Deltacron i inne transformersy

Jakiś czas temu media obiegła przerażająca wiadomość: w pandemii koronawirusa królują zabójcza delta i wysoce zaraźliwy omikron. A co jeśli się połączą i stworzą superwirusa Deltacron?

Choć już kilku mądrzejszych ode mnie, w tym popularna ostatnio wirusolożka ewolucyjna dr Emilia Cecylia Skirmuntt, dementowało tę bzdurę, to warto przyjrzeć się pomysłowi trochę szerzej.

Nowe gatunki organizmów żywych, a także nowe szczepy nie do końca żywych wirusów tworzą się zgodnie z zasadami teorii ewolucji. Przepisywanie materiału genetycznego rzadko jest w 100 proc. dokładne. Zazwyczaj zachodzi z błędami – tak powstają mutacje. Inne mutacje mogą powstawać np. wskutek modyfikacji DNA wywołanej promieniowaniem. W przypadku człowieka mutacje większości komórek ciała nie są przekazywane następnemu pokoleniu, dotyczy to jedynie mutacji w komórkach rozrodczych, tworzących jaja i plemniki.

W przypadku wirusów nie ma mowy o komórkach rozrodczych ani o komórkach w ogóle – wirus to (w uproszczeniu) kawałek materiału genetycznego otoczony kapsydem, ewentualnie z jakimiś dodatkami. Każda mutacja, jeśli nie uniemożliwia przetrwania i powielenia się, zostaje przekazana następnej generacji wirionów. Proces powstawania nowych szczepów zachodzi szybko (to zależy od cyklu powielania się wirusa, np. w przypadku wirusa grypy co rok mamy do czynienia z nową odmianą). Co ważniejsze, szczepy koronawirusa nazywamy kolejnymi literami greckiego alfabetu, w tym delta i omikron (po polsku przez k).

Wirus nie powiela się sam ani nie może funkcjonować poza organizmem żywiciela. Poza nim jest właściwie martwym zespołem cząsteczek. Dostawszy się jednak do organizmu ofiary poprzez odpowiedni receptor (w przypadku koronawirusa głównie ACE 2), dociera do komórki gospodarza, a następnie wykorzystuje jej mechanizm powielania materiału genetycznego. Niekiedy wbudowuje swój materiał genetyczny do DNA gospodarza na długie lata, jak to czynią wirusy opryszczki. Dlatego zachorowanie na ospę wietrzną następuje zwykle po kontakcie z osobą zarażoną, ale na powodowanego przez tego samego wirusa półpaśca już niekoniecznie – uśpiony w zwojach nerwowych, budzi się i zaczyna znów powielać.

Materiał genetyczny SARS-CoV-2 występuje w jednym kawałku zbudowanym z kwasu rybonukleinowego (RNA). Koduje on cztery białka strukturalne (koperty, błonowe, nukleokapsydu i kolca). Z materiału DNA wirusa poprzez kompleks replikacji-transkrypcji (RCT) i translację w rybosomach siateczki śródplazmatycznej powstają zreplikowane cząsteczki RNA i zsyntetyzowane białka wirusa (w uproszczeniu). Potem mogą one się łączyć, tworzyć kolejne wiriony (jednostki wirusa), opuszczające komórkę.

Oczywiście możliwa jest infekcja dwoma szczepami koronawirusa naraz, w tym deltą i omikronem. Opisywano takie przypadki. Tak jak można jednocześnie złapać grypę i kiłę. Albo dostać zawału i złamać nogę. Czy wirusy mogą się połączyć? Teoretycznie możliwe, że RNA jednego szczepu zostanie otoczone kapsydem drugiego szczepu. Tyle że kapsyd nie przekazuje swych cech następnemu pokoleniu. W momencie zarażenia kolejnej komórki powstaną wtedy kolejne kapsydy odpowiadające materiałowi genetycznemu, który niosą w środku. Nie dziedziczy się cech nabytych, w tym przypadkowo zyskanego kapsydu. A więc wiriony atakujące kolejne komórki organizmu będą należeć do wyjściowego szczepu, z którego pochodziło RNA.

