ভাইরাসের উৎপত্তির রহস্য

2024 লেখক: Seth Attwood | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-16 15:59

ভাইরাস খুব কমই জীবিত। যাইহোক, তাদের উৎপত্তি এবং বিবর্তন "স্বাভাবিক" সেলুলার জীবের উত্থানের চেয়েও কম বোঝা যায়। এটি এখনও অজানা কে আগে আবির্ভূত হয়েছিল, প্রথম কোষ বা প্রথম ভাইরাস। সম্ভবত তারা সর্বদা একটি বিপর্যয়কর ছায়ার মতো জীবনকে সঙ্গ দিয়েছে।

সমস্যা হল ভাইরাসগুলি প্রোটিনের আবরণে আবদ্ধ জিনোমের (ডিএনএ বা আরএনএ) টুকরো ছাড়া আর কিছুই নয়। তারা জীবাশ্ম রেকর্ডে কোন চিহ্ন রেখে যায় না এবং তাদের অতীত অধ্যয়ন করার জন্য যা অবশিষ্ট থাকে তা হল আধুনিক ভাইরাস এবং তাদের জিনোম।

তুলনা করে, মিল এবং পার্থক্য খুঁজে বের করে, জীববিজ্ঞানীরা বিভিন্ন ভাইরাসের মধ্যে বিবর্তনীয় লিঙ্ক আবিষ্কার করেন, তাদের সবচেয়ে প্রাচীন বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করেন। দুর্ভাগ্যবশত, ভাইরাস অস্বাভাবিকভাবে পরিবর্তনশীল এবং বৈচিত্র্যময়। এটি স্মরণ করাই যথেষ্ট যে তাদের জিনোমগুলি শুধুমাত্র ডিএনএ (যেমন আমাদের দেশে এবং, উদাহরণস্বরূপ, হারপিস ভাইরাস) এর চেইন দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে, তবে একটি সম্পর্কিত আরএনএ অণুও (করোনাভাইরাসের মতো)।

ভাইরাসের ডিএনএ/আরএনএ অণু একক বা অংশে বিভক্ত হতে পারে, রৈখিক (অ্যাডিনোভাইরাস) বা বৃত্তাকার (পলিওমাভাইরাস), একক-স্ট্র্যান্ডেড (অ্যানেলোভাইরাস) বা ডাবল-স্ট্র্যান্ডেড (ব্যাকুলোভাইরাস)।

ভিজ্যুয়াল সায়েন্স ইনফ্লুয়েঞ্জা A/H1N1 ভাইরাস

ভাইরাল কণার গঠন, তাদের জীবনচক্রের বিশেষত্ব এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য, যা সাধারণ তুলনার জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, কম বৈচিত্র্যপূর্ণ নয়। আপনি এই পোস্টের একেবারে শেষে বিজ্ঞানীরা কীভাবে এই অসুবিধাগুলি কাটিয়ে উঠতে পারেন সে সম্পর্কে আরও পড়তে পারেন। আপাতত, আসুন মনে রাখি সব ভাইরাসের মধ্যে কী মিল রয়েছে: তারা সবই পরজীবী। হোস্ট কোষের জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়া ব্যবহার না করে, একটিও ভাইরাস পরিচিত নয় যা নিজে থেকে বিপাক করতে পারে।

কোন ভাইরাসে রাইবোসোম থাকে না যা প্রোটিন সংশ্লেষিত করতে পারে, এবং কেউ এমন সিস্টেম বহন করে না যা ATP অণু আকারে শক্তি উৎপাদন করতে দেয়। এই সবই তাদের বাধ্য করে, অর্থাৎ শর্তহীন আন্তঃকোষীয় পরজীবী: তারা নিজেরাই অস্তিত্বে অক্ষম।

এটা আশ্চর্যের কিছু নয় যে, প্রথম এবং সবচেয়ে সুপরিচিত অনুমানগুলির মধ্যে একটি অনুসারে, কোষগুলি প্রথম উপস্থিত হয়েছিল এবং শুধুমাত্র তখনই এই মাটিতে সমগ্র বৈচিত্র্যময় ভাইরাল বিশ্ব গড়ে উঠেছিল।

