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Superdominio Biota
Tassonomia Scientifica
Natura: Natura, C. Linnaeus, 1758
Mondo fisico: Mundus, Plinius
Corpi naturali: Naturalia
Superdominio: Biota
Dominio:
• Viruses
• Bacteria (Haeckel, 1894) C.R. Woese et al., 1990
• Archaea C.R. Woese et al., 1990
• Eukaryota Chatton, 1925
Nel sistema di classificazione scientifica, Biota, Vitae, Eobionti rappresentano il superdominio che
classifica tutta la vita.
Per questo motivo viene spesso discussa come il taxon dovrebbe essere ulteriormente suddiviso,
così come la definizione di "ciò che la vita è ed è stata realmente" è stata spesso modificata o
adeguata, anche se la vita extraterrestre sarebbe incluso oltre la vita sulla Terra, qualora la vita
extraterrestre fosse scoperta.
In generale, tutta la vita cellulare è naturalmente inclusa nel superdominio Biota. Quando si parla di
vita non cellulare il superdominio Biota è più spesso semplicemente suddiviso in:
• Cytota (vita cellulare) e
• Acytota (vita non cellulare).
Storicamente, ciò che non era incluso nel taxon Mineralia, potrebbe essere compreso nel
superdominio indicato, per l’appunto, come Biota.
Si definisce forma di vita non cellulare una forma di vita che esiste senza possedere una struttura
cellulare. Questo termine presume la classificazione dei virus come forme di vita.
Nelle discussioni sulla tassonomia dei domini della vita, il termine Acytota viene utilizzato
occasionalmente (assieme all'equivalente Aphanobionta) come il nome del regno dei virus. Il
corrispondente dominio degli organismi cellulari sarebbe quindi detto Cytota.
Il concetto di "vita" senza struttura cellulare è emerso con forza nella comunità scientifica nel 2003,
in seguito alla scoperta del Mimivirus (figura 1), pur non venendo universalmente accettato.
È interessante approfondire il concetto di Mimivirus, con riferimento alla vita senza struttura
cellulare.
Si definisce Mimivirus un genere virale contenente una sola specie ad oggi identificata, cui è stato
attribuito il nome Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV). Nel linguaggio colloquiale,
APMV è più comunemente definito con la sola denominazione di “Mimivirus”. Questa specie
possiede il più grande capside fra tutti i virus conosciuti, così come il più esteso e complesso
genoma. Sebbene le nostre conoscenze relative a questo virus siano ancora piuttosto limitate, la
scoperta di questa nuova specie ha emozionato un gran numero di persone per le possibili
implicazioni che la sua complessa natura potrebbe apportare al concetto di “forma di vita”,
vedendone il primo membro di un nuovo dominio della natura o un anello di congiunzione fra virus
e batteri.
La scoperta di APMV avvenne in modo del tutto casuale, all'interno di una cellula dell'ameba
Acanthamoeba polyphaga Puschkarew 1913, dalla quale ha preso il nome, nel 1992 durante delle
ricerche sulla malattia del legionario. Il virus venne identificato attraverso la tecnica della
colorazione di gram e, per questo, erroneamente classificato come batterio gram-positivo. In
conseguenza di ciò venne chiamato “Bradforcocco” poiché l'ameba dalla quale era stato isolato
venne raccolta nel distretto di Bradford, in Inghilterra. Nel 2003, ricercatori della Université de la
Méditerranée a Marsiglia, Francia, pubblicarono un articolo sul giornale “Science” nel quale
affermarono di aver identificato il microorganismo come un virus.
Il Mimivirus potrebbe essere l'agente eziologico di alcune forme di polmonite; comunque, questa è
una ipotesi basata solamente sull'evidenza della formazione di anticorpi diretti contro questo
organismo nel sangue di pazienti colpiti da polmonite. Anche se la classificazione di Mimivirus
come un agente patogeno è provvisoria, l'evidenza dimostra una nutrita serie di elementi di prova
che può causare la polmonite virale.
