context: Virus y evolución – ¿Virus Primero? Una Perspectiva Personalhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6433886/SHA: f3b9fc0f8e0a431366196d3e835e1ec368b379d1Autores: Moelling, Karin; Broecker, FelixFecha: 2019-03-19DOI: 10.3389/fmicb.2019.00523Licencia: cc-byAbstract: El descubrimiento de exoplanetas dentro de zonas habitables putativas revolucionó la astrobiología en los últimos años. Estimuló el interés en la pregunta sobre el origen de la vida y su evolución. Aquí, discutimos cuáles podrían haber sido los roles de los virus al principio de la vida y durante la evolución. Los virus Están presentes en todas partes, en nuestros alrededores, los océanos, el suelo y en cada ser viviente. Los retrovirus contribuyeron a cerca de la mitad de nuestras secuencias genómicas y a la evolución de la placenta mamífera. Los virus contemporáneos reflejan la evolución que va desde el mundo del ARN hasta el mundo de las proteínas del ADN. ¿Hasta dónde podemos rastrear su contribución? Las entidades más tempranas que replican y evolucionan son las ribozimas o viroides que cumplen varios criterios de vida. El ARN puede realizar muchos aspectos de la vida e influencia nuestra expresión genética hasta hoy. Las estructuras más simples con información no codificante pueden representar modelos de vida construidos sobre información estructural, no genética. Los virus hoy son parásitos obligatorios dependiendo de las células huésped. Ejemplos de cómo un estilo de vida independiente podría haberse perdido son las mitocondrias, los cloroplastos, Rickettsia y otros, que solían ser bacterias autónomas y se convirtieron en parásitos o endosimbiontes intracelulares, perdiendo así la mayoría de sus genes. Incluso in vitro la pérdida de genes se puede recapitular todo el camino de la codificación a ARN no codificante. Además, los virus gigantes pueden indicar que no hay frontera aguda entre las entidades vivas y no vivas sino un continuo evolutivo. Aquí, se discute cómo los virus pueden perder y ganar genes, y que son motores esenciales de la evolución. Aparte de nuestra visión “virus primero”, hay otros como “proteínas primero” y “metabolismo primero”. Texto: Mycoplasma mycoides por eliminación sistemática de genes individuales resultó en un genoma sintético mínimo de 473 genes (Hutchison et al., 2016). ¿Puede uno considerar entidades vivientes más simples? Hay elementos con cero genes que cumplen muchos criterios para la vida temprana: ribozimas, ARN catalíticos estrechamente relacionados con los viroides. Fueron recuperados in vitro de 10 15 moléculas (aptadores), 220 nucleótidos en longitud, por 10 rondas de selección. Entre las muchas especies de ARN presentes en esta colección de cuasiespecies ARNs fueron miembros catalíticamente activos, ribozimas enzimáticamente activas. El espacio de secuencia para ARNs de 220-mers es de aproximadamente 3 × 10 132 (Eigen, 1971; Wilson y Szostak, 1999; Brackett y Dieckmann, 2006). Las ribozimas seleccionadas fueron capaces de replicar, separar, unir y formar enlaces péptidos. Pueden polimerizar químicamente la progenie, permitir que ocurran mutaciones y pueden evolucionar. Una molécula sirve como catalizador, la otra como sustrato. La replicación de ribozimas se demostró en el tubo de ensayo (Lincoln y Joyce, 2009). Ribozimas pueden formar enlaces péptidos entre aminoácidos (Zhang y Cech, 1997). Así, los pequeños péptidos estaban disponibles por actividad ribozima. En consecuencia, se ha propuesto una modificación del ARN como ácido péptido nucleico (PNA), con enlaces péptidos más estables en lugar de enlaces fosfodiéster (Zhang y Cech, 1997; Joyce, 2002). La replicación de moléculas de ARN se puede realizar químicamente a partir de ARN sin enzimas de polimerasa. Además, las deoxiribozimas pueden formarse a partir de ribonucleótidos (Wilson y Szostak, 1999). Así, el ADN puede surgir de ARN químicamente, sin la enzima proteica clave, la transcriptasa inversa. Todo un mundo vivo es posible a partir de ARN no codificante (ncRNA) antes de la evolución del código genético y enzimas proteicas. Ribozymes naturalmente consisten en ARN circulares de una sola cadena (Orgel, 2004). Carecen En lugar de ello, exhiben información estructural por los loops de horquilla que forman enlaces de hidrógeno entre hilos dobles incompletos, y lazos libres para interactuar con otras moléculas. Representan una cuasiespecie en la que muchas especies de ARN pueden formar, tales como ribozimas, moléculas similares a tRNA, y otros ncRNAs. Los ARNs dentro de tal grupo pueden unir aminoácidos. Noventa aminoácidos diferentes se han identificado en el meteorito Murchison encontrado en Australia, mientras que en la Tierra sólo alrededor de 20 de ellos se utilizan para la síntesis de proteínas (Meierhenrich, 2008). Donde la formación de ribozimas ocurrió en la Tierra primitiva es una cuestión de especulación. Los respiraderos hidrotermales como los fumadores negros en el océano profundo son posibilidades donde la vida puede haber comenzado (Martin et al., 2008). Allí, los gradientes de temperatura y Los poros o nichos ofrecen posibilidades de concentración de bloques de construcción, lo que es necesario para que ocurran reacciones químicas. Curiosamente, también el hielo es un candidato para la formación de ribozimas y reacciones químicas. Los cristales de hielo desplazan las biomoléculas en la fase líquida, lo que conduce a la concentración, creando una compartimentación cuasicelular donde se promueve la síntesis de novo de precursores de nucleótidos. Allí, puede surgir ARN y ribozimas, que son capaces de autorreplicarse (Attwater et al., 2010). Los complejos de ácido amino-tRNA pueden encontrar ARNs como "mRNAs". Tales interacciones podrían haber contribuido a la evolución del código genético. Esta secuencia de eventos puede conducir a precursores ribosoma primitivos. Las ribozimas son los elementos catalíticos esenciales en los ribosomas: "El ribosoma es un ribozima" (Cech, 2000), suplementado con cerca de un centenar de proteínas de andamio más tarde durante la evolución. Las proteínas tienen funciones estructurales y contribuyen indirectamente a la actividad enzimática. ¿Son estos ribozimas ribosomados fósiles de la Tierra primitiva? Los pequeños péptidos pueden ser formados por ribozimas antes de la evolución de los ribosomas, por lo que los aminoácidos simples o diméricos pueden originarse en el universo (Meierhenrich, 2008). Los pequeños péptidos con aminoácidos básicos pueden aumentar la actividad catalítica de las ribozimas como se muestra in vitro (Müller et al., 1994). Tales proteínas se conocen como proteínas de unión del ARN de virus del ARN que protegen el genoma del ARN, con motivos tales como RAPRKKG del nucleocápsido NCp7 del VIH (Schmalzbauer et al., 1996). Péptidos pueden mejorar la actividad catalítica de ribozimas hasta un 100 veces (Müller et al., 1994). Tales péptidos de virus del ARN sirven como chaperonas que eliminan estructuras de ARN de orden superior, permitiendo una interacción más eficiente de moléculas de ARN y aumentando