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今天北京市要求大规模进行核酸检测,目前已经覆盖多个城区。小编的单位也在组织大家进行核酸检测,和去年相比,这一波冬季疫情,大家最关注的应该是这个吧?———“病毒变异”!
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病毒变异就是由于各种原因致使的病毒的遗传物质发生改变 。病毒这个词应该是2020年之后最热门词语,病毒把人类社会搅得天翻地覆,我们是不是也追踪溯源调查一下病毒这个家伙的背景,把它的家底彻底查清楚,借助一本书,小编想给大家聊聊病毒的起源。
一、“病毒优先”(virus first)——一种早期病毒起源的假说
病毒是核酸与蛋白质组成的核蛋白体,它有有生命和无生命两种状态。在一定条件下(如感染宿主后)病毒是有生命的,而在另一种条件下是没有生命的。
研究病毒起源的困难之一是病毒的高突变率。2015 年,有研究者通过比较生命系统发育树中不同分支的蛋白质的折叠结构,重建了蛋白质的折叠进化史,以及为这些折叠的蛋白质编码的基因组的进化历史。他们发现,蛋白质折叠是远古事件的重要标志,因为即使在编码序列开始发生变化时,仍然可以维持蛋白质三维结构。一种合乎逻辑的推理是,病毒蛋白的出现会留下古代进化历史的踪迹,采用生物信息学方法可以揭示、收集进化的痕迹。这些研究者认为,基因组的长期选择压力和病毒颗粒变小最终导致病毒细胞完全、彻底地丢失了原有的细胞结构,演变为现代的病毒,又经过漫长的过程特化为现在的细胞。这个研究结果提示,原始病毒曾经与现代细胞的祖先共存。换句话说,最早发生的是“病毒细胞”,这种古代细胞含有片段化的RNA 基因组。
目前对“病毒优先”假说仍然存在较大的争论。为此,天体生物学家建议,假使病毒的出现早于细胞,不妨在地球以外的其他天体(例如火星)去寻找病毒,来证明病毒优先假说。尽管这种建议有些令人茫然,但仍不失为一种合乎逻辑的思维。事实上,科学家们正在尝试着探索地球外的生命形式存在的可能性。总之,至今病毒的起源仍然不是很清楚。
二、现代病毒依赖宿主细胞而存活和增殖
病毒结构简单,由蛋白质外壳包裹遗传物质(DNA或RNA)而组成,没有细胞结构,因此病毒不能独立生存,必须感染宿主、依赖宿主细胞的营养物质,进行自主复制病毒的子代DNA 或RNA,合成自身的蛋白质等,再包装成新的病毒,从而存活及繁殖。病毒的生命过程大致分为吸附、注入(遗传物质)、合成(逆转录整合入宿主细胞DNA)、装配(利用宿主细胞转录RNA,翻译蛋白质再组装)、释放5个步骤。
病毒种类繁多,有以植物、动物为宿主的,有以细菌为宿主的,分别称为植物病毒、动物病毒和噬菌体,后者是感染细菌、真菌、藻类、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。所有病毒根据所含遗传物质不同,又有单链RNA 病毒、(分段)双链RNA 病毒、单链DNA 病毒和双链DNA 病毒。绝大多数植物病毒为RNA 病毒(少数例外)。感染动物的RNA 病毒有人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒或称HIV)、SARS 病毒、埃博拉病毒、甲型H1N1 流感病毒、禽流感病毒、甲型肝炎病毒等;常见的DNA 病毒有天花病毒、乙型肝炎病毒等。其中,HIV 是一种单链RNA 病毒,感染宿主细胞后,利用自己编码的逆转录酶在宿主细胞内经逆转录生成DNA,复制成双链DNA 后可以整合进宿主DNA,再转录、生成病毒RNA,包装后生成子代HIV 病毒。
读到这里,我们也许又对病毒有了新的了解,但是,人类对病毒起源的研究仍是在假说阶段,所以,也就会有谣言散播,甚至有人说新冠病毒是外星人袭击人类的武器。寒假开始了,大家既然不能到处逛,还是推荐多读一些盒子推荐的科普书吧!上述内容来自一位专门研究病毒学和细胞学以及DNA遗传的北京大学医学部教授贾弘褆写给中学生的书——《中国中学生成长百科——生命简史》。
书名:中国中学生成长百科·生命简史
定价:78.00元
作者:贾弘禔
本书分为五个部分:生命的发现与发生、生命的物质基础、生命与环境、健康与疾病、神经与脑。生命的发现和发生是生命科学领域的重要课题,同时也吸引了大批地理学、考古学、海洋学、天文学、天体物理学、数学等学科的科学家共同参与研究和探索。
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