Sind Viren selbstfahrend?

Viren sind also offensichtlich nicht lebend. Aber als mein Lehrer Viren in dem Video unterrichtete (wir machen dieses Semester "Flip"-Lernen), so wie er es beschrieb, schien es, als würden die Viren auf ihre Umgebung reagieren, indem sie sich bewegten, bis sie eine Zelle des richtigen Typ, und dann haben sie sich daran geklammert und es entführt.

Ich hatte es mir immer eher so vorgestellt, dass sie einfach herumschwebten, getragen vom Wirtssystem (Blut bei Tieren zum Beispiel), bis sie gegen die richtige Art von Zellen "prallten" und beide Sätze von Membranproteinen "andockten". . Aber meine Theorie / Idee macht keinen Sinn, weil sie nicht berücksichtigt, wie Viren Bakterien infizieren könnten.

Aber die Idee, dass Viren sich selbst antreiben, macht auch nicht viel Sinn, weil Viren nicht leben und eine der Eigenschaften des Lebens, die sie nicht erfüllen, darin besteht, dass Lebewesen Energie aufnehmen und verbrauchen.

Zusammenfassend ist meine Frage, wie werden Viren angetrieben? Bewegen sie sich selbst oder werden sie von äußeren Kräften bewegt?

Antworten (5)

Alle Ihre Überlegungen sind richtig - Viren sind nicht beweglich (dh nicht selbstfahrend).

Ich verstehe nicht, warum Sie denken, dass dies im Fall von Bakterien zu Problemen führen würde.

Als Antwort auf den Kommentar @Remi.b bearbeiten

Einige oberflächliche Untersuchungen zur Schätzung der Wahrscheinlichkeiten von Kollisionen zwischen Partikeln, die an zufälligen Wanderungen beteiligt sind, haben einige sehr herausfordernde mathematische Berechnungen ergeben. Also beschloss ich, mir einfach ein paar Daten anzusehen.

Bemerkenswerterweise gibt es eine ziemlich neue Veröffentlichung, die Untersuchungen der Kinetik der Bakteriophagenadsorption beschreibt.

Moldovan, et al. (2007) Zur Kinetik der Phagenadsorption. Biophysical Journal 93: 303–315

Ich wusste nicht, dass es immer noch möglich ist, Artikel wie diesen zu veröffentlichen, aber tatsächlich ist es sehr interessant. Für unsere aktuellen Zwecke brauchen wir nur die in Abbildung 3 dargestellten Daten zu berücksichtigen, die zeigen, dass, wenn E. coli - Zellen mit einer Dichte von 10 8 Zellen ml –1 mit Bakteriophagen λ mit einer Dichte von 5 × 10 4 Partikeln ml – 1 , dann haben sich 90 % der Phagen innerhalb von weniger als 10 min an eine Bakterienzelle angeheftet.

Nur um dies auf eine reale Situation zu beziehen, es wird geschätzt, dass Meerwasser Bakterien mit einer Dichte von 10 6 Zellen ml –1 und Phagen mit 5 × 10 7 Partikeln ml –1 enthält .

Das OP sagt: "Aber meine Theorie / Idee ergibt keinen Sinn, da sie nicht berücksichtigt, wie Viren Bakterien infizieren könnten." Ich denke, das Problem des OP mit der Tatsache, dass Viren nicht beweglich sind, besteht darin, dass er / sie nicht versteht, wie sie es schaffen würden, Bakterien (oder Wirtszellen) zu "finden". Man könnte seine Antwort vielleicht verbessern, indem man von der Wahrscheinlichkeit spricht, "einen neuen Wirt zu finden" und vom Verhalten (kurz gesagt) des Virus, wenn es mit einem potenziellen Wirtsbakterium in Kontakt kommt.
Was meinen Sie mit „Ich wusste nicht, dass es noch möglich ist, solche Arbeiten zu veröffentlichen“?
Es war ein bisschen ein wegwerfender Kommentar - es scheint mir, dass es auf die Tage der Phagengruppe zurückgeht (Delbruck, Luria, Hershey et al), und es ist besonders interessant, dass die Autoren Physiker sind (wie Delbruck). Wie gesagt, es ist ein interessantes Papier, und ich wollte die Autoren sicherlich nicht respektlos behandeln.

Sie haben Recht, Viren sind weder lebendig, noch bewegen sie sich von selbst. Sie werden durch passive Bewegungen (z. B. die Blutbahn oder Luftbewegungen) bewegt, bis sie auf ihre Zielzellen treffen. Das kann entweder eine Zelle im menschlichen Körper sein (bei Grippeviren sind das zum Beispiel Zellen der Atemwege) oder Bakterien (bei Bakteriophagen).

