Sputnik: Virüse Bulaşan En Şaşırtıcı Virüs

Bilim insanları dünyanın en büyük virüslerinden biri olan Minivirüse bulaşan Sputnik virüsünü keşfetti. Dev Minivirüs bakterilere bulaşıyor ve Sputnik de Minivirüse bulaşıyor. Corona ve grip virüsü insanları hasta ettiğine göre virüslerin de hastalanmayı hak ettiğini düşünebilirsiniz. Oysa virüsler kendi başına çoğalamadığı için klasik canlı sınıfına girmediğinden bu çok şaşırtıcı bir durum. Peki Sputnik virüsü gelecekte mutasyon geçirerek insanlara bulaşır mı ve Sputnik virüsünü kullanarak Corona virüsü gibi virüsleri etkisiz hale getirebilir miyiz?

Sputnik virüsü ve avları

Bakterilere bulaşan PhiKZ gibi ölümsüz virüsler var. Neden virüslere bulaşan virüs olmasın? 2008 yılında Fransız biyologlar Paris’teki bir su kulesinin içinde bilinen ilk virofaj olan Sputnik virüsünü buldular. Bunlar amiplere bulaşan ve 2003’te keşfedilen Minivirüs gibi dev virüsleri enfekte ediyordu. Minivirüsler zatürre geçiren bazı hastalarda bulunduğu için onlara bulaşan bir virofajı tespit etmek patolojide (hastalıkbilim) kritik önem taşıyor. Ya gelecekte mutasyon geçirip bize de bulaşırsa?

Minivirüslerin insanlarda zatürreye yol açtığından emin değiliz, ancak virüs genlerinin bazı durumlarda insanlara geçtiğini biliyoruz. Atalarımız yüz binlerce yıl önce bulaşan virüs genleri sayesinde birçok hastalığa bağışıklık kazandılar. Kısacası sizi öldürmeyen virüs sizi aşılıyor. Bilim insanları virüslerin canlıların ve insan kanının evrim geçirmesinde önemli rol aldığını düşünüyor.

Minivirüslere dev virüs dememizin sebebi ise boylarının 800 nanometre, yani metrenin milyarda 800’üne erişmesidir. Biline en küçük virüs olan ve domuzlara bulaşan Porsin sirkovirüsün sadece 17 nm boyunda olduğunu düşünürsek Minivirüs virüsler aleminin devidir. Oysa Minivirüs genetik kodu açısından da dev gibidir ki DNA’sı tam 12 milyon baz çiftinden oluşuyor. Karşılaştırma açısından, insan DNA’sında yaklaşık 3 milyar baz çifti bulunuyor. Pandoravirüsler ise Minivirüsten bile büyük oluyor:

Devler yarışı

Bunlar o kadar büyük ki artık nanometre ile değil metrenin milyonda biri olan mikrometreyle ölçüyoruz: Minivirüs ortalama metrenin on milyonda dördü iken 2013’te keşfedilen ve yine amiplere bulaşan pandoravirüslerin boyu 1 mikrometreye (1000 nm) erişiyor! Kısacası bu iki virüs başka virüslerin bulaşabileceği kadar büyükler. Öyle ki Pandoravirüsün yakın zamana dek amip gibi ökaryot birhücrelilere bulaşan bir bakteri olduklarını sanıyorduk ve virüs olduğunu 15 yıl sonra anladık.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Sputnik ve Minivirüs

Ezcümle dev virüsler başka virüslerin bulaşabileceği kadar büyüktür. Sadece 50 nn olup 18 bin baz çifti içeren Sputnik virüsü de bunların bedenini ele geçiriyor ama içlerinde çoğalmıyor. Başka bir hileye başvuruyor! Sputnik aslında Porsin sirkovirüsten 3 kat büyük ama DNA’sını Minivirüse kolayca bulaştırabiliyor. Yine de bu oldukça garip bir durum; çünkü virüslerin bağımsız bir metabolizması yoktur ve protein fabrikaları da bulunmaz (ribozom). Virüsler canlı değilse Sputnik nasıl bulaşıyor?

