» эгоистичными элементами, такими как плазмиды и разнообразные мобильные элементы. В рамках данного определения (хотя, как и все определения, оно имеет границы применимости) все эти агенты принадлежат обширному миру вирусов.

Время от времени вспыхивают дискуссии на занимательную тему – являются ли вирусы «живыми». Последняя версия этого спора привлекла существенное внимание (Moreira and Lopez-Garcia, 2009). Сам по себе этот вопрос носит исключительно семантический характер и, следовательно, не является значимым. Приведенное здесь определение ясно отводит вирусам место во владениях биологии; как будет изложено далее в этой главе, сравнительная геномика выявила множественные связи между геномами вирусов и клеточных форм жизни. Неудачным последствием отрицания статуса «живых» за вирусами будет то, что тогда вирусы не будут иметь очевидного отношения к эволюции клеточных форм жизни. В этой и следующей главах мы увидим, что это противоречило бы действительности.

<p>Разнообразие стратегий репликации-экспрессии среди вирусов</p>

Все клеточные формы жизни обладают геномами, представленными дцДНК, которая транскрибируется в мРНК (транслирующиеся во многочисленные белки), а также в разнообразные некодирующие РНК. Единообразие генетического цикла клеточных форм жизни находится в разительном контрасте с вариабельностью циклов репликации-экспрессии у вирусов, некоторые из которых обладают РНК-геномами разной полярности, в то время как другие обладают геномами в виде оцДНК (Baltimore, 1971; см. рис. 10-1[101]). Некоторые вирусы и вирусоподобные элементы освоили переход от РНК к ДНК, сочетая действие кодируемой вирусом обратной транскриптазы (ОТ) и ДНК-зависимой РНК-полимеразы хозяина. Вирусы с плюс-цепью РНК отличаются использованием простейшего вообразимого генетического цикла, в то время как обратно транскрибирующиеся элементы связывают мир РНК и мир ДНК. Такая пластичность циклов вирусной репликации может иметь важные эволюционные следствия, о чем будет рассказано в следующей главе.

Когда разнообразие вирусных стратегий репликации-экспрессии стало очевидным, возникло искушение «сыграть в Менделеева» и создать исчерпывающую таблицу возможных циклов репликации-экспрессии, заполнить ее наблюдаемыми разновидностями, а затем попытаться предсказать, какие клетки таблицы заполнятся благодаря будущим открытиям, а какие окажутся «запрещенными» по каким-либо фундаментальным причинам. Насколько мне известно, первую такую попытку предпринял мой учитель вирусологии, Вадим Израилевич Агол (Agol, 1974, первоначальная публикация вышла в мало кому теперь известном русском научном журнале, в котором я ее и прочел). Именно эта статья, благодаря ее захватывающей ясности и ценнейшей попытке (по крайней мере, такой воспринимал ее я в то время, между первым и вторым курсом университета) воспользоваться глубокими, пусть даже и простыми, соображениями симметрии в биологии, прежде всего и побудила меня изучать вирусы. Я никогда не сожалел об этом решении; спустя годы я выработал собственную версию классификации стратегий геномов (Koonin, 1991)[102]. Помимо незыблемой центральной догмы, кажется, есть один фундаментальный запрет: одноцепочечная ДНК никогда не транслируется, поэтому РНК всегда вовлечена в цикл самовоспроизводства любого генетического элемента. В отличие от случая с белками в рамках центральной догмы, здесь, по-видимому, нет прямого химического обоснования для такого запрета (и на самом деле, экспериментально трансляция оцДНК была продемонстрирована Hulen and Legault-Demare, 1975; McCarthy and Holland, 1965). Однако единственная известная нам система трансляции, очевидно, эволюционировала в направлении синтеза белков лишь на матрице РНК (подробнее см. гл. 12). Помимо этого исключения, все возможные на базе молекул РНК и ДНК циклы репликации-экспрессии, по-видимому, реализованы в мире вирусов, хотя некоторые экзотические формы генома, такие как гибрид РНК-ДНК, встречаются редко (см. рис. 10-1).

Перейти на страницу:

Похожие книги

Эволюция и прогресс
Эволюция и прогресс

Автор вводит читателя в круг наиболее интригующих вопросов эволюционной биологии. До сих пор эволюционный прогресс остается предметом бурных, даже ожесточенных споров. По существу, всех биологов можно разделить на сторонников и противников идеи этой формы прогресса. Эволюцию живых организмов обычно связывают с ростом их сложности и степени совершенства, однако до сих пор нет строгих критериев этой оценки. Главная мысль, развиваемая автором, состоит в том, что основные атрибуты прогресса — усложнение строения и повышение уровня надклеточной организации — являются лишь следствием постоянно идущего отбора на повышение эволюционной пластичности видов.Книга предназначена для биологов широкого профиля, а также всех интересующихся вопросами эволюции живых существ.

Владимир Александрович Бердников

Зарубежная образовательная литература, зарубежная прикладная, научно-популярная литература / Биология / Научпоп / Образование и наука / Документальное
Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной
Слепой часовщик. Как эволюция доказывает отсутствие замысла во Вселенной

Как работает естественный отбор? Является ли он достаточным объяснением сложности живых организмов? Возможно ли, чтобы слепая, неуправляемая сила создала столь сложные устройства, как человеческий глаз или эхолокационный аппарат у летучих мышей? Еще Дарвин убедительно ответил на эти вопросы, а наука с каждым новым десятилетием предоставляет все больше доказательств его правоты, но многие по-прежнему в ней сомневаются. Книга знаменитого английского биолога, популяризатора науки и борца с креационизмом Ричарда Докинза "Слепой часовщик" защищает эволюционный взгляд на мир и развенчивает мифы, существующие вокруг дарвиновской теории. Впрочем, Докинз никогда не ограничивается одной проблемой конкретной научной дисциплины — в конечном счете он говорит о философских основах научного мировоззрения в целом. Остроумие и широкая эрудиция автора позволяют ему легко оперировать примерами из самых разных областей — от компьютерного программирования до Шекспира, и это, вероятно, тоже сыграло свою роль в том, что "Слепой часовщик" уже почти три десятка лет остается бестселлером.

Ричард Докинз

Публицистика / Биология / Образование и наука / Документальное
Павлов И.П. Полное собрание сочинений. Том 1
Павлов И.П. Полное собрание сочинений. Том 1

Первое издание полного собрания сочинений И. П. Павлова, предпринятое печатанием по постановлению Совета Народных Комиссаров Союза ССР от 28 февраля 1936 г., было закончено к 100-летию со дня рождения И. П. Павлова - в 1949 г. Второе издание полного собрания сочинений И. П. Павлова, печатающиеся по постановлению Совета Министров СССР от 8 июня 1949 г., в основном содержит, как и первое, труды, опубликованные при жизни автора. Дополнительно в настоящем издание включен ряд работ по кровообращению и условным рефлексам, а также «Лекции по физиологии», не вошедшие в первое издание. Кроме того, внесены некоторые изменения в расположение материала в целях сгруппирования его по определенным проблемам с сохранением в них хронологической последовательности. Второе издание полного собрания сочинений И. П. Павлова выходит в 6 томах (8 книгах). Библиографический, именной и предметно-тематический указатели ко всему изданию. а также очерк жизни и деятельности И. Павлова составят отдельный дополнительный том.

Иван Петрович Павлов

Биология / Биофизика / Биохимия / Образование и наука