প্রগতিশীলভাবে। জটিল থেকে সরল

আসুন রিকেটসিয়া - ব্যাকটেরিয়া সত্ত্বেও অন্তঃকোষীয় পরজীবীগুলিকে একবার দেখে নেওয়া যাক। তদুপরি, তাদের জিনোমের কিছু অংশ ডিএনএর কাছাকাছি, যা মানুষ সহ ইউক্যারিওটিক কোষের মাইটোকন্ড্রিয়াতে থাকে। স্পষ্টতই, তাদের উভয়েরই একটি সাধারণ পূর্বপুরুষ ছিল, কিন্তু কোষকে সংক্রমিতকারী "মাইটোকন্ড্রিয়া রেখা" এর প্রতিষ্ঠাতা এটিকে হত্যা করেননি, তবে ঘটনাক্রমে সাইটোপ্লাজমে সংরক্ষিত ছিলেন।

ফলস্বরূপ, এই ব্যাকটেরিয়ামের বংশধররা অনেক বেশি অপ্রয়োজনীয় জিন হারিয়ে ফেলে এবং সেলুলার অর্গানেলগুলিতে অবনমিত হয় যা অন্য সব কিছুর বিনিময়ে হোস্টকে এটিপি অণু সরবরাহ করে। ভাইরাসের উৎপত্তির "অনুবর্তনশীল" অনুমান বিশ্বাস করে যে এই ধরনের অবক্ষয় তাদের পূর্বপুরুষদের হতে পারে: একবার সম্পূর্ণরূপে পূর্ণাঙ্গ এবং স্বাধীন সেলুলার জীব, বিলিয়ন বছরের পরজীবী জীবন, তারা কেবল অতিরিক্ত সবকিছু হারিয়ে ফেলেছিল।

এই পুরানো ধারণাটি পান্ডোরাভাইরাস বা মিমিভাইরাসের মতো দৈত্যাকার ভাইরাসগুলির সাম্প্রতিক আবিষ্কারের দ্বারা পুনরুজ্জীবিত হয়েছে। এগুলি কেবল খুব বড় নয় (মিমিভাইরাসের কণার ব্যাস 750 এনএম পর্যন্ত পৌঁছেছে - তুলনা করার জন্য, ইনফ্লুয়েঞ্জা ভাইরাসের আকার 80 এনএম), তবে তারা একটি অত্যন্ত দীর্ঘ জিনোমও বহন করে (মিমিভাইরাসে 1.2 মিলিয়ন নিউক্লিওটাইড লিঙ্ক বনাম কয়েকশত। সাধারণ ভাইরাস), শত শত প্রোটিন এনকোডিং।

তাদের মধ্যে ডিএনএ কপি করার জন্য এবং মেসেঞ্জার আরএনএ এবং প্রোটিন তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় প্রোটিন রয়েছে।

এই পরজীবীগুলি তাদের হোস্টের উপর অনেক কম নির্ভরশীল এবং মুক্ত-জীবিত পূর্বপুরুষদের থেকে তাদের উৎপত্তি অনেক বেশি বিশ্বাসযোগ্য বলে মনে হয়। যাইহোক, অনেক বিশেষজ্ঞ বিশ্বাস করেন যে এটি মূল সমস্যার সমাধান করে না - সমস্ত "অতিরিক্ত" জিন পরবর্তীতে দৈত্য ভাইরাস থেকে প্রদর্শিত হতে পারে, মালিকদের কাছ থেকে ধার করা।

সর্বোপরি, একটি পরজীবী অবক্ষয় কল্পনা করা কঠিন যা এতদূর যেতে পারে এবং এমনকি জেনেটিক কোডের বাহকের ফর্মকেও প্রভাবিত করতে পারে এবং আরএনএ ভাইরাসের উদ্ভবের দিকে নিয়ে যেতে পারে। এটি আশ্চর্যজনক নয় যে ভাইরাসের উত্স সম্পর্কে আরেকটি অনুমান সমানভাবে সম্মানিত - সম্পূর্ণ বিপরীত।