las tasas de transcripción de polimerasas del ARN (Müller et al., 1994). Ribonucleoproteínas también pueden haber sido funcionalmente importantes durante la evolución de ribosomas (Harish y Caetano-Anolles, 2012). Estas estructuras preribosomales son también La transcripción inversa puede ser realizada químicamente por ribozimas. Esta acción no requiere necesariamente una proteína polimerasa como la transcriptasa inversa. Del mismo modo, los deoxiribonucleótidos pueden surgir por la eliminación de un oxígeno sin la necesidad de una enzima proteica (una reductasa) como hoy, y permitir la polimerización del ADN (Wilson y Szostak, 1999; Joyce, 2002). Los mismos elementos de los precursores para ribosomas también son bloques de construcción de retrovirus, que pueden tener un origen evolutivo similar (Moeling, 2012 (Moeling,, 2013. tRNAs sirven como imprimadores para la transcriptasa inversa, y la secuencia de promotores de elementos transponibles se derivan de tRNAs (Lander et al., 2001). Los ribozimas se desarrollaron en intrones más complejos del grupo de autoescisión II con la inserción de genes que codifican una transcriptasa inversa y proteínas adicionales (Moelling y Broecker, 2015; Moelling et al., 2017) (Figura 1). Surgió como sorpresa que los genomas de casi todas las especies son ricos en ncDNA, transcriptos en ncRNAs, pero no codificando proteínas, como se evidencia, por ejemplo, por el proyecto "Enciclopedia de Elementos de ADN" (ENCODE). ncDNA equivale a más del 98% del genoma de ADN humano (Deveson et al., 2017). Los organismos más altos tienden a tener más información no codificante, lo que permite modos más complejos de regulación genética. Los ncRNAs son reguladores de las secuencias de codificación de proteínas. ncRNA puede variar desde cerca de cero en las bacterias más pequeñas como Pelagibacter ubique hasta alrededor del 98% en el genoma humano. Los virus de ARN como el retrovirus HIV albergan a los ncRNAs para la regulación génica como el elemento de respuesta transactivante (TAR), el sitio de unión para la proteína Tat para la expresión temprana del gen viral. Tat tiene un dominio altamente básico que comprende principalmente residuos de Lys y Arg, que se asemejan a otras proteínas de unión de ARN. ncRNA también sirve en genomas de ARN virales como sitios de entrada ribosomal, sitios de unión de imprimación o señales de empaquetado. La síntesis del ADN depende de la síntesis del ARN como evento inicial, con ARN como iniciadores para la replicación del ADN, dentro de células como FIGURE 1  Un compartimento se muestra con componentes ARN no codificante (ncRNA), ribozimas o viroides, pueden realizar muchos pasos para la vida sin genes codificantes de proteínas, pero sólo por información estructural. Los aminoácidos individuales están indicados como puntos negros y pueden estar disponibles en la Tierra desde el universo. El ADN puede haber existido antes de retrovirus. El compartimento puede ser interpretado como previrus o precélulas. Viroide, verde; ARN, rojo; ADN, negro. así como durante la replicación retroviral, demostrando un requisito de ARN (Flint, 2015). El número de genes codificantes de proteínas de mamíferos es de alrededor de 20.000. Sorprendentemente, esto es sólo una quinta parte del número de genes de trigo pan (Appels et al., 2018). Tulips, maíz y otras plantas también tienen genomas más grandes, lo que indica que el número de genes no refleja necesariamente la ¿Podrían los genomas gigantes ser el resultado de la cría de plantas por agricultores o jardineros? De acuerdo con Szostak hay moléculas que aparecen como reliquias del mundo del ARN como el acetil-CoA o la vitamina B12, ambos están ligados a un ribonucleótido sin ninguna razón obvia - ¿se "olvidaron" para ser removidos? (Roberts y Szostak, 1997; Szostak et al., 2001; Szostak, 2011). Tal vez el ARN conectado sirve como estabilizador estructural. Las vesículas lipídicas podrían haber formado los primeros compartimentos y ribozimas cerrados, tRNAs con aminoácidos seleccionados, y ARN que se convirtieron en mRN. ¿Es esto un pre-células o pre-virus (Figura 1)? Patel et al. (2015) demostró que los bloques de construcción de la vida, ribonucleótidos, lípidos y aminoácidos, se pueden formar a partir de C, H, O, P, N, S en una síntesis de "una olla". Este estudio se puede considerar como un estudio de seguimiento de la síntesis clásica Urey-Miller in vitro de biomoléculas (Miller, 1953; Miller y Urey, 1959). La transición del ARN al mundo ADN fue promovida por la formación de la transcriptasa inversa. La enzima fue descrita por primera vez en retrovirus pero es casi ubicua y se encuentra en numerosas especies celulares, muchas de las cuales con funciones desconocidas (Simon y Zimmerly, 2008; Lescot et al., 2016). Es un vínculo importante entre el ARN y los mundos del ADN. El nombre de transcriptasa inversa es histórico e irritante porque es la transcriptasa "real" durante la transición del ARN al mundo del ADN. Del mismo modo, la ribonucleasa H (RNase H) es una enzima esencial de retrovirus (Mölling et al., 1971). La RNASA H resultó ser una de las cinco proteínas más frecuentes y antiguas (Ma et al., 2008 ) que pertenece a una superfamilia de más de sesenta representantes únicos diferentes y 152 familias con numerosas funciones (Majorek et al., 2014). Algunos de los muchos tRNAs pueden llegar a ser cargados con aminoácidos. Hay virus que contienen estructuras similares a tRNA (TLS), que se asemejan a estos primeros ARNs (Dreher, 2009). Los virus TLS incluyen virus de plantas, como el virus del mosaico amarillo de Turnip, en el virus del grupo de maní, el virus del mosaico de tabaco (TMV), y el virus del mosaico de Brome. Sólo la mitad del ARNt se encuentra en los Narnavirus de hongos. Los aminoácidos conocidos por ser componentes de virus similares al ARNt son valina, histidina y tirosina. Las estructuras también fueron designadas como "mimícritas", mejorando la traducción (Dreher, 2009 (Dreher,, 2010 ). Parecen elementos precursores "congelados" para la síntesis de proteínas. Esta combinación de un tRNA parcial vinculado a un aminoácido puede interpretarse como un paso evolutivo hacia la síntesis de proteínas, atrapado en un elemento viral. Los viroides carecen de capas proteicas y por lo tanto inicialmente no fueron designados como virus sino como virus cuando fueron descubiertos en 1971 por Theodor Diener. Él describió a los viroides como "fósiles vivos" (Diener, 2016) (Figura 2). De las patatas infectadas, Diener aisló el tubérculo del huso de la patata (PSTVd) cuyo genoma era aproximadamente 100 veces más pequeño que los de los virus conocidos en ese momento. Los viroides conocidos hoy en día van desde 246 hasta 467 nucleótidos. Contienen ARN circular de una sola cadena, son libres de proteínas y autorreplicantes sin información genética, pero sólo estructurales FIGURA 2  Los viroides son estructuras de horquilla y se muestran esquemáticamente y como micrografía electrónica. Viroides son, como ribozimas, sin información genética y juegan papeles biológicos importantes