VIRAL REPLIKASYON: ÖZELLIKLER, VIRAL REPLIKASYON DÖNGÜSÜ, ÖRNEK (HIV) - BIYOLOJI - 2025

Viral replikasyon çarpın hücrelerin içinde farklı virüs türleri istila yoludur. Bu DNA veya RNA varlıkları, hücre içindeki yapıları işe almak ve bunları kendi kopyalarını üretmek için kullanmak için birçok farklı stratejiye sahiptir.

Her tür viral replikasyonun biyolojik "işlevi", hücreyi istila eden viral genomun yayılmasını sağlamak için yeterli miktarlarda yeni viral genomlar ve proteinler üretmektir.

Viral replikasyon adımları (Kaynak: Alejandro Porto, Wikimedia Commons)

Bugüne kadar bilinen tüm virüslerin çoğalmaları için hücre enzimlerine ihtiyaçları vardır, çünkü kendi başlarına çoğalmalarına ve çoğalmalarına izin veren kendi enzimlerine sahip değillerdir.

Viral moleküller, biyosferdeki hemen hemen her tür hücreyi istila edebilir.

Bundan dolayı, insanlık sadece virüslerin işleyişini değil, aynı zamanda viral replikasyonu da anlamak için büyük miktarda kaynak ve çaba harcamıştır, çünkü bu süreç, enfeksiyonun sonucu olan tüm hastalıkların uygun şekilde kontrolünün anahtarıdır. viral kökenli.

Virüslerin hücrelerin iç kısmına ulaşması gerekir ve bunun için, konakçılarının içsel savunmasını "aşmak" için özel mekanizmalar oluşturmaları gerekir. "Sömürgeleştiren" bireylerin içine girdikten sonra, hücrelerine girebilmeli ve genom ve proteinlerini kopyalayabilmelidirler.

karakteristikleri

Viral replikasyon, her virüs türünde önemli varyasyonlar sunar; Dahası, aynı türler, genomik dizilimlerinde büyük modifikasyonlara sahip farklı serotipler, "quasispeceler" ve virüsler barındırabilir.

Virüslerin genomu, DNA, RNA veya her ikisi gibi nükleik asitlerden, tek veya çift banttan oluşabilir. Bahsedilen moleküller, diğerleri arasında "saç tokası" (firkete) gibi dairesel, doğrusal bir şekilde de olabilir.

Virüslerin yapısındaki büyük varyasyonun bir sonucu olarak, çoğaltmayı gerçekleştirmek için çok çeşitli stratejiler ve mekanizmalar vardır. Bununla birlikte, bazı genel adımlar tüm türler arasında paylaşılır.

Viral replikasyon döngüsü

Resim kaynağı: Makine tarafından okunabilen yazar sağlanmadı. Guaguaguagua varsayılmıştır (telif hakkı iddialarına dayanarak).

Genel olarak, genel viral replikasyon döngüsü 6 veya 7 adımı içerir, bunlar:

1- Hücreye adsorpsiyon veya bağlanma,

2- Hücreye girme veya girme

3- Genom salınımı

4- Genom replikasyonu

5- Montaj

6- Olgunlaştı

7- Tomurcuklanma ile liziz veya salıverme

Hücreye adsorpsiyon veya bağlanma

Virüsler şu anda yapılarında, içine girmek istedikleri hücrenin dış zarındaki bir veya daha fazla makromoleküle bağlanan ve antireceptör olarak bilinen bir protein veya moleküle sahiptir. Bu moleküller genellikle glikoproteinler veya lipitlerdir.

"Hedef" hücrenin dış zarındaki glikoproteinler veya lipidler, reseptörler olarak bilinir ve virüsler, proteinlerini veya anti-reseptör moleküllerini kullanarak bu reseptörlere yapışır veya kovalent olarak bağlanır.

Penetrasyon veya hücreye giriş

Bir virüs, reseptör-antireceptor bağlantısı yoluyla hücrenin dış zarına bağlandığında, hücreye üç mekanizma yoluyla girebilir: endositoz, hücre zarı ile füzyon veya translokasyon.

Giriş endositozla gerçekleştiğinde, hücre zarın tam da virüsün eklendiği belirli bir bölgesinde küçük bir yarık oluşturur. Hücre daha sonra viral partikülün etrafında bir tür vezikül oluşturur, bu içselleştirilir ve içeri girdikten sonra parçalanır ve virüsü sitozole salar.

Hücreler, farklı iç ve dış uyaranlara yanıt olarak ve farklı işlevsel amaçlar için sürekli olarak vezikülleri içselleştirdiğinden, endositoz, virüsler için belki de en yaygın giriş mekanizmasıdır.

Hücre zarı ile füzyon, yalnızca kapsid adı verilen koruyucu bir örtü ile çevrelenmiş virüsler tarafından gerçekleştirilebilen bir mekanizmadır. Bu işlem sırasında, kapsidin bileşenleri hücre zarı ile birleşir ve kapsidin iç kısmı sitozole salınır.

Translokasyon nadiren belgelenmiştir ve tam olarak anlaşılmamıştır. Ancak virüsün, zar yüzeyindeki bir reseptör makromolekülüne yapıştığı ve hücre zarının bileşenleri arasında araya girerek kendini içselleştirdiği bilinmektedir.

Genom salımı

Bu süreç viral replikasyonda en az anlaşılan ve belki de en az çalışılan süreçtir. Bu sırada, kapsid çıkarılır ve virüs genomunu ilişkili nükleoproteinleri ile açığa çıkarır.

Virüs genomunun zarfının endositozlu vezikül ile kaynaştığı varsayılmıştır. Dahası, bu replikasyon adımının, pH veya elektrolit konsantrasyonundaki değişim gibi hücreye dahil olan bazı faktörlerin tetiklediği düşünülmektedir.

