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)

Antenato con 47 , geni trasferiti in parte nei genomi virali moderni 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 eucarioti batteri 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 ?

Microzooplancton: girus CroV ( 544 geni) con virofago associato 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

Tra ameba e uomo :circa 800.000.000 anni distanza evolutiva 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