hoy en día en enfermedades de las plantas, en flores de claveles, en cáncer de hígado, como catalizador de la síntesis de proteínas en ribosomas y como ARNs regulatorios circulares, como "esponjas" para otros ARNs regulatorios. información en forma de horquillas de pelo (Riesner et al., 1979). Pueden generar copias de sí mismos en el entorno apropiado. Fueron designados como las "fronteras de la vida" (Flores et al., 2014). El conocimiento de la composición del virus se basó en TMV y su cristalización por Wendell Stanley en 1935 (Pennazio y Roggero, 2000). El genoma de TMV es ARN singlestranded codificante de proteínas de alrededor de 6.400 nucleótidos que está encerrado por una capa prote Los viroides, por el contrario, no codifican proteínas y carecen de capas, pero están estrechamente relacionados con los virus. Los viroides pueden perder su autonomía y dependen de las polimerasas del ARN huésped para replicarse, son capaces de infectar las plantas y muchos son patógenos económicamente importantes. Hay dos familias, el núcleo-replicante Pospiviroidae como PSTVd y el cloroplasto-replicante Avsunviroidae como el Viroide Sundblotch Aguado (ASBVd). Su replicación requiere enzimas del huésped. Por lo tanto, la autonomía es reemplazada por la dependencia de las enzimas del huésped y un estilo de vida intracelular. La mayoría de los viroides son a menudo ribozimáticamente activos -sin embargo son ejemplos de que este rasgo puede perderse como resultado de las condiciones ambientales cambiantes. Sólo las variantes nucleares, las Pospiviroidae, pueden perder su actividad ribozimática y utilizar la enzima RNASA III celular para su replicación. En contraste, las Avsunviroidae siguen siendo ribozimas de cabeza de martillo activas. Así, dentro del núcleo de una célula huésped, la función RNA enzimática puede volverse innecesaria. No genes, sino una función, la actividad catalítica, se pierde. Viroides aparentemente no ganar genes, pero cooperó para un estilo de vida más complejo. Por ejemplo, Carnation pequeño ARN tipo viroides (ARN CarSV) coopera con un retrovirus y está acompañado por un ADN homólogo generado por una transcriptasa inversa. Esta enzima presumiblemente se origina de un pararetrovirus de las plantas. Pararetrovirus empaqueta partículas del virus en una etapa diferente durante la replicación que retrovirus, el ADN, no el ARN Esta combinación única entre dos elementos virales sólo se ha detectado hasta ahora con CarSV en flores de claveles (Flores et al., 2005) (Flores et al.,, 2014. ¿Por qué tal cooperación evolucionó -tal vez por los jardineros reproductores? El ARN es sensible a la degradación; por lo tanto, el aumento genético y el crecimiento del genoma puede no ser favorable energéticamente -al menos no en las plantas. Ganancia de la función es, en este caso, la cooperación. El ARN circular (ARN circular) está relacionado con ribozimas/viroides como un regulador principal de otros ARN regulatorios, un ARN "esponja" que absorbe pequeños ARNes. Micro ARNs (miRNs) son reguladores post-transcripcionales que se ven afectados por la presencia de ARN circulares. se detectaron ARNs en cerebros humanos y Pueden unir 70 miRNA conservadas en una célula y su cantidad es de hasta 25.000 moléculas (Hansen et al., 2013). Su estructura recuerda a ribozimas catalíticamente activas. Hay un viroides excepcionales que obtuvieron información codificante y entraron en el hígado humano (Taylor, 2009). El viroides se conoce como virus delta de la hepatitis (HDV). Tiene el genoma más pequeño de cualquier virus animal conocido de cerca de 1.680 nucleótidos. Tiene propiedades típicas de los viroides, ya que contiene ARN circular, forma saltos de horquilla similares y réplicas en el núcleo utilizando enzimas huésped. Dos polimerasas tienen que redirigir su especificidad del ADN al ARN para generar el genoma y el antígeno del HDV. Ambos tienen actividad ribozima. En contraste con otras ribozimas, el HDV codifica una proteína, el antígeno delta de la hepatitis (HDVAg) que se presenta en dos formas, el pequeño HDVAg (24 kDa) que soporta la replicación y el gran HDVAg (27 kDa) que ayuda al ensamblaje del virión. El gen fue presuntamente recogido de la célula huésped por la recombinación del ARNm del HDV intermedio con un ARNm del huésped. La transmisión depende de un virus ayudante, el virus de la Hepatitis B (VHB), que entrega la capa (Taylor, 2009 ) ¿El empaquetado por un virus ayudante protege el genoma y por lo tanto permite que exista un viroides más grande? En las plantas, los viroides pueden no ser capaces de hacerse más grandes posiblemente debido a su sensibilidad a la degradación - pero tampoco pueden ser mucho más pequeños. Sólo se conoce un único viroides que está compuesto completamente de ARN codificante de proteínas con trillizos (AbouHaidar et al., 2014). Los viroides y los ARN replicantes relacionados son unidades replicantes propensas a errores y la frecuencia de error les impone un cierto tamaño mínimo, ya que de otro modo se extinguirían. Este mecanismo ha sido descrito como "catástrofe de error", lo que impide la supervivencia (Eigen, 1971 (Eigen,, 2013 ). Los viroides y ARN relacionados son los más pequeños réplicas conocidas. Los más pequeños se extinguirían en ausencia de sistemas de reparación. En resumen, el ARN puede catalizar muchas reacciones. Las enzimas proteicas que pueden haber evolucionado más tarde tienen mayores actividades catalíticas. Los ribozimas son portadores de información, pero no requieren genes de codificación. La información se almacena en su secuencia y estructura. Así, la replicación de un ARN inicial es seguida por el flujo de información, del ADN al ARN a la proteína, como se describe el Dogma Central (Crick, 1968). Incluso un flujo de información de la proteína al ADN ha sido descrito para algunas proteínas arqueales (Béguin et al., 2015). El mundo de proteínas de ADN contiene numerosos NCRNAs con funciones clave. ncRNA puede servir como un compuesto modelo para el origen de la vida en otros planetas. Por lo tanto, no la composición química de esta molécula es de importancia primordial, pero su simplicidad y multifuncionalidad. Además, el ARN es software y hardware en una sola molécula, que lo hace único en nuestro mundo. Hay otros escenarios además del aquí discutido "virus-first, " tales como "proteína-first", "metabolismo-fist" o el "mundo lípido" (Segré et al., 2001; Andras and Andras, 2005; Vasas et al., 2010; Moelling, 2012). Algunos de estos conceptos alternativos se construyeron sobre la filogenómica, la reconstrucción del árbol de la vida por secuenciación del genoma (Delsuc et al., 2005). Sorprendentemente, fue Sir Francis Crick, uno de los descubridores de la doble hélice del ADN, que declaró que no se sorprendería de un mundo completamente construido de ARN. Una predicción similar fue hecha por Walter Gilbert (Crick, 1968; Gilbert, 1986). ¡Qué visión! Nuestro mundo fue casi 50 años más tarde definido como "proteína ARN" mundo (Altman, 2013). Se puede especular que nuestro mundo fue construido de ribozimas