Viral genomun replikasyonu

Viral genomun replikasyon süreçleri, her virüs türü arasında oldukça değişkendir; Aslında virüsler, genomlarını oluşturan nükleik asit tipine göre 7 farklı sınıfa ayrılır.

Genel bir kural olarak, çoğu DNA virüsü istila ettikleri hücrelerin çekirdeği içinde çoğalırken, çoğu RNA virüsü sitozolde çoğalır.

Bazı tek sarmallı (tek sarmallı) DNA virüsleri hücre çekirdeğine nüfuz eder ve daha fazla tek sarmallı DNA molekülünün sentezi ve çoğalması için "şablon" sarmallar olarak görev yapar.

Diğer çift bantlı RNA virüsleri, genomlarını segmentler aracılığıyla sentezler ve tüm segmentler sentezlendikten sonra, konak hücrenin sitozolünde birleşirler. Bazı genomlar, genomlarında bir RNA polimerazı kodlayacak bilgiye sahip genetik diziyi içerir.

Bu RNA polimeraz çevrildikten sonra, viral genomun çoklu kopyalarının replikasyonu başlar. Bu enzim, virüsün kapsidine ve diğer bileşenlerine yol açacak proteinleri üretmek için haberci RNA'lar üretebilir.

Montaj

Virüs genomunun ve kapsidin tüm bileşenlerinin birden çok kopyası sentezlendikten sonra, bunların tümü, olgun virüsler olarak birleştirildikleri çekirdek veya sitoplazma gibi hücrenin belirli bir bölgesine yönlendirilir.

Pek çok yazar, virüslerin yaşam döngüsündeki ayrı süreçler olarak bir araya gelme, olgunlaşma ve parçalanmayı kabul etmemektedir, çünkü çoğu zaman bu süreçler, virüsün hücre içindeki parçalarının ve genomunun konsantrasyonu çok yüksek.

Olgunlaştı

Bu aşamada virüs "bulaşıcı" hale gelir; yani, kapsid proteinleri olgunlaşır veya başlangıç ​​yapısını diğer hücreleri enfekte edebilen parçacıklara dönüştüren konformasyonel değişiklikler meydana gelir.

Bazı virüsler, enfekte ettikleri hücrelerin içinde yapılarını olgunlaştırırken, diğerleri bunu ancak hücre parçalanmasına neden olduktan sonra yapar.

Tomurcuklanma ile parçalama veya salma

Çoğu virüste salım, liziz veya tomurcuklanma ile gerçekleşir. Lizizde, hücre parçalanır ve tüm içeriğini hücre dışı ortama salar, böylece toplanmış ve olgun virüslerin, enfekte olacak başka bir hücre bulmak için serbestçe dolaşmasına izin verir.

Tomurcuklanma yoluyla salım, bir lipit ve protein zarfına sahip virüslere özgüdür. Bunlar plazma zarından geçerek bir tür hücre içi veziküller oluşturur.

Viral replikasyon (HIV) örneği

HIV virüsünün viral replikasyon döngüsü. Kaynak: Jmarchn

Daha çok HIV olarak bilinen İnsan İmmün Yetmezlik Virüsü, dünyada en çok insan ölümüne neden olan virüslerden biridir. CD4 lenfositleri adı verilen bir tür beyaz kan hücresini doğrudan etkileyen bir RNA virüsüdür.

Virüsün sabitlenmesi, virüsün kapsidinin proteinlerinin CD4 lenfositlerinin hücre zarının proteinleri ile tanınması ve birleştirilmesi yoluyla gerçekleştirilir. Daha sonra, kapsid hücre zarı ile birleşir ve virüs içeriği içeriye boşaltılır.

Sitoplazmada, RNA ters transkripsiyona uğrar ve tamamlayıcı iki DNA bandı oluşturur. Çift bantlı DNA molekülü, konakçı hücrenin genomuna, bu durumda CD4 lenfositine entegre olur.

Hücrenin genetik bilgisinin bir parçası olarak, viral kökenli DNA, lenfositin herhangi bir genomik DNA dizisi gibi kopyalanır ve çevrilir.

Virüsün tüm bileşenleri sitozolde üretildikten sonra, viral partiküller toplanır ve tomurcuklanma yoluyla hücre dışı ortama atılır. Birkaç yüz bin darbe oluşur ve serbest bırakıldığında olgun HIV partiküllerine yol açar.

Referanslar

1. Burrell, CJ, Howard, CR ve Murphy, FA (2016). Fenner ve White'ın Tıbbi Virolojisi. Akademik Basın.
2. Rosas-Acosta, G. (Ed.). (2013). Viral Replikasyon. BoD - Talep Üzerine Kitaplar.
3. Saag, MS, Holodniy, M., Kuritzkes, DR, O'Brien, WA, Coombs, R., Poscher, ME, … & Volberding, PA (1996). Klinik uygulamada HIV viral yük belirteçleri. Doğa tıbbı, 2 (6), 625.
4. Schmid, M., Speiseder, T., Dobner, T. ve González, RA (2014). DNA virüsü replikasyon bölmeleri. Viroloji Dergisi, 88 (3), 1404-1420.
5. Wunner, BD, Macfarlan, RI, Smith, CL, Golub, E. ve Wiktor, TJ (1986). NATO İleri Araştırma Enstitüsü: VİRAL REPLİKASYONUN MOLEKÜLER TEMELLERİ. Virolojik Yöntemler Dergisi, 13, 87-90. Cheng, RH ve Miyamura, T. (2008). Viral Replikasyonun Yapı Bazlı Çalışması: CD-ROM ile. World Scientific.