Uma característica única das células eucarióticas, que as distingue das bactérias, é a presença de um núcleo de membrana que contém o ADN cromossómico (ilustrado; crédito da imagem). Surpreendentemente, uma estrutura semelhante ao núcleo que se forma durante a infecção viral das bactérias é o local de replicação do DNA viral (link para papel).

Infecção duradoura das bactérias Pseudomonas com o fago 2O1phi2-1, um compartimento separado no qual se forma a replicação do DNA viral. Uma proteína fago, gp105, compõe a camada externa deste compartimento, que inicialmente se forma perto de uma extremidade da célula, e depois migra para o centro. A migração do compartimento ocorre em um fuso formado pela proteína tubulínica PhuZ.

Além do DNA viral, certas proteínas ganham entrada neste compartimento, incluindo proteínas virais envolvidas na síntese de DNA e mRNA, e pelo menos uma proteína da célula hospedeira. Outras proteínas, como as envolvidas na tradução e na síntese de nucleotídeos, estão excluídas. Esta compartimentação assemelha-se muito à do núcleo das células eucarióticas.

O empacotamento do DNA viral ocorre na superfície do núcleo viral. As cápsulas de fago vazias se formam na membrana citoplasmática bacteriana, em seguida migram para o compartimento onde se fixam firmemente à superfície. Por um mecanismo desconhecido, o ADN move-se do compartimento para a cápsula. Em seguida, as cápsulas são liberadas da superfície para amadurecerem mais no citoplasma. Os fagos completados são libertados da célula após lise bacteriana.

Estas observações fascinantes levantam uma série de questões não respondidas. A infecção com outros fagos leva à montagem de um núcleo viral? Como as moléculas entram e saem seletivamente da estrutura?

Talvez a pergunta mais interessante esteja relacionada com a origem dos vírus e células. De acordo com uma hipótese, os ácidos nucléicos auto-replicáveis, tipo vírus podem ter aparecido primeiro na Terra, seguido por células sem um núcleo. O núcleo foi uma invenção viral?