o viroides, lo que significa "virus primero". Los ncRNAs aparecen como reliquias del mundo ARN pasado, antes de que el ADN, el código genético y las proteínas evolucionaran. Sin embargo, el ncRNA es esencial en nuestro mundo de ADN biológico hoy en día. Es posible producir tal ncRNA hoy en el tubo de prueba por pérdida de información génica de ARN codificante de proteínas. Esta reducción al ncRNA se demostró in vitro con ARN fago. El ARN genómico Qβ, 4.217 nucleótidos de longitud, fue incubado en presencia de replicasa Qβ, nucleótidos y sales libres, un medio rico en el tubo de prueba. El ARN se permitió replicar por medio de la réplica Qβ. La transferencia serial de alícuotas a medio fresco llevó a tasas de replicación cada vez más rápidas y a la reducción del tamaño genómico, hasta 218 nucleótidos de ncRNA en 74 generaciones. Este estudio demostró que, dependiendo de las condiciones ambientales, se puede producir una reducción génica extrema. Este experimento realizado en 1965 fue designado como "Monstruo de Spiegelman". El ARN de codificación se convirtió en replicación de ncRNA (Spiegelman et al., 1965; Kacian et al., 1972)! Manfred Eigen amplió este experimento y demostró además que una mezcla que no contiene ARN para empezar con pero sólo ribonucleótidos y la réplica Qβ puede bajo las condiciones correctas en un tubo de prueba generar espontáneamente ncRNA auto-replicante. Esto evolucionó en una forma similar al Monstruo de Spiegelman Además, un cambio en la concentración enzimática y la adición de ARN cortos o un intercalador de ARN influyeron en la población de ARN emergente (Sumper y Luce, 1975; Eigen, 2013). Así, la complejidad de los genomas depende del medio ambiente: las malas condiciones conducen a una mayor complejidad y a entornos ricos a una menor complejidad. El proceso demostrado en este experimento con componentes virales indica que la reversión a la simplicidad, la reducción de tamaño, la pérdida de información genética y la velocidad de replicación pueden ser las principales fuerzas de la vida, aunque esto parezca ser como una reversión de la evolución. El experimento puede tal vez ser generalizado desde el tubo de ensayo a un principio, que los sobrevivientes más exitosos en nuestro planeta son los virus y microorganismos, que se convirtieron en las entidades más abundantes. Tal vez la vida pueda comenzar de nuevo. Estos estudios plantean la cuestión de cómo las moléculas de ARN pueden llegar a ser Esto puede ser superado por el flujo de calor a través de un poro abierto en rocas sumergidas, que concentra la replicación de oligonucleótidos de un flujo de alimentación constante y la selección de hebras más largas. Esto se ha descrito para un aumento de 100 a 1.000 nucleótidos in vitro. Moléculas de ARN menores de 75 nucleótidos morirán (Kreysing et al., 2015). ¿Podría un medio ambiente pobre conducir a un aumento de complejidad? Esto podría ser probado. Ribozimas se demostró que crecen en tamaño por absorción de genes, como se demostró para HDV (Taylor, 2009 ). Un ejemplo inesperado interesante reciente que apoya la noción de que las condiciones ambientales influyen en la complejidad genética, es el microbioma intestinal humano. Su complejidad aumenta con diversos alimentos, mientras que alimentos ricos uniformes reducen su diversidad y pueden conducir a enfermedades como la obesidad. Unas pocas docenas de especies bacterianas y virales/fagos se conservan entre individuos (secuencias básicas) como una composición estable (Broecker et al., 2016c. La disbiosis se ha observado en varias enfermedades crónicas y en la obesidad, una pérdida de riqueza y diversidad bacterianas. La nutrición en condiciones afluentes con alimentos ricos en azúcar contribuye a la obesidad, lo que resulta en una reducción significativa de la complejidad del microbioma. Esta reducción es difícil de revertir (Cotillard et al., 2013; Le Chatelier et al., 2013). El microbioma intestinal en pacientes humanos con obesidad recuerda a la reducción genética descrita en el experimento del Monstruo de Spiegelman: reducción de genes en un entorno rico. La reducción de la complejidad del microbioma se atribuye en parte a la acción de los fagos, que bajo tales condiciones, definidas como estrés, lisian las El trasplante de microbiota fecal puede ser reemplazado incluso por fracciones solubles que contienen fagos o metabolitos del donante sin bacterias (Ott et al., 2017). Analógicamente, los microbiomas más complejos se encuentran en las tribus humanas indígenas de África, que viven en una amplia variedad de nutrientes diferentes. Es un proceso lento, sin embargo, para aumentar la complejidad de la microbiota intestinal por nutrición diversa. La microbiota asociada a la obesidad que sobrevive son más aptas y difíciles de contrarrestar. Urbanización y occidentalización de la dieta se asocia con una pérdida de biodiversidad microbiana, pérdida de organismos microbianos y genes (Segata, 2015). Para entender el mecanismo y la fuerza motriz para la reducción del genoma, las tasas de eliminación se probaron mediante la inserción de un gen indicador en el genoma de Salmonella entérica. La pérdida del gen indicador fue monitoreada por el paso en serie Las deleciones resultaron en genomas más pequeños con reducción o ausencia de genes de reparación de ADN (Koskiniemi et al., 2012). La pérdida de genes confirió una mayor aptitud a las bacterias bajo estas condiciones experimentales. Los mimivirus recientemente descubiertos y otros virus gigantes son dignos de considerar para entender la evolución de la vida con respecto a la contribución de los virus. Sus anfitriones son, por ejemplo, Acanthamoeba, Clorella, y Coccolithus algas (Emiliania huxleyi), pero también corales o esponjas como se discutió más recientemente. Los mimivirus fueron descubiertos por primera vez en torres de agua de refrigeración en Bradford, Reino Unido en 2003 con cerca de 1.000 genes, la mayoría de los cuales no relacionados con genes conocidos anteriormente. Los mimivirus han recibido atención porque contienen elementos que se consideraban distintivos de células vivas, no de virus, Los mimivirus albergan estos bloques de construcción como conjuntos incompletos que no son suficientes para la síntesis de proteínas independientes como las bacterias o las arcaeas pueden realizar, evitando que lleven una vida autónoma (La Scola et al., 2003 Scola et al.,, 2008. Son más grandes que algunas bacterias. Los virus gigantes pueden ser vistos como en un camino evolutivo hacia un organismo celular. Alternativamente, pueden haber evolucionado de un organismo celular por pérdida de información genética (Nasir y Caetano-Anolles, 2015). Los virus gigantes han tomado con frecuencia genes de sus anfitriones por transferencia horizontal de genes (HGT) (La Scola et al., 2008; Nasir y Caetano-Anolles, 2015; Colson et al., 2018). Un gráfico sobre los tamaños del genoma muestra que los mimivirus y las bacterias se superponen en tamaño, lo que indica una transición continua entre virus y bacterias y entre mundos vivos y no