Virüsler ile canlılar aleminin üç ana direği olan bakteriler, arkeler ve ökaryotların (insan dahil çok hücreli bütün canlılar ökaryottur) dışında kalıyor. Bağımsız bir metabolizması (bünyesi) yok derken de ribozomlara sahip olmamalarını kastediyoruz. Evet, DNA/RNA ve proteinden oluşuyorlar (virüslerin dış kılıfı proteinden yapılır ve buna kapsit deriz) ama DNA kopyalamak için gereken hücresel kopyalama araçlarına ve protein üretme talimatı veren genetik çeviri araçlarına sahip değiller.

Virüsler ancak ele geçirdikleri, yani bulaştıkları konakların içinde çoğalabilirler (bakteriler, amipler, insanlar vb.). Yeni virüs bedenleri üretmek için hücrelere kendi genetik kodunu bulaştırır ve hücrenin ribozomlarda yeni virüsler üretmesini sağlarlar. Bu nedenle de klasik tanımlamada canlı olarak kabul edemiyorlar ama Sputnik virofajı bu denklemi bozuyor. Açıkçası Sputnik bilinen hiçbir sınıfa girmiyor:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Minivirüs içinde nasıl çoğalıyor?

Şimdi diyeceksiniz ki “Ama hocam, madem virüsler kendi kendine çoğalamıyor ve Minivirüs de bir virüs. Öyleyse Sputnik virüsü Minivirüs içinde nasıl çoğalıyor?” Aslında çoğalmıyor. Bunun yerine Minivirüsün genetik kodunu ele geçiriyor. Minivirüs de amiplere bulaştığı zaman amiplerin Minivirüs yerine Sputnik virüsü üretmesini sağlıyor. Ancak burada dikkat etmek gereken bir detay var:

Sputnik Minivirüsün DNA’sını kendi DNA’sı ile değiştirirse Minivirüs amiplere de bulaşamaz ve işletim sistemi düzgün kurulmamış bir laptop gibi bozulur. Oysa Sputnik sadece Minivirüsün içine giriyor. Ardından onunla amibin içine giriyor ve tam Minivirüs DNA’sını amibe kopyalayacakken “araya giren adam” saldırısı yaparak Minivirüs DNA’sını ekarte edip amibe kendi DNA’sını enjekte ediyor. Kısacası Sputnik bir DNA hırsızıdır. Bazı bilim insanlara göre bu da virüslerin canlı olduğunu gösteriyor:

Ne de olsa Sputnik bir Minivirüs asalağıdır ve virüsler dahil bütün asalaklar canlı organizmaların içinde çoğalırlar. Bu nedenle virüs tanımını esnetebilir, Minivirüs içinde çoğalan Sputnik ve dolayısıyla da Minivirüsü canlılar sınıfına sokabiliriz.

İlgili yazı: Virüsler Canlı mı ve RNA Yaşamın kökeni mi?

 

Virüsler canlı mı?

Belki de virüslerin evrim ağacı içinde dördüncü canlılar alemi olarak kendine yer açmasının zamanı geldi. Nitekim 1970’lerde Carl Woese ve meslektaşları canlı türlerinin ribozomlarının gen sınıflandırmasını yaptılar. Virüslerin ribozomu olmadığı için bu teknik canlıların evrim ağacını çıkarmalarına izin verdi ve genellikle canlı olarak kabul edilmeyen virüslere ait genlerin kafa karıştırmasını önledi (virüslerde ribozom yoksa bütün ribozom genleri virüs olmayan canlılara aittir).

Elbette ki insan DNA’sında virüs genleri var ve elbette ki virüsler de evrim geçiriyor. Biz de virüs genlerini karşılaştırarak hangi virüsün hangi virüsten türediğini biliyoruz. Mesela Covid-19’a yol açan bugünkü Corona virüsü SARS-Cov-2, adından da anlaşılacağı gibi 2003 yılında Hong Kong’dan çıkan ve bütün dünyaya yayılan SARS virüsünden türemiştir.

Oysa Sputnik bize hücre sever fanatikler olarak virüs ırkçısı olduğumuzu gösterdi: Virüslerin ribozomu yoksa ne olmuş diyebilirsiniz. Bizim de protein kılıfı kapsitimiz yok ama virüslerin canlı olduğunu kabul etmekte acele etmeyelim. Bizim kapsit üretecek ribozomlarımız var ama onların yok. Sadece metabolizması olan organizmaları canlı olarak sınıflandırmak mantıklı olur. Ancak, virüslerin de en azından metabolizması olmayan organik mikroorganizmalar sınıfına girdiğini kabul etmeliyiz.

