Virus giganti
e rapporto con altri
esseri viventi
e ambiente
cellule: dimensioni circa 1000 nanometri
batterio : circa 450 nanometri, genoma circa 600.000 coppie di basi
Virus giganti :alcune caratteristiche:
(alcuni sono della famiglia virus nucleo-citoplasmatici a DNA : NCLDV)
presentano dimensioni del capside sui 200 nanometri
genoma con circa 300.000 coppie di basi
Minivirus : dimensioni circa 750 nanometri
(1992 ..2003 scoperto, individuato e classificato:
minivirus di una ameba che lo fagocita: Acanthamoeba polyphaga)
genoma con circa 1.200.000 coppie di basi : circa 1018 geni
scoperti solo recentemente (acqua torri raffreddamento)
per motivi legati in particolare alle modalità di ricerca e osservazione:
uso di filtri non appropriati alle dimensioni
colture su agar favoriscono la precipitazione e non la formazione
di colonie visibili
ospiti di protisti poco studiati allo scopo
visibili al microscopio (1992..2003)
Origine dei virus giganti NCLDV?
Antenato con 47 , geni trasferiti in parte nei genomi virali moderni
Evoluzione con perdita, di geni, duplicazione,
acquisizione di geni propri degli ospiti infettati
In 45 virus giganti trovati 5 geni comuni a tutti i NCLDV e altri 177 geni
conuni a quelli presenti in almeno altre due famiglie di virus:
traccia del capostipite piuttosto debole …
Minivirus : struttura e composizione
Virione : capside con capsomeri(proteici) contenente il DNA, con
nucleo cubico (500 nm) ,(rivestito da strato di fibre compresse (140 nm)
forse di natura simile al collagene,unico tra i grandi virus)
Presenta una struttura tipica ,portale stargate, stellata pentagonale
posta al vertice di un icosaedro
capside
Nucleo centrale
Rivestimento fibroso
stargate
Struttura schematica immaginaria…
Replicazione del minivirus :ipotesi
Una ameba fagocita il minivirus che migra verso i lisosomi: gli enzini
lisosomiali inducono la apertura del portale stargate permettendo
al DNA di penetrare nel citoplasma dell’ameba:
nel citoplasma , sfruttando il meccanismo biochimico dell’ospite
avviene la sintesi dei componenti del minivirus:
capside (privo di strato fibroso) nel quale penetra il DNA, attraverso
una apertura diversa da quella di uscita (stargate…)
2008: Mamavirus : struttura e composizione
Simile a minivirus, con genoma un poco più grande, fornito di
un virus parassita (sputnik), diverso forse dai comuni virus satelliti
dei virus giganti: la sua presenza sembra interferire con l’ospite
in modo da generare virioni difettosi: nuovo gruppo :virofagi …
(batteriofagi : virus che infettano i batteri)
2011 : scoperto altro ceppo di minivirus fornito da altro tipo di virofago
Rapporto tra girus e altri esseri viventi, influenza su ecosistema
domanda : i virus, girus, sono da considerarsi esseri viventi???
Se risposta positiva: posizione nell’insieme dei viventi?
Ipotesi: il gruppo dei NLCDV sarebbe un nuovo gruppo, da considerare
insieme Archeobatteri, Batteri, Eucarioti ?
archeobatteri
batteri
eucarioti
NLCDV
Ipotesi:alcuni geni dei NLCDV sarebbero derivati dal patrimonio genico
primordiale da quale si sarebbero evoluti anche procarioti ed eucarioti ?
archeobatteri
eucarioti
batteri
eucarioti
Geni primordiali
eucarioti
NLCDV
NLCDV
ipotesi : antenati, progenitori degli eucarioti : dal decadimento del
genoma di qualche eucariote sarebbe derivato il genoma dei NLCDV ?
Ipotesi: tra ospite e virus avviene un trasferimento ( orizzontale) di geni
che nel corso del tempo avrebbe portato
alla evoluzione e diversificazione originante i NLCDV ?
Metagenomica:
ricerca sul metagenoma, insieme dei genomi presenti in um ambiente
Rivela che esistono moltissime specie ancora non riconosciute e i
virus sono molto diffusi in tutti gli ambienti
Il fitoplancton (cianobacteri e microalghe) contribuisce per circa il 50%
alla fotosintesi clorofilliana ; il fitoplancton risulta molto infettato da virus
e girus; il microzooplancton si nutre del fitoplancton e fornisce alimento ai
vari organismi che vivono nel mare
Microzooplancton: girus CroV ( 544 geni) con virofago associato
Fitoplancton: microalga Emiliani huxleyi :infettata da girus EhV( 472 geni?)
La microalga produce anche piccole scaglie di carbonato di calcio:
periodicamente, nei due emisferi, avviene una estesissima fioritura di
alghe che viene ad un certo punto troncata per la presenza di EhV:
come conseguenza il carbonato di calcio si deposita originando grandi
formazioni stratificate di roccia calcarea (organogena)
La morte delle alghe libera un composto che modificato da altri
microrganismi genera dimetilsolfuro (partecipa all’odore dell’acqua di
mare):il dimetilsolfuro liberandosi nell’atmosfera
favorisce la formazione di nubi e pioggia
alcuni girus sono stati scoperti in acqua di torre di raffreddamento
insieme a batteri responsabili della polmonite umana:
problema:è possibile che i girus infettino anche l’uomo ?
Tra ameba e uomo :circa 800.000.000 anni distanza evolutiva
Tra uomo e altri primati, scimmie :pochi milioni anni separazione evolutiva
Sembra molto improbabile perché le infezioni virali normalmente
sono molto specifiche e i virus si sono evoluti in ogni specie
interagendo in modo molto complesso con il meccanismo biochimico
dell’ospite: tuttavia i minivirus hanno un particolare corredo
genomico e potrebbero riuscire a infettare anche cellule che li
fagocitano (macrofagi) …
HIV infetta uomo
SIN infetta scimmie
Non infezione reciproca
Più due organismi sono evolutivamente lontani nel tempo
minore è la probabilità che un microrganismo infettante
un organismo possa infettare anche l’altro