vivos (basado en Holmes, 2011) (Figura 3). Otros virus gigantes, como los megavirus, fueron descubiertos en el océano de Chile con 1.120 genes. Más recientemente, el Klosneuvirus fue identificado en las aguas residuales del monasterio Klosterneuburg en Austria en 2017 con 1.57 millones de pares de bases (Mitch, 2017). Pithovirus sibericum es el más grande entre los virus gigantes descubiertos hasta la fecha con un diámetro de 1,5 micras, un genoma de 470.000 pb con 467 genes putativos, 1,6 micras de longitud, y es presumiblemente de 30.000 años ya que fue recuperado de permafrost en Siberia (Legendre et al., 2014 Los virus Pandora más pequeños con 1 micron de longitud tienen genomas cinco veces más grandes, 2.500.000 pb (Philippe et al., 2013) (Figura 3). Los virus gigantes incluso pueden ser hospedadores de virus más pequeños, los virófagos, que recuerdan a los bacteriófagos, los virus de las bacterias. Estos virófagos como Sputnik son sólo 50 nm de tamaño con 18.343 pb de ADN circular y 21 genes de codificación proteica predichos. Se replican en fábricas virales y consumen los recursos del mimivirus, destruyéndolo así. Algunos, los virófagos incluso pueden integrarse en el genoma del huésped celular y se pueden reactivar cuando el huésped está infectado por virus gigantes. Así, virus gigantes sugieren que los virus están cerca de entidades vivas o pueden haber estado vivos (La Scola et al., 2008; En biología es común distinguir entre materia viva y muerta por la capacidad de sintetizar proteínas y replicar autónomamente. Los virus gigantes pueden ser considerados como un eslabón faltante entre los dos, porque albergan "casi" el aparato de síntesis de proteínas. La transición de vivir al mundo no vivo es continua, no separada por una línea fronteriza aguda (Figura 3). Los virus no son considerados vivos por la mayoría de la comunidad científica y como se escribe en los libros de texto, porque no pueden replicarse autónomamente. Sin embargo, algunos de los virus gigantes están equipados con casi todos los componentes de la maquinaria de síntesis de proteínas cerca de bacterias que sugieren que pertenecen a la materia viva (Schulz et al., 2017). Las ribozimas pueden haber sido la entidad replicante más temprana. Tal vez también otros virus fueron inicialmente más independientes de la Tierra primitiva que hoy en día. Como se describe en la Figura 1 puede haber sido inicialmente Sólo más tarde los virus pueden haber renunciado a su replicación autónoma y convertirse en parásitos, como se ha descrito para algunas bacterias (véase más adelante). Se han hecho esfuerzos para identificar la célula viva más pequeña que todavía se replica de forma autónoma. Entre las bacterias que presumiblemente se encuentran Pelagibacter ubique del clado SAR11 de bacterias (Giovannoni, 2017), que se descubrió en 1990. Es un alfa-proteobacterio con 1.389 genes presentes ubicuamente en todos los océanos. Puede alcanzar hasta 10 28 células vivas libres en total y representa aproximadamente el 25% de las células de plancton microbiano. Muy poco de su ADN es no codificante. Alberga fagos de tipo podofago, designados como "pelagiphage" (Zhao et al., 2013). Este pequeño bacteria fue designado como el organismo más común en el planeta. ¿ Esta bacteria autónoma es más pequeña que algunos virus gigantes parasitarios. Craig Venter, que primero logró secuenciar el genoma humano, trató de minimizar el genoma más pequeño putativo de una especie viva, de Mycoplasma mycoides, una bacteria parasitaria que vive en rumiantes (Gibson et al., 2008 (Gibson et al.,, 2010. Su grupo sintetizó un genoma de 531.000 bp con 473 genes, 149 de ellos (32%) con funciones desconocidas (Hutchison et al., 2016). Entre los organismos parasitarios vivos más pequeños está Nanoarchaeum equitans. Es un arqueón termofílico que vive a 80 • C y a pH 6 con 2% de sal (Huber et al., 2003). Su genoma tiene un tamaño de 490.000 bp y codifica 540 genes. N. equitans es un simbionte obligatorio de un arqueón más grande, Ignicoccus montando en él como en un caballo, de ahí el nombre (Huber et al., 2003). El mundo de los virus cubre una gama de tres troncos en tamaño de sus genomas: desde genes cero a cerca de 2.500 genes que ascienden a cerca de 2.500.000 bp de ADN. Los viroides de origen cero tienen unas 300 bases de longitud (Figura 3). La virosfera es el reservorio más exitoso de entidades biológicas en nuestro planeta en términos de número de partículas, velocidad de replicación, tasas de crecimiento y espacio secuencial. Hay alrededor de 10 33 virus en nuestro planeta y están presentes en cada especie existente (Suttle, 2005). No hay especies vivas sin virus! Los virus también ocurren libremente en los océanos, en el suelo, en nubes hasta la estratosfera y más Poblan el intestino humano, el canal de nacimiento y el exterior del cuerpo como capa protectora contra las poblaciones microbianas. Los microbios contienen fagos que se activan durante condiciones de estrés tales como la falta de nutrientes, el cambio de temperatura, la falta de espacio y otros cambios de las condiciones ambientales. Uno de los papeles más agitadores de la tierra de este siglo fue la publicación de la secuencia del genoma humano (Lander et al., 2001). Alrededor de la mitad, posiblemente incluso dos tercios de la secuencia se componen de retrovirus endógenos más o menos completos (ERVs) y retroelementos relacionados (REs) (de Koning et al., 2011). Las RE amplifican a través de mecanismos de copia y pasta que implican un paso de transcriptasa inversa de un ARN intermedio en ADN. Además, los elementos transponibles del ADN (TEs) se mueven por un mecanismo de corte y El origen de las REs está siendo discutido como restos de infecciones germinales retrovirales antiguas que se fijaron evolutivamente en el genoma. Alrededor de 450.000 elementos ERV humanos (HERV) constituyen alrededor del 8% del genoma humano consistente en elementos retrovirales distintivos como la mordaza, pol, genes env y repeticiones terminales largas flanqueantes (LTR) que actúan como promotores (Lander et al., 2001). Howard Temin, uno de los descubridores de la transcriptasa inversa, en 1985 ya describió elementos similares a retrovirus endógenos, que estimó en cerca del 10% de la secuencia del genoma humano y del ratón (Temin, 1985). El número real es alrededor del 45% como se estima hoy (Lander et al., 2001). En algunos genes como el gen Protein Kinase Inhibitor B (PKIB) determinamos alrededor del 70% de secuencias ¿Hay un límite? ¿Podría haber sido 100%? Se estima que los retrovirus han entrado en el linaje del genoma mamífero hace 550 millones de años (MYA) (Hayward, 2017). Las secuencias ERV más antiguas pueden existir pero hoy son irreconocibles debido a la acumulación de mutaciones. Los ERV sufren mutaciones, deleciones o eventos de recombinación homóloga con grandes deleciones y pueden llegar a ser tan cortos como los elementos LTR solos, que son unos pocos cientos de pb en longitud - los sobrantes de genomas retrovirales de larga duración de alrededor de 10.000 pb. Los