Modyfikacje wirusów



W przyrodzie istnieją różne typy wirusów, bakteriofagów i innych organizmów tego typu o bardzo prostej budowie, przenoszących w zasadzie tylko samą informację genetyczną. Wirus składa się zazwyczaj z nici DNA lub RNA jak w przypadku retrowirusów, kapsydu - czyli otoczki białkowej, oraz mechanizmu wprowadzania swojego kodu do danej komórki. Bakteriofagi zazwyczaj atakują komórki bakterii więc mogą być wykorzystane do walki z komórkami trudnych do zwalczenia bakterii, które mogą zaatakować organizm ludzki albo zwierzęcy. Obecnie prowadzone są prace mające na celu zwalczanie w onkologii nowotworów poprzez modyfikację odpowiednich wirusów, które po zmianie kodu tak żeby wybiórczo atakowały komórki nowotworowe, a nie zdrowe komórki, mogłyby stać się rozwiązaniem dla chorych na raka ludzi. Obecnie techniki takie stanowią poważny problem techniczny w zakresie inżynierii genetycznej jak również pod względem charakterystyki poszczególnych nowotworów. Organizmy wirusowe jako jedyne z organizmów żywych udało się współcześnie zsyntetyzować w warunkach laboratoryjnych z podstawowych elementów, budulców jak aminokwasy i kwasy nukleinowe, czyli odmiennie od standardowego ich namnażania w warunkach komórkowych. Dokładnie poznano kod genetyczny (genotyp) bardzo wielu typów wirusów, riketsji i innych bakterii. Wszczepiono geny z innych organizmów do bakterii tak by produkowały one szereg różnych substancji (insulinę, lekarstwa, naturalne włókna polimerowe itp.) Za pośrednictwem wirusów zmieniony może być kod dowolnej komórki, poprzez zakażenie wirusem w obrębie całego organizmu może dojść do wyleczenia różnych wad genetycznych (np. fenyloketonurii, mukowiscydozy), jednak techniki takie niosą za sobą także i niebezpieczeństwa, bo interakcje organiczne przewyższają złożonością przewidywania zachowań obcego kodu w poddanym leczeniu genowemu pacjentowi. Często wady genetyczne mają impakt w szerokim zakresie w podstawowe cechy funkcjonalne w danym organizmie powiązane tak szerokimi zależnościami, że do ich analizy potrzebne są najmocniejsze superkomputery, jednak złożoność oprogramowania nie koniecznie jest dostateczna obecnie, gdyż zależy ona tylko i wyłącznie od wiedzy udostępnionej dla komputera, którą dysponuje programista, która jest rzecz jasna ograniczona horyzontem współczesnej nauki. Wirus jako taki można zaprogramować jak komputer wykorzystując do tego nie kod binarny a kod kwasu DNA, składający się z czterech nukleotydów (adenina, guanina, cytozyna i tymina), łączą się one w ściśle określony sposób zależny od podstawowych reakcji chemicznych mogących zachodzić między nimi. Ilość możliwych kombinacji trójkowych zestawień kodujących daną informację np. dla określonych enzymów i innych białek jest dowolna, podczas gdy kombinacji trójkowych z czterech elementów mamy zaledwie tyle ile wynika z ich permutacji. Sposób działania genów wchodzi w interakcje z elementami środowiska komórkowego i poza komórkowego i jest ściśle chemicznie zdefiniowany oraz jednocześnie zależny od dostępnych składników budulcowych. Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) lub RNA (tRNA, mRNA) koduje w wirusach tylko te funkcje, które polegają na mechanizmie namnażania się poprzez dostanie się do atakowanych komórek, wewnątrz ciała wirusa nie ma cytoplazmy ani żadnego ośrodka komórkowego, nie występują też żadne organelle komórkowe typu mitochondriów, czy rybosomów. Istniejące techniki manipulacji genotypem wirusa w ostatnich czasach uległy znacznemu unowocześnieniu. Aktualnie metody polegające na wykorzystaniu naturalnych procesów typu zastosowania polimeraz DNA i RNA do wprowadzania fragmentów kodu po uprzednim rozcięciu jednej z odnogi helisy poprzez dowiązanie się do widełek odpowiednich molekuł (transkryptazy i innych aglomeratów funkcjonalne związanych z organizmem) i przepisaniu kopii już ze zmienionym kodem. Inne techniki polegają na uzyskiwaniu dość długich łańcuchów w specjalnych roztworach. Są również urządzenia do przeprowadzania polimeryzacji do DNA, działające w sposób bardzo precyzyjny.



Jesteśmy organizmami wielokomórkowymi, ale może zobaczmy jak wirusy (bakteriofagi) atakują naszych prostszych "braci" też składających się z DNA. W dawnych czasach gdy człowieka nie było jeszcze na Ziemi, bakterie były jedynymi mieszkańcami planety, unosiły się w wodach wszechoceanu, a powstały one z podstawowych cegiełek, z których obecnie składa się człowiek. Proste reakcje chemiczne wtedy były podstawą do ewoluowania w bardziej złożone formy biologiczne. Takie organizmy jak wirusy są to nosiciele DNA w których granica pomiędzy światem ożywionym, zwierzęcym, a programem złożonym z języka chemicznego nie jest jednoznacznie scharakteryzowana. Dopóki będzie trwało życie na Ziemi oparte o kwas deoksyrybonukleinowy, dopóty bronią przyrody będzie wirus, który jest niczym innym jak narzędziem ewolucji w stopniu niekiedy radykalnym ale koniecznym do tego by jeden gatunek nie zdominował wszystkich innych gatunków w sposób uniemożliwiający ich funkcjonowanie. Nauka jest z tego prosta, że chociaż jako ludzie rościmy sobie prawo do posiadania Ziemi, to planeta i kosmos w którym ona się unosi, rządzi się odmiennymi prawami, które niejednokrotnie jeszcze nas zaskoczą w sposób niespodziewany i trzeźwiący z wszelkich mało przemyślanych działań.