Bei Bakterien kann beides passieren, umherschwebende Viren treffen auf Bakterien, die sie infizieren können, oder auf die andere Art und Weise, wie sich bewegende Bakterien auf das Virus treffen.

Die vorhandenen Antworten sind richtig. Allerdings gibt es jetzt ein Beispiel für einen selbstfahrenden † Virus.

Herpesviren assimilieren Kinesin, um motorisierte Viruspartikel zu produzieren

Hier zeigen wir unter Verwendung des Herpes-simplex-Virus Typ I und des Pseudorabies-Virus als Modell-Alphaherpesviren, dass ein zellulärer Kinesin-Motor von Virionen in Epithelzellen eingefangen, zwischen Zellen transportiert und anschließend in Neuronen für den Transport zu Kernen verwendet wird.

Im Wesentlichen wurde gezeigt, dass das Herpesvirus vom Wirt stammendes Kinesin-1 kooptiert , um sich entlang der Mikrotubuli vom Zentrosom zum Zellkern zu bewegen.

† Es ist nicht in dem Sinne selbstangetrieben , dass es seine eigenen Faktoren kodiert, um eine autonome Bewegung zu ermöglichen, obwohl der beschriebene Mechanismus ausgefeilter ist als eine einfache Brownsche Bewegung. Wenn die Flagellen-Chemotaxis in Bakterien einem Boot auf offenem Wasser entspricht, dann ist die durch Kinesin angetriebene Bewegung wie eine Zugfahrt; Sie sind auf die Gleise beschränkt.

Es gibt eine Reihe von Viren, die auf Aktinfilamenten und dergleichen transportiert werden, aber das ist wild; den Mechanismus mitnehmen!! In der Biologie gibt es noch so viel zu entdecken.
Wild, in der Tat! ​

Viren bewegen sich durch Brownsche Bewegung 1 Die Definition von Temperatur ist, dass es durchschnittlich etwa 2 Kalorien (wenig c) (= 8,3 J) pro Kelvin, Mol und Freiheitsgrad gibt. 2 Multiplizieren Sie das mit 1 Mol/6,02E23 Molekülen und Sie haben die Boltzmann-Konstante (1,4E-23 J/(K*DOF). Das Virus hat also drei Dimensionen – drei Freiheitsgrade – der physikalischen Translation bei 300 K Raumtemperatur, um beispielsweise das 900-fache der Boltzmann-Konstante oder 1,2E-21 J Energie zu erhalten.

Was sich nicht nach viel anhört, aber kinetische Energie = 1/2 Masse x Geschwindigkeit zum Quadrat, also wenn das Virus, sagen wir, 100.000 Dalton = 100.000/(6,02E23) Gramm wiegt, dann dividierst du die Joules durch diese (Umrechnung in kg ), um 0,2 m^2/s^2 zu erhalten - ziehen Sie die Quadratwurzel und Sie haben ungefähr 0,6 m/s oder ungefähr 1,3 Meilen pro Stunde.

Das Virus schlendert also im Schritttempo (Geben oder Nehmen – siehe Boltzmann-Verteilung) dahin und benötigt dafür KEINE ENERGIE. Der Vorbehalt ist, dass es keine Kontrolle darüber hat, wohin es geht; das ist Wärmeenergie. Man könnte sagen, dass das Virus, wie ein heimlicher Blähbauch in einem überfüllten Raum, ein Agent des Chaos (oder zumindest der Entropie) ist, der die Mission hat, hinauszugehen und sich auszubreiten.

Der Begriff selbstfahrend erfordert im Fall von Bakteriophagen eine feinere Qualifikation. Obwohl Bakteriophagen im Allgemeinen über die Brownsche Bewegung transportiert werden, wie in den anderen Antworten beschrieben, weist der Anheftungsprozess bei einigen von ihnen einen autonomen Antrieb auf. Insbesondere können sie auf der Oberfläche eines Bakteriums laufen (siehe Modellierungsvideo hier ) und ihr genetisches Material mit einer spritzenähnlichen Bewegung injizieren . Dabei geben sie die in den viralen Proteinen gespeicherte Energie während ihrer Synthese und des Phagenaufbaus ab – mit anderen Worten, sie bleiben unbelebte Einheiten, die keine Energie aufnehmen und in nützliche Arbeit umwandeln können, da ihre Bewegung programmiert ist, wie die eines a freigegebene Feder.

Sind Viren selbstfahrend?
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