promotores LTR pueden desregular genes vecinos. Los eventos de recombinación homóloga pueden ser considerados como eventos de pérdida de genes o reducción de genes. Es la suposición de que los ERV, que ya no eran necesarios para la defensa celular del huésped, ya no fueron Eugene Koonin señala que la infección y la integración son eventos únicos que se producen a un ritmo rápido, mientras que la pérdida y la reducción de genes pueden tardar mucho más tiempo (Wolf y Koonin, 2013). Una reducción frecuente de genes de genomas eucariotas es la pérdida de la proteína de envoltura viral codificada por el gen env. Sin un abrigo, los retrovirus ya no pueden dejar la célula e infectar otras células. Pierden la movilidad y se convierten en elementos intracelulares obligatorios. Los virus ayudantes pueden suministrar proteínas de envoltura en trans y movilizar los virus. Las TEs o REs se pueden considerar como ejemplos de reliquias de virus intracelulares sin capa -o podría haber sido al revés, tal vez precursores de retrovirus de larga duración? Estos elementos pueden amplificarse intracelularmente y modificar los genomas del huésped mediante la integración con el peligro potencial de alteración genética y cambios genéticos. Las REs pueden llevar a la duplicación de genes y al desarrollo de pseudogenes, con una copia para la conservación estable de las funciones adquiridas y la otra para las innovaciones (Cotton y Page, 2005). Tales duplicaciones constituyen grandes cantidades de genomas de mamíferos (Zhang, 2003). Los retrovirus tienen una duplicación de moiety RNASa H, una de las cuales sirve como enlace catalíticamente inactivo entre la RT polimerasa y la enzimáticamente activa RNASa H (Xiong y Eickbush, 1990; Malik y Eickbush, 2001; Moelling y Broecker, 2015; Moelling et al., 2017). Esta duplicación de genes se remonta a 500 millones de años (Cotton y Page, 2005). Las duplicaciones de genes son una causa común de cáncer, que a menudo se produce sólo en el genoma de la célula cancerosa en sí, Myc, Myb, ErbB2, Ras y Raf son oncogenes amplificados en diversos tipos de cánceres humanos (Vogelstein y Kinzler, 2002). La capacidad de los retrovirus para integrarse los hace distintos de los endosimbiontes que permanecen separados. Sin embargo, el resultado neto es muy similar, la adquisición de nueva información genética, que se transmite a la siguiente generación, si la línea germinal está infectada y se produjo la endogenización del virus. La integración viral no se limita a las células eucariotas, sino también un mecanismo en procariotes para el mantenimiento del estado lisogénico de los fagos dentro de las bacterias. Además, para otros virus eucariotas como el VHB, el antígeno de superficie envolvente BHsAg se puede eliminar, lo que conduce a un estilo de vida intracelular obligatorio para el virus, que especialmente en presencia de VHC promueve el cáncer (Yang et al., 2016). Se ha demostrado que el VIH pierde rápidamente uno de sus genes auxiliares, nef, originalmente por factor negativo. El gen se perdió dentro de un número bastante bajo de pasajes del virus crecido bajo condiciones de cultivo tisular por selección de células productoras de títulos de alto virus. La eliminación de nef resultó en un aumento significativo del título del virus en cultivo -de ahí el nombre. El producto del gen nef no era de necesidad dentro de las células de cultivo tisular, sino que era inhibitorio para la replicación. Sin embargo, es esencial para la patogenicidad en animales, y posteriormente nef fue reinterpretado como " Además, los hospederos humanos del VIH pueden perder una porción terminal significativa de un receptor de siete transmembranas en linfocitos, la célula diana primaria para la entrada del VIH y para la captación del virus. Esta molécula, el receptor de citocinas CCR5 es truncado por 32 aminoácidos carboxiterminales (CCR5-32), desactivando funcionalmente el receptor. La frecuencia de alelos del mutante CCR5-32 mutante es de alrededor del 10% en la población europea, haciendo que estas personas resistentes a las infecciones por VIH (Solloch et al., 2017). Esta pérdida genética en europeos ha demostrado hacer que los individuos resistentes no sólo contra la infección por VIH sino también contra la malaria. Esto puede haber sido la presión selectiva en el pasado antes de que el VIH/SIDA surgiera. No se ha descrito ningún efecto secundario para los seres humanos que carecen de este gen (Galva Los virus han demostrado ser motores de la evolución (Villarreal y Witzany, 2010), incluyendo el genoma humano, que por lo menos un 45% está compuesto de secuencias relacionadas con retrovirus. Además, los retrovirus endogenizados suministraron los genes de sincitina que son esenciales para el desarrollo de la placenta mamífera, y permitieron el crecimiento de embriones sin su rechazo por el sistema inmune materno (Dupressoir et al., 2012). Así, la misma propiedad que causa inmunodeficiencia en pacientes infectados por VIH y conduce al SIDA causa la formación de sincitia, fusión celular después de la infección por un retrovirus. También se ha propuesto que los virus estén en el origen de la evolución de la inmunidad adaptativa (Villarreal, 2009 ). Así, los genomas conformados por virus mediante el suministro de genes y mecanismos esenciales. La endogenización de retrovirus se ha producido en los genomas Si los ERVs integrados no ofrecían ninguna ventaja selectiva, se deterioraban y acumulaban mutaciones con pérdida de función, lo que se demostró directamente mediante la reconstrucción de un retrovirus infeccioso a partir de la secuencia de consenso de 9 secuencias de virus endógenos defectuosos, designados como Phoenix. El virus se expresaba a partir de un clon sintético de ADN construido en cultivo celular y partículas de virus formados identificadas por análisis microscópicos de alta resolución (Dewannieux y Heidmann, 2013). Los koalas en Australia están siendo endogenizados de un retrovirus (koala retrovirus, KoRV) en "tiempo real" y demuestran posibles consecuencias para la inmunidad. A principios de 1900, algunos individuos fueron trasladados a islas, incluida la isla Kangarooo, cerca del continente australiano para fines de repoblación, ya que los koalas estaban amenazados de extinción. Sin embargo, los koalas aislados en la isla de Kangaroo son KoRV negativos, lo que permite datar la introducción de KoRV en la población de koalas hace unos cien años. Muchos de los koalas infectados cayeron enfermos y murieron, sin embargo algunas poblaciones se volvieron resistentes dentro de unos 100 años, correspondientes a unas 10 generaciones. Los koalas probablemente desarrollaron resistencia debido a los provirus de ADN integrados. El retrovirus se transmite como exógeno así como virus endógeno, similar al retrovirus de ovejas Jaagsiekte (JSRV), por lo que los virus endogenizados protegen con un producto génico viral, como Env, contra infecciones de novo por "exclusión de la superinfección" (Tarlinton, 2012). La contribución de los retrovirus a la defensa antiviral es sorprendente, ya