Virüs taktikleri

Evet, virüsler kapsit kılıflarını konakların içinde ribozomları kullanarak üretiyor ama Minivirüs gibi dev virüslerin DNA’sında protein genleri de bulunuyor. Peki Minivirüse bulaşan Sputnik virüsü bize ne üretiyor? Virüsler ile bakteriler arasında yakın bir ilişki olduğunu, belki de ters evrim geçiren bazı bakterilerin zamanla virüse dönüştüğünü gösteriyor. Her durumda Antarktika’dan Paris’e dek 18 farklı virüse bulaşan virüs keşfettik ve araştırmalar sürüyor. Belki de virofajlar sandığımızdan yaygındır.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

 

Sputnik ve benzerleri yaygınsa ne olur?

Evrim uzun yıllar boyunca bakteriler arasındaki yanal gen aktarımıyla sürdü, yani bakterilerin genlerini birbirine aktarmasıyla. Bu süreç hızla mutasyon geçirip değişen çevre şartlarına uyarlanmalarını sağladı. Hatta bir arke mitokondrinin atası olan bir bakteriyi yutup içinde onu yaşatmaya başlayınca bu ortakyaşarlıktan ökaryot hücreler doğdu ve çok hücreli canlılar türedi.

Minivirüse bulaşan Sputnik de virüsler arasında bazı yanal gen aktarımı mekanizmalarının olduğunu gösteriyor. Bu da virüsler ister sonradan türesin ister hayatın başında ortaya çıksın, canlıların evrim sürecine dahil olduklarını ve insan DNA’sına virüs geni bulaştırmak gibi yollarla evrimi etkilediklerini kanıtlıyor.

Sputnik virüsü insana bulaşmıyor, ancak gelecekte virüslere bulaşan virüsleri kullanarak Corona virüslerini de etkisiz hale getirebiliriz. Özellikle de bulaştığı bakterinin içinde kendi DNA’sını korumak için protein kılıfı inşa eden ölümsüz virüs PhiKZ’nin tersine, Sputnik’in minivirüs içine bir bütün halinde girmesi çok yararlı.

Bu yetenek ileride Sputnik’i Corona virüsü ve benzerlerini etkisizleştirmek için akıllı ilaç enjekte etmekte kullanabileceğimizi gösteriyor. Sputnik organik bir nanorobot (nanit) olarak kanseri iyileştirecek ve virüsleri yok edecek ilaç veya gen tedavisini ilgili tümörlerle virüslerin içine taşıyabilir.

Hatta daha ileri giderek DNA’yı virüslerin icat ettiğini söyleyen bilim insanları var:

İlgili yazı: Okyanuslar Hakkında Yanıtını Bilmediğimiz 7 Soru

 

RNA Dünyası 2.0

RNA Dünyası teorisine göre ilk canlıların genetik kodu RNA’dır. RNA’nın DNA’dan daha basit bir molekül ve kimyasal reaksiyon hızlandırıcısı (katalist) olduğunu düşündüğümüzde bu kulağa mantıklı geliyor.

Patrick Forterre ise virüs genlerinin insan genlerine bulaşmasından hareketle hayatın RNA’dan türediğini ama virüslerin DNA’yı icat ederek neredeyse bütün canlılara bulaştırdığını öne sürüyor. Buna göre ilk bakteriler RNA virüslerine karşı güçlü savunma yöntemleri geliştirdiler ve virüsler de bağışıklık kazanmak için DNA’yı icat ettiler. İşte buna RNA Dünyası 2.0 deniyor.

Peki virüsler canlı mı ve RNA gerçekten yaşamın kökeni mi? onu da şimdi okuyabilir ve hayatın RNA ile DNA’dan önce ortaya çıktığını savunan abiyojenez teorisine göz atabilirsiniz. Yaşamın uzaydan gelip gelmediğini panspermi ve kozmik tohumlama yazılarında değerlendirip eğer insanlar kendini yok etmezse insan türünün önümüzdeki 100 yılda nasıl evrim geçireceğine bakabilirsiniz. 23 Nisan Ulusal Egemenlik ve Çocuk Bayramınız kutlu olsun ve içiniz bilim neşesiyle dolsun. 😊

Virüs yiyen virüs dünyası

¹The virophage as a unique parasite of the giantmimivirus
²Evidence of giant viruses of amoebae in the human gut
³The two ages of the RNA world, and the transition to the DNA world: A story of viruses and cells