Classificazione. Esso non è stato ancora incluso in alcuna famiglia virale dal Comitato
Internazionale di Tassonomia dei Virus, ma altri membri della ipotetica famiglia “Mimiviridae”
potrebbero venire identificati in futuro utilizzando le tecniche del confronto genetico. È stato
comunque inserito nel gruppo 1 della classificazione di Baltimore.
Pur non essendo stato classificato con precisione, sappiamo con relativa sicurezza che il Mimivirus
appartiene ad un gruppo di grandi virus conosciuto come grandi virus nucleo-citoplasmatici a DNA
(NCLDV). Essi sono tutti virus di grandi dimensioni che mostrano in comune sia caratteristiche
molecolari che genomi molto complessi. Il genoma del Mimivirus possiede inoltre circa 21 geni che
codificano per omologhi di proteine che sono state ritrovate con un alto grado di conservazione in
quasi tutti i NCLDV, e ricerche successive tenderebbero a mostrare che il Mimivirus sia il membro
divergente più recente in questo gruppo.
Struttura. Il Mimivirus è il virus più grande conosciuto, con un capside del diametro di 400
nanometri. Filamenti proteici della lunghezza di 100 nanometri dipartono dalla superficie del
capside, incrementando il diametro totale del virus a 600 nanometri. Molti testi scientifici
considerano questa misura molto approssimata, preferendo includere il diametro più probabile
dell'organismo in range compreso fra 400 e 800 nanometri dipendentemente da quanto la lunghezza
totale del capside e del virione siano misurate. Il capside appare esagonale se visto con un
microscopio elettronico, quindi si può ragionevolmente supporre che la simmetria del capside stesso
sia icosaedrica. Esso non sembra possedere un pericapside, o envelope, suggerendo che il virus non
esca dalla cellula ospite per gemmazione ma che invece ne venga liberato in seguito alla lisi della
stessa.
Il Mimivirus ha in comune con gli altri NCLDV molte caratteristiche morfologiche. Poiché molti
virus di questo gruppo presentano un rivestimento (envelope) lipidico interno circondante il
“nucleo” interno, i biologi M. Suzanne-Monti ed altri hanno suggerito che anche questo virus possa
presentare una struttura analoga, sebbene non sia ancora stata osservata direttamente. Il denso cuore
centrale del virione appare come una regione scura nelle immagini al microscopio elettronico. Il
grande genoma del virus risiede completamente in quest'area.
Dalla purificazione dei virioni possono essere isolati molti trascritti di mRNA. Come per altri
NCLDV, sono stati riscontrati anche trascritti per la DNA polimerasi, una proteina del capside ed
un fattore di trascrizione TFII-simile. In oltre, tali ricerche hanno mostrato la presenza di tre
differenti trascritti di enzimi amminoacil-tRNA sintetasi e quattro molecole sconosciute di RNA
tipiche di questo genere di virus. Questi trascritti pre-impacchettati possono essere tradotti in enzimi
senza che avvenga una preventiva espressione genica da parte del patrimonio genetico virale e
dovrebbero essere necessari per la corretta replicazione del Mimivirus. Anche altri virus a DNA,
come il citomegalovirus umano e l'Herpesvirus presentano dei trascritti di RNA pre-impacchettati
(M. Suzan-Monti, 2006).
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Un ceppo di Mimivirus conosciuto come Mamavirus si è rivelato il primo virus al mondo a
possedere un suo proprio virus parassita, soprannominato "Sputnik".
Genoma. Il genoma del Mimivirus è una molecola lineare e continua di DNA a doppio filamento
contenente 1,2 milioni di coppie di basi. Ciò lo rende il più grande genoma virale mai riscontrato,
superando il precedente detentore del record, il miovirus “Batteriofago G” di poco più del doppio.