que todos los genes retrovirales tienen genes análogos en el mecanismo de defensa de las células eucarióticas siRNA/RNAi (Moelling et al., 2006). Los retrovirus pueden proteger contra la infección por otros virus relacionados, por ejemplo, al expresar proteínas Env que bloquean los receptores de la superficie celular (Villarreal, 2011). Un mecanismo comparable protege a las células bacterianas contra los fagos de ADN, mediante fragmentos de ADN de fagos integrados que se transcriben en ARNm e hibridan a los nuevos fagos de ADN entrantes y por lo tanto conducen a su destrucción por nucleasasases híbridos específicos, inmunidad CRISPR/Cas (Charpentier y Doudna, 2013). A menudo no se da cuenta de que la adquisición de inmunidad en bacterias y células La integración de retrovirus ocurre normalmente en las células somáticas después de la infección como un paso obligatorio durante el ciclo de vida viral. La infección de las células germinales puede conducir a la transmisión a la próxima generación y en última instancia dar lugar a resistencia hereditaria. Los retrovirus endogenizados probablemente causaron resistencia FIGURA 4  Los virus protegen contra los virus: los retrovirus protegen a una célula contra una nueva infección por un virus similar designado como "exclusión de la superinfección" o interferencia viral. Esto es mediado por productos genéticos virales como proteínas o ácidos nucleicos. Del mismo modo, los fagos protegen contra los fagos: la superinfección de bacterias es evitada por el ARN CRISPR/Cas originado por infecciones anteriores. Los mecanismos de defensa contra virus y fagos son análogos. La protección de virus o fagos contra superinfección representa defensa celular y inmunidad adquirida. Los cuatro ejemplos se discuten Del mismo modo, la resistencia al virus de la Inmunodeficiencia Simiana (SIV) en algunas especies de monos puede explicarse por la endogenización (Li et al., 2017) (Li et al., 2018. En el caso de los fagos y sus hospedadores procarióticos, el mecanismo se describe como CRISPR/Cas, que siguen principios análogos de "endogenización" del material genético entrante para su posterior exclusión. Se puede especular que el VIH también puede llegar a ser endogenizado en el genoma humano. Hay alguna evidencia de que el VIH puede infectar las células germinativas humanas y transmitirse al genoma embrionario (Wang et al., 2011). ¿Cuánto tiempo puede tardar esto no se conoce -10 generaciones? La pérdida de la función de los VRV puede ocurrir por mutaciones, supresiones de los env u otros genes y, en última instancia, El número de elementos retrovirus suma alrededor de 450.000, lo que corresponde al 8% del genoma humano (Lander et al., 2001; Cordaux y Batzer, 2009 ). Las regiones promotoras fueron analizadas por su contribución al cáncer activando genes vecinos -como consecuencia de una antigua infección por retrovirus. De hecho, los genes celulares activados por "promoción descendente" fueron identificados en estudios animales con activación del gen mic como uno de muchos ejemplos, llevando a un desarrollo crónico y no agudo del cáncer (Ott et al., 2013). Como mecanismo general para el cáncer humano hoy en día los LTRs no son identificados como un culpable mayor. La mayoría de los ERVs que encontramos hoy se han integrado durante la evolución en intrones u otras regiones donde su presencia es relativamente inofensiva. ¿Resultaron los otros en la muerte de los portadores que desaparecieron? Los efectos de los LTRs en los niveles de expresión de los genes huéspedes vecinos fueron estudiados con el virus humano endógeno, HERV-K, como posible causa de cáncer, pero esto no parece ser un fenómeno general (Broecker et al., 2016b). Como se demostró para los koalas, los ERVs pueden conferir inmunidad a las infecciones virales (Feschotte et al., 2012). Se demostró que un ERV relacionado, HERV-H, produce un ARN que mantiene las células embrionarias tempranas pluripotentes e incluso revierte las células adultas para recuperar la pluripotencia (Grow et al., 2015). Así, el papel de los ERVs puede ser más complejo de lo que conocemos actualmente. Elementos transponibles y REs que perdieron la capacidad de transmisión celular mediante la eliminación de la proteína del abrigo contribuyen principalmente a la complejidad genética de Están "bloqueados" dentro de las células y son los principales impulsores del aumento de la complejidad genética (Cordaux y Batzer, 2009 ). Se podría especular que estos elementos intracelulares son retrovirus replicantesincompetentes que carecen de abrigos (Lander et al., 2001). Los murciélagos transmiten virus como el Ébola y el coronavirus SARS sin sufrir de enfermedad (Beltz, 2018). Incluso virus ARN como Bornavirus han demostrado integrarse por transcripción inversa ilegítima, posiblemente también proporcionando inmunidad contra la superinfección (Katzourakis y Gifford, 2010). Hay dos eventos prominentes que contribuyeron significativamente al éxito de la vida y la formación de células. Ambos están asociados con la reducción de genes. Este fenómeno puede jugar un papel para la evolución de los virus de estilos de vida autónomos a parásitos. En la década de 1960 Lynn Margulis propuso un origen extracelular para las mitocondrias (Margulis, 1970,, 1993 ). Una célula ancestral, tal vez un arqueón, fue infectada por una bacteria anaerobia, que dio lugar a las mitocondrias. Del mismo modo, cianobacterias formaron los cloroplastos en las células vegetales modernas. Mitocondrias surgió hace alrededor de 1.450 millones de años (BYA) (Embley y Martin, 2006). Mitocondrias y cloroplastos son los ejemplos más llamativos para un cambio en el estilo de vida de bacterias autónomas a endosimbiontes. Esta transición a menudo se considera como extremadamente rara y un sello distintivo de la evolución de la vida en nuestro planeta. Sin embargo, hay muchos otros parásitos intracelulares obligados como Rickettsia, Chlamydia trachomatis, Coxiella burnetii (el agente causal de la fiebre Q), Mycobacterium leprae, M. tuberculosis, y M. mycoides (Beare et al., 2006). El cambio de estilo de vida de los endosimbiontes en los dos casos de mitocondrias y cloroplastos es sorprendente. Ambos redujeron drásticamente su composición genética. Mitocondria contiene menos de 37 genes, que dejaron de ser los originales alrededor de 3.000 genes. Es endogenización de retrovirus, los ERV, que se integran en células germinales, relacionadas con la endosimbiosis? Son estos modelos endosimbionts para la transición de un estilo de vida autónomo a una vida parasitaria que puede haber tenido lugar con virus? Un ejemplo típico más reciente para una evolución reductiva son Rickettsia. Estas bacterias se supone por algún tiempo que son virus debido a su existencia parasitaria intracelular obligatoria. Rickettsia han evolucionado de bacterias que replican autónomamente. Evolución reductiva de endosimbiontes puede producir bacterias con genomas diminutos a expensas de la vida extracelular autónoma. Sus genomas son 1,11 millones de pbp en longitud con cerca de 834 