প্রগতিশীল। সহজ থেকে জটিল

আসুন রেট্রোভাইরাসগুলির দিকে নজর দেওয়া যাক, যার জিনোম হল একটি একক-স্ট্র্যান্ডেড আরএনএ অণু (উদাহরণস্বরূপ, এইচআইভি)। একবার হোস্ট কোষে, এই জাতীয় ভাইরাসগুলি একটি বিশেষ এনজাইম ব্যবহার করে, ট্রান্সক্রিপ্টেজ বিপরীত করে, এটিকে সাধারণ ডাবল ডিএনএতে রূপান্তর করে, যা তারপর কোষের "পবিত্র পবিত্র" - নিউক্লিয়াসে প্রবেশ করে।

এখানেই আরেকটি ভাইরাল প্রোটিন, ইন্টিগ্রেস, খেলায় আসে এবং ভাইরাল জিনগুলি হোস্টের ডিএনএতে প্রবেশ করায়। তারপর কোষের নিজস্ব এনজাইমগুলি তাদের সাথে কাজ করতে শুরু করে: তারা নতুন আরএনএ তৈরি করে, তাদের ভিত্তিতে প্রোটিন সংশ্লেষিত করে ইত্যাদি।

ভিজ্যুয়াল সায়েন্স হিউম্যান ইমিউনোডেফিসিয়েন্সি ভাইরাস (এইচআইভি)

এই প্রক্রিয়াটি মোবাইল জেনেটিক উপাদানগুলির প্রজননের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ - ডিএনএ টুকরা যা আমাদের প্রয়োজনীয় তথ্য বহন করে না, তবে আমাদের জিনোমে সংরক্ষিত এবং জমা হয়। তাদের মধ্যে কিছু, রেট্রোট্রান্সপোসন, এমনকি এটিতে গুন করতে সক্ষম, নতুন অনুলিপিগুলির সাথে ছড়িয়ে পড়ে (মানুষের ডিএনএর 40 শতাংশেরও বেশি এই ধরনের "আবর্জনা" উপাদান নিয়ে গঠিত)।

এই জন্য, তারা উভয় মূল এনজাইম এনকোডিং টুকরা থাকতে পারে - বিপরীত ট্রান্সক্রিপ্টেজ এবং ইন্টিগ্রেস। আসলে, এগুলি প্রায় রেডিমেড রেট্রোভাইরাস, শুধুমাত্র একটি প্রোটিন কোট ছাড়া। কিন্তু এর অধিগ্রহণ সময়ের ব্যাপার।

এখানে এবং সেখানে জিনোমে এম্বেড করা, মোবাইল জেনেটিক উপাদানগুলি নতুন হোস্ট জিনগুলি ক্যাপচার করতে যথেষ্ট সক্ষম। তাদের মধ্যে কিছু ক্যাপসিড গঠনের জন্য উপযুক্ত হতে পারে। অনেক প্রোটিন আরও জটিল কাঠামোতে স্ব-একত্রিত হতে থাকে। উদাহরণস্বরূপ, এআরসি প্রোটিন, যা নিউরনের কার্যকারিতায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, স্বতঃস্ফূর্তভাবে মুক্ত আকারে ভাইরাসের মতো কণাতে ভাঁজ করে যা এমনকি আরএনএকে ভিতরে নিয়ে যেতে পারে। ধারণা করা হয় যে এই ধরনের প্রোটিনের সংযোজন প্রায় 20 বার ঘটতে পারে, ভাইরাসের বড় আধুনিক গোষ্ঠীর জন্ম দেয় যা তাদের খামের গঠনে ভিন্ন।

সমান্তরাল। জীবনের ছায়া

যাইহোক, সর্বকনিষ্ঠ এবং সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল হাইপোথিসিস সবকিছুকে আবার উল্টে দেয়, অনুমান করে যে ভাইরাসগুলি প্রথম কোষের চেয়ে পরে দেখা যায়নি। বহুকাল আগে, যখন জীবন এখনও এতটা এগিয়ে যায়নি, স্ব-প্রতিলিপিকারী অণুগুলির প্রোটো-বিবর্তন, নিজেদের অনুলিপি করতে সক্ষম, "প্রাথমিক স্যুপে" এগিয়েছিল।