In più, esso è più esteso del genoma di 30 organismi cellulari. In relazione al suo enorme genoma, il
Mimivirus possiede all'incirca 911 geni codificanti per proteine, superando decisamente il
coefficiente minimo di 4 geni che è richiesto ad un virus per poter completare correttamente il ciclo
vitale. Analisi del suo genoma hanno mostrato la presenza di geni mai riscontrati in altri virus,
inclusi geni codificanti per le amminoacil-tRNA sintetasi, ed altri che erano precedentemente
ritenuti come tipici ed esclusivi degli organismi cellulari. Come altri grandi virus a DNA, il
Mimivirus contiene molti geni coinvolti nel metabolismo di amminoacidi, zuccheri e lipidi, così
come altri geni metabolici mai riscontrati in altri virus (M. Suzan-Monti, 2006). Circa il 90% del
genoma virale ha la capacità di essere codificato, mentre il restante 10% sembrerebbe essere
semplice DNA spazzatura.
Replicazione. Ciò che fa sì che il Mimivirus debba essere considerato un virus e non un batterio, è
la modalità di replicazione, non autonoma. Lo svolgimento del processo replicativo del Mimivirus
non è ancora completamente compreso, ma come minimo è noto che il Mimivirus si attacca ad un
recettore sulla membrana della cellula dell'ameba e dopo di ciò entra all'interno della stessa per
endocitosi. Una volta all'interno, inizia una “fase di eclissi”, durante la quale il virus sparisce e la
cellula appare completamente sana e inalterata. Dopo circa quattro ore piccoli accumuli proteici
possono essere riscontrati in alcune aree della cellula. Otto ore dopo l'infezione molti virioni di
Mimivirus risultano chiaramente visibili nella cellula. Il citoplasma della cellula continua a
riempirsi di virioni appena sintetizzati e circa 24 ore dopo l'infezione iniziale la cellula
probabilmente scoppia rilasciando i nuovi Mimivirus.
Poco è conosciuto riguardo ai dettagli della replicazione, probabilmente consistente in attacco alla
superficie della cellula ed ingresso, rilascio del genoma conservato nel “core”, trascrizione,
traduzione, assemblaggio e rilascio della progenie virale. Tuttavia, gli scienziati hanno stabilito le
linee generali del processo utilizzando micrografie elettroniche delle cellule infette in vari momenti
dopo l'ingresso del virione. Queste micrografie mostrano che il capside del Mimivirus viene
assemblato nel nucleo, mentre il DNA acquista un rivestimento interno di membrane lipidiche
attraverso gemmazione dalla membrana nucleare, e la presenza di particelle molto simili a quelle
prodotte da molti altri virus, compresi tutti gli NCLDV. Queste particelle sono conosciute in altri
virus come “fabbriche virali” e contribuiscono ad un efficiente assemblaggio dei virioni attraverso
l'alterazione di vaste aree della cellula ospite.
Implicazioni nella definizione di “vita”. Il Mimivirus possiede molte caratteristiche che lo
pongono al confine fra viventi e non-viventi. Le sue dimensioni sono analoghe a quelle di molti
organismi batterici, come rickettsie e molti altri procarioti, possiede un genoma di dimensioni
comparabili a molti procarioti anche non parassiti, e codifica per proteine apparentemente inutili per
un normale virus. In più, esso contiene geni che codificano per enzimi coinvolti nella sintesi di
nucleotidi e amminoacidi, che non sono presenti in molti virus parassiti intracellulari obbligati. Ciò
significa che differentemente da questi virus il Mimivirus non dipende dal genoma della cellula
ospite per l'espletazione dei processi metabolici necessari alla loro produzione. Esso comunque non
possiede i geni per le proteine ribosomiali e dipende perciò dal suo ospite per sintesi proteica e
processi energetici. Questi fattori combinati insieme hanno portato gli scienziati a chiedersi se il
Mimivirus si possa considerare una forma di vita distinta, appartenente ad un ulteriore dominio oltre
ai normali eucarioti, batteri ed archea. Nondimeno, il Mimivirus non mostra delle caratteristiche che
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sono considerate essenziali nella corrente definizione di vita: omeostasi, risposta agli stimoli,
crescita e riproduzione nel senso classico o divisione cellulare.
Figura 1 - Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV).
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