A czy materiał genetyczny dwóch szczepów nie może się po prostu zlać? Ale w jakim mechanizmie? Czy postawione obok siebie na półce książki zlewają się ze sobą? I tu, i tu mamy zapis informacji. Czy pozostawione na twardym dysku bądź w chmurze pliki łączą się ze sobą same? No dobrze, a jeśli przypadkowo materiał genetyczny jednego szczepu urwie się i dołączy materiał innego? Cóż, bardzo mało prawdopodobne. Wyobraźmy sobie, że pewien człowiek z zawiązanymi oczami rzuca rzutkami do tarczy. Za pierwszym razem trafia. Następnym trafia nie tylko w tarczę, ale i w poprzednią rzutkę, ścinając ją idealnie w połowie. Jeśli uważacie tę sytuację za prawdopodobną, to możecie wierzyć w powstanie superwirusa Deltacron. Jeśli nie, pozostawmy go w sferze fantazji – obok samochodów zmieniających się w roboty z serii Transformers, tak samo mądrej (aczkolwiek wizualnie bardziej efektownej).

A czy drobnoustroje nie wymieniają się cechami? Czyż nie powstają superbakterie? Tak, ale między bakteriami a wirusami różnica jest większa niż między nami a bakteriami. Te ostatnie to organizmy żywe, a nie kawałki materiału genetycznego w osłonce. Co więcej, materiał genetyczny bakterii ma zupełnie inną strukturę niż u wirusów. Większość tworzy często kolisty, pojedynczy chromosom bakteryjny, bardzo prosty w porównaniu z tym, co określa się mianem chromosomów u organizmów jądrowych (eukariontów takich jak człowiek, dąb czy borowik). Poza nim często występują plazmidy – niewielkie, koliste cząsteczki DNA. Mogą zawierać np. geny oporności na antybiotyki. Co gorsza, bakterie w tzw. procesie płciowym mogą wymieniać plazmidy. W ten sposób jedna bakteria przekazuje geny oporności na antybiotyk innej. A więc ich materiał genetyczny składa się po części z klocków tworzących różne aranżacje. W przypadku wirusów to się nie dzieje.

Dlatego mogą wyewoluować kolejne, groźniejsze i bardziej zakaźne szczepy koronawirusa, co cały czas ma miejsce, ale prawdopodobieństwo zlania się ich w jeden jest zaniedbywalnie małe. Pandemia poczyniła do tej pory olbrzymie straty w ludziach. Jest źle i żeby to przyznać, żaden Deltacron nie jest potrzebny.

Marcin Nowak

Bibliografia

  • Cascella M, Rajnik M, Aleem A, et al. Features, Evaluation, and Treatment of Coronavirus (COVID-19) [Updated 2022 Jan 5]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls, 2022, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554776/
  • Shang W, Yang Y, Rao Y, Rao X. The outbreak of SARS-CoV-2 pneumonia calls for viral vaccines. NPJ Vaccines. 2020;5(1):18. Published 2020 Mar 6. doi:10.1038/s41541-020-0170-0
  • Wu F, Zhao S, Yu B, Chen YM, Wang W, Song ZG, Hu Y, Tao ZW, Tian JH, Pei YY, Yuan ML, Zhang YL, Dai FH, Liu Y, Wang QM, Zheng JJ, Xu L, Holmes EC, Zhang YZ. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020 Mar;579(7798):265-269. doi: 10.1038/s41586-020-2008-3. Epub 2020 Feb 3. Erratum in: Nature. 2020 Apr;580(7803):E7. PMID: 32015508; PMCID: PMC7094943.

Ilustracja: Proces replikacji koronawirusa SARS-CoV-2 za Cascella M, Rohan Bir Singh, MD. i inni, tłumaczenie: CoV2, za Wikimedia Commons, CC SA 4.0