Viral eukaryogenes är en hypotes om ursprunget till den eukaryota cellkärnan som ett resultat av endosymbios av stora DNA-innehållande virus och metanogena archaea . På basis av viruset bildades en kärna av eukaryot typ, som sedan inkluderade värdens gener i sitt genom och i slutändan tog kontroll över cellen. Hypotesen föreslogs av Philip Bell 2001 [1] och fick ytterligare stöd i studien av proteinsyntesmekanismer i stora DNA-innehållande virus , såsom mimivirus .
Genomstudier och upptäckten av virus med komplext DNA kan tyda på att de spelade en roll i bildandet av eukaryota kärnor. Hypotetiskt sett kan virus vara förfäder till moderna eukaryota celler; indirekta bevis är universaliteten av DNA -koden för alla levande eukaryoter och prokaryoter. [2]
Precis som DNA-innehållande virus innehåller den eukaryota kärnan linjära kromosomer med specifika sekvenser i sina ändar ( prokaryota kromosomer är cirkulära). I båda fallen är mRNA: t täckt , och translation och transkription sker separat. Eukaryota kärnor är också kapabla till cytoplasmatisk replikation. Vissa stora virus har sitt eget RNA-polymeras . [2] Överföringen av "smittsamma" kärnor har dokumenterats i många parasitiska röda alger . [3] Komplexa eukaryota DNA-virus kunde ha uppstått från sådana kärnor.
Hypotesen om eukaryoternas virala ursprung antyder att eukaryoter är sammansatta av tre förfäderselement: en viral komponent, från vilken den moderna eukaryota kärnan härstammar; en prokaryot cell från vilken eukaryoter har ärvt cytoplasman och cellmembranet; samt en annan prokaryotisk cell från vilken mitokondrier och kloroplaster härrörde från endocytos . Det är möjligt att cellkärnan bildades under påverkan av flera infektioner av en arkeal cell som redan innehåller en bakterie, en prekursor till mitokondrier, med ett lysogent virus. [4] Som en del av hypotesen har en modell för eukaryot evolution föreslagits där ett virus som liknar det moderna smittkoppsviruset utvecklades till cellkärnan genom att införliva gener från en bakterie och en arkeisk värd. Gradvis blev detta virus det huvudsakliga arkivet för information i cellen, vilket behöll förmågan att översätta gener och livsduglighet. Den intracellulära bakterien behöll förmågan att producera energi i form av ATP genom att även överföra några av sina gener till kärnan. Det virala ursprunget för eukaryota kärnor kan indikeras av förekomsten av sexuell reproduktion och meios i cellcykeln. Samtidigt förblir denna teori kontroversiell, mer experimentella bevis behövs med hjälp av arkeala virus, eftersom de förmodligen är de mest liknar moderna eukaryota kärnor. [5]
År 2006 föreslogs att övergången från RNA till DNA-genom först skedde bland virus. [6] I ett sådant fall skulle ett DNA-virus kunna förse en RNA-innehållande värd med ett DNA-baserat lagringssystem för genetisk information. [2] Dessutom tillät närvaron av ett DNA-genom i ett virus det att skydda sin ärftliga information från värdenzymer som är orienterade för att arbeta med RNA. Enligt hypotesen fick arkéer, bakterier och eukaryoter sitt DNA-baserade informationslagringssystem från olika virus. [6] Samtidigt var den RNA-innehållande eukaryota prekursorn den mest komplext organiserade och hade mekanismerna för RNA-bearbetning. Det virala ursprunget för telomeras och telomerer , nyckelelementen i eukaryotisk cellreplikation, har också föreslagits.
Ett antal fakta stödjer hypotesen. Till exempel har spiralformade virus med ett bilipidmembran en distinkt likhet med de enklaste cellkärnorna (DNA-kromosom inkapslad i ett lipidmembran). Teoretiskt sett kan ett stort DNA-virus ta kontroll över en bakteriell eller arkeal cell istället för att replikera och förstöra värdcellen . Viruset, som effektivt kontrollerar värdcellens molekylära mekanism, blir i sig något som liknar en "kärna", vilket framgångsrikt säkerställer dess överlevnad genom processerna mitos och cytokinesis .