In quanto esseri viventi, i batteri appartengono al regno dei monera, insieme a piante, animali, funghi e protisti. I virus, invece, sono più vicini a collezioni di molecole che operano in modo cooperativo per replicarsi, cooptando il macchinario molecolare della cellula ospite per replicarsi.
Il virus e i batteri
Un virus può essere adattato a vivere in una serie di organismi biologicamente simili, in alcuni casi è così specifico da essere in grado di infettare solo un tipo di ospite animale o quasi tutti gli animali di una particolare classe in altri. Anche le piante, i funghi e i batteri, chiamati batteriofagi, sono esempi di organismi viventi che i virus utilizzano come ospiti.
Il genoma batterico ha dimensioni che variano da diverse centinaia di migliaia a oltre dieci milioni di paia di basi, mentre il genoma virale ha generalmente meno di un milione di paia di basi, con il più piccolo genoma di virus a RNA conosciuto che ha solo 1.700 paia di basi. In tutti i batteri, il DNA è immagazzinato nel citoplasma in modo lineare o circolare e viene sottoposto a trascrizione, producendo RNA messaggero che viene poi tradotto in proteine funzionali.
Il genoma di un virus può essere circolare o lineare, contenente DNA o RNA a singolo filamento, e non possiede un proprio meccanismo di traduzione, per cui deve requisire quello dell’ospite per produrre le proteine virali.
In che modo virus e batteri sono stati plasmati dal trasferimento genico orizzontale?
I virus e i batteri sono spesso coinvolti nel trasferimento genico orizzontale, che comporta l’inserimento di geni di un organismo nel genoma di un altro. Questo processo può avvenire in vari modi, come la trasformazione, la trasduzione tramite batteriofagi, la coniugazione con plasmidi o altri meccanismi tipicamente utilizzati dai batteri.
Come risultato del trasferimento genico orizzontale, le colonie batteriche possono sviluppare rapidamente la resistenza ai farmaci, con i geni resistenti favorevoli che si trasferiscono alle cellule vicine e subiscono una forte pressione di selezione positiva. È stato invece dimostrato che i batteri patogeni utilizzano il DNA dell’ospite per eludere la cattura, imitando gli antigeni dell’ospite sulla loro superficie, producendo proteine che inibiscono i fattori immunitari e molte altre tattiche.
Sebbene i virus abbiano un genoma molto più piccolo di quello dei batteri, sono spesso in grado di adottare i geni dell’ospite per scopi simili. A causa delle loro dimensioni e della vicinanza al genoma dell’ospite, i virus a DNA nucleocitoplasmatico di grandi dimensioni sono particolarmente suscettibili al trasferimento genico orizzontale e, di conseguenza, spesso trasportano geni dell’ospite, consentendo loro di eludere il sistema immunitario dell’ospite in modo più efficace.
Esiste una relazione simbiotica tra alcuni virus e batteri?
La maggior parte dei virus è benigna e dimostra una relazione simbiotica con gli organismi viventi a tutti i livelli, così come non tutti i batteri sono patogeni e sono essenziali per il normale funzionamento degli organismi superiori e per l’omeostasi dell’ambiente.
I virus possono svolgere un ruolo importante come parte della comunità microbica di un ospite. Ad esempio, è stato dimostrato che i virus, come i batteri, possono favorire la digestione. In particolare, i topi infettati con norovirus murino e poi trattati con antibiotici hanno mostrato un miglioramento della morfologia intestinale e delle prestazioni dei linfociti rispetto ai topi non infettati. I topi infettati da gammaherpesvirus hanno anche mostrato un’elevata immunità contro i batteri Listeria monocytogenes e Yersinia pestis.
Il polidnavirus è un virus degli insetti che ha una relazione molto intima con le vespe parassitoidi. Le larve delle vespe lo usano per regolare i genomi dei loro ospiti, sopprimendo efficacemente la loro immunità. Questo virus è talmente legato al suo ospite che il suo materiale genomico è disseminato nel genoma della vespa, replicandosi solo nelle ovaie degli adulti immaturi e delle femmine per essere trasmesso alle generazioni successive.
In molte famiglie e persino regni di vita, si è scoperto che i virus endogeni svolgono ruoli essenziali e basilari. Ad esempio, la synytin è una proteina coinvolta nello sviluppo della placenta negli esseri umani, nelle scimmie e nelle scimmie del vecchio mondo, che ha avuto origine circa 25 milioni di anni fa, quando un antico retrovirus è stato integrato nella linea germinale dei primati.
Non c’è dubbio che i virus, i batteri e i loro ospiti siano intricati e che la selezione naturale e il trasferimento genico orizzontale comportino una costante competizione genetica. Un virus deve avere un ospite, la cui presenza e funzione può essere vantaggiosa o dannosa per l’ospite, che deve adattarsi per eliminarlo o integrarlo nel proprio genoma in base ai suoi vantaggi o svantaggi.
