Итак, очевидно, что вирусы неживые. Но когда мой учитель обучал вирусам в видео (в этом семестре мы проводим «перевернутое» обучение), то, как он это описывал, казалось, что вирусы реагировали на окружающую среду тем, что они двигались, пока не находили клетку правильный тип, а потом они прицепились и угнали его.
Я всегда думал об этом скорее как о том, что они просто плавают вокруг, переносимые системой-хозяином (например, кровью животных), пока они не «натыкаются» на нужные клетки и оба набора мембранных белков не «стыкуются». . Но моя теория/идея на самом деле не имеет смысла, потому что она не объясняет, как вирусы могут заражать бактерии.
Но идея о том, что вирусы передвигаются сами по себе, также не имеет особого смысла, потому что вирусы неживые, и одной из характеристик жизни, которой они не соответствуют, является то, что живые существа приобретают и используют энергию.
Подводя итог, мой вопрос: как распространяются вирусы? Двигаются ли они сами или их двигают внешние силы?
Все ваши рассуждения верны - вирусы не подвижны (т.е. не самодвижутся).
Я не понимаю, почему вы думаете, что это вызовет трудности в случае с бактериями.
Изменить в ответ на комментарий @Remi.b
Некоторые беглые исследования по оценке вероятностей столкновений между частицами, участвующими в случайных блужданиях, выявили некоторые очень сложные математические расчеты. Поэтому я решил просто посмотреть на некоторые данные.
Примечательно, что относительно недавно появилась статья, описывающая исследования кинетики адсорбции бактериофагов.
Молдавский и др. (2007) О кинетике адсорбции фагов. Биофизический журнал 93: 303–315.
Я не знал, что такие статьи еще можно публиковать, но на самом деле это очень интересно. Для наших текущих целей нам нужно только рассмотреть данные, представленные на рисунке 3, которые показывают, что при смешивании клеток E. coli с плотностью 10 8 клеток мл -1 с бактериофагом λ с плотностью 5 х 10 4 частиц мл - 1 , то 90% фага прикрепились к бактериальной клетке менее чем за 10 мин.
Чтобы соотнести это с реальной жизненной ситуацией, подсчитано, что морская вода содержит бактерии с плотностью 10 6 клеток мл -1 и фаги с плотностью 5 x 10 7 частиц мл -1 .
Вы правы, вирусы не живые и не движутся сами по себе. Они перемещаются за счет пассивных движений (например, кровотока или движения воздуха) до тех пор, пока не встретят свои клетки-мишени. Это может быть как клетка в организме человека (для вирусов гриппа это, например, клетки дыхательных путей), так и бактерии (для бактериофагов).
С бактериями может произойти и то, и другое: вирусы, плавающие вокруг, встречаются с бактериями, которые они могут заразить, или наоборот, когда движущиеся бактерии встречаются с вирусом.
Существующие ответы верны. Однако теперь есть один пример самодвижущегося † вируса.
Вирусы герпеса ассимилируют кинезин с образованием моторизованных вирусных частиц.
Здесь, используя вирус простого герпеса типа I и вирус псевдобешенства в качестве модельных альфа-герпесвирусов, мы показываем, что клеточный кинезиновый двигатель захватывается вирионами в эпителиальных клетках, переносится между клетками и впоследствии используется в нейронах для перемещения к ядрам.
По существу, было показано, что вирус герпеса кооптирует кинезин-1 хозяина для перемещения от центросомы к ядру по микротрубочкам.
† Он не является самодвижущимся в том смысле, что он кодирует свои собственные факторы для обеспечения автономного движения, хотя описанный механизм более сложен, чем простое броуновское движение. Если жгутиковый хемотаксис у бактерий аналогичен лодке на открытой воде, то движение, приводимое в движение кинезином, похоже на поездку на поезде; вы прикованы к дорожкам.
Вирусы движутся за счет броуновского движения . 1 Определение температуры таково: в среднем около 2 калорий (мало с) (= 8,3 Дж) на кельвин, моль и степень свободы. 2 Умножьте это на 1 моль/6,02E23 молекул, и вы получите постоянную Больцмана (1,4E-23 Дж/(K*DOF). Таким образом, вирус имеет три измерения — три степени свободы — физической трансляции при комнатной температуре 300 К, чтобы получить, скажем, 900-кратную постоянную Больцмана или 1,2E-21 Дж энергии.
Звучит не так уж много, но кинетическая энергия = 1/2 массы x скорость в квадрате, поэтому, если вирус весит, скажем, 100 000 дальтонов = 100 000/(6,02E23) граммов, то вы делите джоули на это (преобразовывая в кг ) чтобы получить 0,2 м ^ 2 / с ^ 2 - извлеките квадратный корень, и вы получите около 0,6 м / с или около 1,3 мили в час.
Таким образом, вирус ходит со скоростью пешехода (плюс-минус — см. распределение Больцмана), не требуя для этого НИКАКОЙ ЭНЕРГИИ. Предостережение в том, что он не имеет контроля над тем, куда он идет; это тепловая энергия. Вы могли бы сказать, что вирус, как скрытые газы в переполненной комнате, является агентом хаоса (или, по крайней мере, энтропии), выполняющим миссию выйти и распространиться.
Термин « самоходный » требует более тонкой квалификации в случае бактериофагов. Хотя бактериофаги обычно переносятся посредством броуновского движения, как описано в других ответах, у некоторых из них процесс прикрепления демонстрирует автономное движение. В частности, они могут ходить по поверхности бактерий (см. видео моделирования здесь ) и вводить свой генетический материал движением, подобным шприцу . При этом они расходуют энергию, запасенную в вирусных белках при их синтезе и сборке фага , т. е. остаются неживыми существами, не способными приобретать энергию и превращать ее в полезную работу, движение их запрограммировано, как у выпущенная весна.
Реми.б
Ярлемаг
Алан Бойд