ধীরে ধীরে, এই ধরনের সিস্টেমগুলি আরও জটিল হয়ে ওঠে, বৃহত্তর এবং বৃহত্তর আণবিক কমপ্লেক্সে রূপান্তরিত হয়। এবং যত তাড়াতাড়ি তাদের মধ্যে কিছু একটি ঝিল্লি সংশ্লেষণ করার ক্ষমতা অর্জন করে এবং প্রোটো-কোষে পরিণত হয়, অন্যরা - ভাইরাসের পূর্বপুরুষ - তাদের পরজীবী হয়ে ওঠে।

এটি জীবনের ভোরে ঘটেছিল, ব্যাকটেরিয়া, আর্কিয়া এবং ইউক্যারিওটস পৃথক হওয়ার অনেক আগে। অতএব, তাদের (এবং খুব আলাদা) ভাইরাসগুলি জীবিত বিশ্বের তিনটি ডোমেনের প্রতিনিধিদের সংক্রামিত করে এবং ভাইরাসগুলির মধ্যে অনেকগুলি আরএনএ-ধারণকারী হতে পারে: এটি আরএনএগুলিকে "পূর্বপুরুষ" অণু হিসাবে বিবেচনা করা হয়, স্ব-প্রতিলিপি এবং বিবর্তন। যা জীবনের উত্থানের দিকে পরিচালিত করেছিল।

প্রথম ভাইরাসগুলি এমন "আক্রমনাত্মক" আরএনএ অণু হতে পারে, যা পরবর্তীতে প্রোটিন খামের এনকোডিং জিনগুলি অর্জন করে। প্রকৃতপক্ষে, এটি দেখানো হয়েছে যে সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর (LUCA) শেষ সাধারণ পূর্বপুরুষের আগেও কিছু ধরণের শেল আবির্ভূত হতে পারে।

যাইহোক, ভাইরাসের বিবর্তন এমন একটি এলাকা যা সেলুলার জীবের সমগ্র বিশ্বের বিবর্তনের চেয়েও বিভ্রান্তিকর। এটি খুব সম্ভবত, তাদের নিজস্ব উপায়ে, তাদের উত্স সম্পর্কে তিনটি মতামতই সত্য।এই অন্তঃকোষীয় পরজীবীগুলি এতই সহজ এবং একই সাথে বৈচিত্র্যময় যে বিভিন্ন গোষ্ঠী মৌলিকভাবে ভিন্ন প্রক্রিয়ার মধ্যে একে অপরের থেকে স্বাধীনভাবে উপস্থিত হতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, একই দৈত্যাকার ডিএনএ-ধারণকারী ভাইরাসগুলি পূর্বপুরুষ কোষগুলির অবক্ষয়ের ফলে এবং কিছু আরএনএ-ধারণকারী রেট্রোভাইরাস - মোবাইল জেনেটিক উপাদানগুলির দ্বারা "স্বাধীনতা অর্জনের" পরে উদ্ভূত হতে পারে। কিন্তু এটা সম্ভব যে আমরা এই চিরন্তন হুমকির চেহারাটি সম্পূর্ণ ভিন্ন প্রক্রিয়ার কাছে ঋণী, যা এখনও আবিষ্কৃত এবং অজানা নয়।

জিনোম এবং জিন। ভাইরাসের বিবর্তন কিভাবে অধ্যয়ন করা হয়

দুর্ভাগ্যক্রমে, ভাইরাসগুলি অবিশ্বাস্যভাবে উদ্বায়ী। তাদের ডিএনএ ক্ষতি মেরামত করার জন্য সিস্টেমের অভাব রয়েছে এবং যেকোন মিউটেশন জিনোমে থেকে যায়, পরবর্তী নির্বাচনের সাপেক্ষে। উপরন্তু, একই কোষকে সংক্রমিত করা বিভিন্ন ভাইরাস সহজেই DNA (বা RNA) টুকরা বিনিময় করে, নতুন রিকম্বিন্যান্ট ফর্মের জন্ম দেয়।

