Неклеточная жизнь или бесклеточная жизнь - это жизнь, которая существует без клеточной структуры, по крайней мере, в течение части своего жизненного цикла . [1] Исторически большинство (описательных) определений жизни постулировали, что живой организм должен состоять из одной или нескольких клеток, [2] но это больше не считается необходимым, и современные критерии допускают формы жизни, основанные на других структурных схемах. . [3] [4] [5]
Первичные кандидаты на неклеточную жизнь - вирусы . Некоторые биологи считают вирусы живыми организмами , а другие - нет. Их основное возражение состоит в том, что никакие известные вирусы не способны к автономному размножению : они должны полагаться на клетки, чтобы скопировать их. [1] [6] [7] [8] [9]
Инженеры иногда используют термин « искусственная жизнь » для обозначения программного обеспечения и роботов, вдохновленных биологическими процессами, но они не удовлетворяют никакому биологическому определению жизни.
Вирусы как неклеточная жизнь
Природа вирусов оставалась неясной в течение многих лет после открытия их в качестве патогенов . Сначала их описывали как яды или токсины , затем как «инфекционные белки», но с развитием микробиологии стало ясно, что они также обладают генетическим материалом , определенной структурой и способностью спонтанно собираться из составных частей. Это вызвало широкие дискуссии о том, следует ли рассматривать их как органические или неорганические - как очень маленькие биологические организмы или очень большие биохимические молекулы - и с 1950-х годов многие ученые считали вирусы существующими на границе между химией и жизнью; серая зона между живым и неживым. [6] [7] [10]
Вирусная репликация и самосборка имеют значение для изучения происхождения жизни , [11] , поскольку это придает дополнительное доверие к гипотезе , что жизнь могла бы началась как самосборки органических молекул. [12] [13]
Вироиды
Вироиды - это мельчайшие инфекционные патогены, известные биологам, состоящие исключительно из коротких цепей кольцевой одноцепочечной РНК без белковой оболочки. В основном это патогены растений, некоторые - патогены животных, некоторые из которых имеют коммерческое значение. Геномы вироидов чрезвычайно малы по размеру - от 246 до 467 азотистых оснований . Для сравнения, размер генома самых маленьких известных вирусов, способных вызывать инфекцию, составляет около 2000 оснований нуклеиновых кислот. Вироиды - первые известные представители нового биологического царства субвирусных патогенов. [14] [15]
РНК Вироида не кодирует какой-либо белок. [16] Его механизм репликации захватывает РНК-полимеразу II , фермент клетки-хозяина, обычно связанный с синтезом информационной РНК из ДНК, которая вместо этого катализирует синтез новой РНК по «катящемуся кругу», используя РНК вироида в качестве матрицы. Некоторые вироиды представляют собой рибозимы , обладающие каталитическими свойствами, которые позволяют саморасщепляться и лигировать геномы единичного размера из более крупных промежуточных продуктов репликации. [17]
Вироиды приобрели значение за пределами вирусологии растений, поскольку одним из возможных объяснений их происхождения является то, что они представляют собой «живые реликвии» из гипотетического, древнего и неклеточного мира РНК до эволюции ДНК или белка. [18] [19] Эта точка зрения была впервые предложена в 1980-х, [18] и снова стала популярной в 2010-х, чтобы объяснить важные промежуточные этапы в эволюции жизни из неодушевленной материи ( абиогенез ). [20] [21]
Таксономия
При обсуждении таксономических областей жизни термины «Acytota» или «Aphanobionta» иногда используются в качестве названия вирусного царства , домена или империи . Соответствующее название клеточной жизни будет Cytota . Неклеточные организмы и клеточная жизнь будут двумя высшими подразделениями жизни, при этом жизнь в целом будет известна как организмы, Naturae , Biota или Vitae . [22] Таксон Cytota будет включать три собственных подразделения верхнего уровня: домены Bacteria , Archaea и Eukarya .
Смотрите также
- Гипотетические типы биохимии
- Nanobe
- Плазмида
- Протоклетка
- Субвирусный агент
- Дефектная мешающая частица
- Прион , инфекционный белок
- Сателлит , субвирусный агент, требующий коинфекции
- Вирусная эволюция
Рекомендации
- ^ a b "Что такое внеклеточная жизнь?" . Мудрый Компьютерщик . Корпорация Гипотеза. 2009 . Проверено 2 августа 2009 года .
- ^ «7 характеристик жизни» . infohost.nmt.edu . Архивировано из оригинального 19 ноября 2016 года . Проверено 26 января 2017 года .
- ^ Беннер, Стивен А. (26 января 2017 г.). «Определяя жизнь» . Астробиология . 10 (10): 1021–1030. Bibcode : 2010AsBio..10.1021B . DOI : 10.1089 / ast.2010.0524 . ISSN 1531-1074 . PMC 3005285 . PMID 21162682 .