genes codificantes de proteínas, y pérdida de 24% por la evolución reductiva (Ogata et al., 2001). Rickettsia puede tener alguna relación con cianobacterias, que se consideran como los principales simbiontes. ¿Se puede especular que los virus pueden haber sido entidades autónomas inicialmente? Viroides pueden haber sufrido la transición de la autonomía a parásitos, tal como se muestra para mitocondria, cloroplastos o Rickettsia? ¿Hasta qué punto los virus han sido autónomos e independientes de los metabolismos celulares originalmente -y contribuyeron al origen de las células? ¿Podrían haber perdido su autonomía más tarde y convertirse en parásitos? Los virus son minimalistas en su composición y deben haber sufrido reducciones genéticas estrictas (Flint, 2015). ¿Cuán pequeños pueden llegar a ser sus genomas? La mayoría de los virus ARN codificados todavía contienen elementos reguladores, ncRNA en las 3 y 5 regiones terminales para la entrada ribosomal, síntesis proteica, regulación transcripcional, y otros. Un subgrupo de retrovirus es un ejemplo interesante en cuanto a la pérdida simultánea y la ganancia de información genética. Los retrovirus oncogénicos o tumoresvirus pueden recombinarse con genes celulares que bajo los promotores de retrovirus pueden convertirse en oncogenes y conductores de cáncer. Alrededor de cien oncogenes han sido seleccionados en los laboratorios y estudiados durante La selección de las ventajas de crecimiento de las células huésped llevó al descubrimiento de los oncogenes que promueven el crecimiento más rápido que conocemos hoy en día, como Ras, Raf, ErbB o Myc, que son en parte objetivos exitosos para los medicamentos anticancerosos (Moelling et al., 1984). Estos oncogenes fueron en la mayoría de los casos tomados por los retrovirus a expensas de los genes estructurales (gag), replicando (pol) o envolvente (env), y a menudo se expresan como proteínas de fusión con Gag. Así, los retrovirus oncogénicos son virus defectuosos intracelulares obligatorios y fueron seleccionados para en el laboratorio por los investigadores para los oncogenes con la capacidad de crecimiento más potente promover. Necesitan el suministro de genes replicatorios en trans de virus ayudantes co-infectantes para infectar otras células (Flint, 2015) Algunas cepas del virus del sarcoma de Rous mantienen la replicación competente al transportar el src derivado de la célula (para el sarcoma) oncogén que codifica una proteína de 536 aminoácidos que aparentemente pueden encajar en la partícula retroviral junto con el genoma viral de tamaño completo (Broecker et al., 2016a). Razones espaciales pueden haber influido en la formación de retrovirus oncogénicos y limitado su tamaño y, por lo tanto, llevado a sus fenotipos defectuosos. Hay indicios de que la actividad incontrolada de (retro)transposones en las células germinativas puede resultar en enfermedades como la infertilidad masculina -presumiblemente por "catástrofe grave", causada por demasiados eventos de transposición. En los mamíferos, los piRNAs doman la actividad transpoon por medio de la actividad de la RNASa H de las proteínas PIWI durante la espermatogénesis (Girard et al., 2006). Sólo una minoría de virus son patógenos; la mayoría de ellos no causan enfermedades. Por el contrario, son más importantes como impulsores de la evolución, como transmisores de material genético, como agentes innovadores. En particular, los virus ARN son los más innovadores. Algunos de ellos son patógenos y peligrosos, como el VIH o el virus influenza, o los viroides en las plantas. Los virus ARN son capaces de cambiar tan rápidamente que el sistema inmunitario del huésped es incapaz de contrarrestar la infección. La patogenicidad surge cuando las condiciones ambientales cambian, por ejemplo, cuando un virus entra en un nuevo organismo o especie. El aumento de la complejidad celular por virus es una característica importante de la evolución. Tales cambios evolutivos importantes son tomados recientemente como argumentos en contra de la teoría evolutiva por Charles Darwin quien consideró cambios graduales, pequeños incrementos por mutaciones como la base principal para la selección y la evolución. Nueva crítica está abordando este pensamiento, considerando cambios más grandes como impulsores evolutivos. Tales cambios surgen por muchos fenómenos complejos tales como endosimbiosis, infección por procariotos, virus y hongos, recombinación de genes, HGT, infecciones, sexo. Cambios dramáticos tales como endosimbiosis o infecciones de patógenos extienden el concepto de Darwin de evolución. Hay numerosos ejemplos para la contribución de virus a la evolución de la vida desde por lo menos hasta 550 MYA (Hayward, 2017). Pero el ruido genético a través de mutaciones aleatorias no nos permite volver al origen de la vida. Por analogía, se puede especular que en algún momento los virus autónomos renunciaron a la independencia para una vida intracelular obligatoria -como se ha descrito para las mitocondrias y los cloroplastos, pero también las bacterias intracelulares como Rickettsia. Esta especulación se basa en el concepto de que la vida temprana debe haber comenzado simple y con alta variabilidad genética y luego se volvió más compleja. Pero la complejidad se puede renunciar a un estilo de vida menos consumidor de energía con genomas pequeños y alta velocidad de replicación (Moelling, 2012 (Moelling,, 2013 ). Por lo tanto, la pregunta puede repetirse: "¿Son los virus nuestros antepasados más antiguos?"Alguna vida fósil puede ser parcialmente reproducida in vitro por los experimentos de seguimiento de Spiegelman y Eigen, explicando el gran potencial de supervivencia del NCRNA simple. Los virus pueden ser patógenos, pero su reconocimiento como causa principal de enfermedades es Esta noción se basa en la historia de los virus en la medicina, como se explica en un libro titulado "Viruses: More Friends Than Foes" (Moelling, 2017). El escenario descrito aquí se centra en los virus como motores de la evolución. El mundo del ARN temprano se interesó hace 20-30 años, como lo demuestran las referencias anteriores. Sorprendentemente, hay científicos que todavía creen en la "hipótesis del pansperm" y piensan que los retrovirus son de origen extraterrestre (Steele et al., 2018). El interés reciente en el origen de la vida surgió de los exoplanetas recién descubiertos cuyo número aumenta diariamente -y que pueden ser tan numerosos como 10 25. Así, las estadísticas puras hacen que algunas personas crean que hay vida extraterrestre. La vida extraterrestre se imita en laboratorios en la Tierra con muchos supuestos -quizás esta El debate que aquí se presenta debe considerarse como un concepto de réplica simple y de entidades en evolución posiblemente derivadas de diferentes bloques de construcción en otros entornos, siendo la estructura más relevante que la secuencia.
question: ¿Necesita la replicación de ARN enzimas polimerasas?
answers.text: La replicación de moléculas de ARN se puede realizar químicamente a partir de ARN sin enzimas de polimerasa.