অবশেষে, প্রজন্মগত পরিবর্তন অস্বাভাবিকভাবে দ্রুত ঘটে - উদাহরণস্বরূপ, এইচআইভির জীবনচক্র মাত্র 52 ঘন্টা, এবং এটি সবচেয়ে কম সময়ের থেকে অনেক দূরে। এই সমস্ত কারণগুলি ভাইরাসগুলির দ্রুত পরিবর্তনশীলতা প্রদান করে, যা তাদের জিনোমের সরাসরি বিশ্লেষণকে ব্যাপকভাবে জটিল করে তোলে।

একই সময়ে, একবার একটি কোষে, ভাইরাসগুলি প্রায়শই তাদের স্বাভাবিক পরজীবী প্রোগ্রাম চালু করে না - কিছু এইভাবে ডিজাইন করা হয়, অন্যগুলি দুর্ঘটনাজনিত ব্যর্থতার কারণে। একই সময়ে, তাদের ডিএনএ (বা আরএনএ, পূর্বে ডিএনএতে রূপান্তরিত) হোস্টের ক্রোমোজোমের সাথে একীভূত হতে পারে এবং কোষের অনেক জিনের মধ্যে হারিয়ে গিয়ে এখানে লুকিয়ে থাকতে পারে। কখনও কখনও ভাইরাল জিনোম পুনরায় সক্রিয় হয়, এবং কখনও কখনও এটি এমন একটি সুপ্ত আকারে থেকে যায়, প্রজন্ম থেকে প্রজন্মে চলে যায়।

এই অন্তঃসত্ত্বা রেট্রোভাইরাসগুলি আমাদের নিজস্ব জিনোমের 5-8 শতাংশ পর্যন্ত দায়ী বলে মনে করা হয়। তাদের পরিবর্তনশীলতা আর এত বড় নয় - সেলুলার ডিএনএ এত দ্রুত পরিবর্তিত হয় না এবং বহুকোষী জীবের জীবনচক্র কয়েক ঘন্টায় নয়, কয়েক বছরে পৌঁছে যায়। অতএব, তাদের কোষে সংরক্ষিত টুকরোগুলি ভাইরাসগুলির অতীত সম্পর্কে তথ্যের একটি মূল্যবান উত্স।

একটি পৃথক এবং এমনকি ছোট এলাকা হল ভাইরাসের প্রোটিওমিক্স - তাদের প্রোটিনের অধ্যয়ন। সর্বোপরি, সর্বোপরি, যে কোনও জিন নির্দিষ্ট কার্য সম্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় একটি নির্দিষ্ট প্রোটিন অণুর জন্য একটি কোড মাত্র। কিছু "ফিট" যেমন লেগো টুকরা, ভাইরাল খাম ভাঁজ করে, অন্যরা ভাইরাল আরএনএ বাঁধতে এবং স্থিতিশীল করতে পারে, এবং অন্যগুলি সংক্রামিত কোষের প্রোটিন আক্রমণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এই ধরনের প্রোটিনের সক্রিয় সাইটগুলি এই ফাংশনগুলির জন্য দায়ী, এবং তাদের গঠন খুব রক্ষণশীল হতে পারে। এটি বিবর্তন জুড়ে দুর্দান্ত স্থিতিশীলতা বজায় রাখে। এমনকি জিনের পৃথক অংশগুলিও পরিবর্তিত হতে পারে, তবে প্রোটিন সাইটের আকৃতি, এতে বৈদ্যুতিক চার্জের বন্টন - পছন্দসই ফাংশনের কার্য সম্পাদনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ সবকিছু - প্রায় একই থাকে। তাদের তুলনা করে, কেউ সবচেয়ে দূরবর্তী বিবর্তনীয় সংযোগ খুঁজে পেতে পারে।