- ^ Трифонов, Эдвард (2012). «Определение жизни: навигация сквозь неопределенности» (PDF) . Журнал биомолекулярной структуры и динамики . 29 (4): 647–650. DOI : 10.1080 / 073911012010525017 . PMID 22208269 - через JBSD.
- ^ Ма, Вентао (26 сентября 2016 г.). «Суть жизни» . Биология Директ . 11 . DOI : 10,1186 / s13062-016-0150-5 . ISSN 1745-6150 . PMC 5037589 . PMID 27671203 .
- ^ а б Вильярреал, Луис П. (декабрь 2004 г.). "Живы ли вирусы?" . Scientific American . Проверено 27 апреля 2013 года .
- ^ а б Фортер, Патрик (3 марта 2010 г.). «Определение жизни: точка зрения на вирусы» . Orig Life Evol Biosph . 40 (2): 151–160. Bibcode : 2010OLEB ... 40..151F . DOI : 10.1007 / s11084-010-9194-1 . PMC 2837877 . PMID 20198436 .
- ^ Лукета, Стефан (2012). «Новые взгляды на мегаклассификацию жизни» (PDF) . Протистология . 7 (4): 218–237.
- ^ Гринспен, Нил (28 января 2013 г.). "Живы ли вирусы?" . Обзор эволюции и медицины . Проверено 27 апреля 2016 года .
- ^ Львов, А. (1 января 1957 г.). «Понятие вируса» . Микробиология . 17 (2): 239–253. DOI : 10.1099 / 00221287-17-2-239 . PMID 13481308 .
- ^ Кунин Э.В.; Сенкевич Т.Г .; Доля В.В. (2006). «Древний вирусный мир и эволюция клеток» . Биол. Прямой . 1 : 29. DOI : 10.1186 / 1745-6150-1-29 . PMC 1594570 . PMID 16984643 .
- ^ Власов А.В.; Казаков С.А.; Johnston BH; Ландвебер Л.Ф. (август 2005 г.). «Мир РНК на льду: новый сценарий появления информации РНК». J. Mol. Evol . 61 (2): 264–73. Bibcode : 2005JMolE..61..264V . DOI : 10.1007 / s00239-004-0362-7 . PMID 16044244 .
- ^ Нусинов, Марк Д .; Владимир А. Отрощенко и Сальваторе Сантоли (1997). «Новые концепции самоорганизации и живого государства». Биосистемы . 42 (2–3): 111–118. DOI : 10.1016 / S0303-2647 (96) 01699-1 . PMID 9184757 .
- ^ Динер Т.О. (август 1971 г.). "Вирус веретеновидности клубней картофеля". IV. Реплицирующаяся низкомолекулярная РНК ". Вирусология . 45 (2): 411–28. DOI : 10.1016 / 0042-6822 (71) 90342-4 . PMID 5095900 .
- ^ «Хронология исследований ARS - отслеживание неуловимого вироида» . 2 марта 2006 . Проверено 18 июля 2007 года .
- ^ Цагрис, ЭМ; Мартинес Де Альба, AE; Гозманова, М; Калантидис, К. (2008). «Вироиды» . Клеточная микробиология . 10 (11): 2168–79. DOI : 10.1111 / j.1462-5822.2008.01231.x . PMID 18764915 .
- ^ Daròs, JA; Елена, СФ; Флорес, Р. (2006). «Вироиды: нить Ариадны в лабиринте РНК» . EMBO Reports . 7 (6): 593–8. DOI : 10.1038 / sj.embor.7400706 . PMC 1479586 . PMID 16741503 .
- ^ а б Динер, Т.О. (1989). "Круговые РНК: реликвии доклеточной эволюции?" . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (23): 9370–4. Bibcode : 1989PNAS ... 86.9370D . DOI : 10.1073 / pnas.86.23.9370 . PMC 298497 . PMID 2480600 .
- ^ Вильярреал, Луис П. (2005). Вирусы и эволюция жизни . Вашингтон, округ Колумбия: ASM Press. п. 31 . ISBN 1-55581-309-7.
- ^ Флорес, Р. Гаго-Захерт, С; Serra, P; Sanjuán, R; Елена, СФ (2014). «Вироиды: выжившие из мира РНК?» (PDF) . Ежегодный обзор микробиологии . 68 : 395–414. DOI : 10.1146 / annurev-micro-091313-103416 . hdl : 10261/107724 . PMID 25002087 .
- ^ Циммер, Карл (25 сентября 2014 г.). «Крошечный посланник из древнего прошлого» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 ноября 2014 года .
- ^ Витцани, Г. (2016). «Важнейшие шаги к жизни: от химических реакций до кода с использованием агентов» . Биосистемы . 140 : 49–57. DOI : 10.1016 / j.biosystems.2015.12.007 . PMID 26723230 .