معلومة

هل كل جزء من الفيروس مهم للتكاثر؟

هل كل جزء من الفيروس مهم للتكاثر؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل كل مكون من مكونات الفيروس ضروري بشكل مطلق للعدوى والتكاثر في الخلية المضيفة؟ أو هل يمكن أن يكون لديك أجزاء منه تسبب العدوى؟


ما لم يكن لديك فيروس معين في الاعتبار ، يمكنني التحدث بشكل عام عن الفيروسات. يبدو أن الجينوم الفيروسي ينحصر في الجينات الأساسية فقط. تفصل العديد من الفيروسات جينومها إلى فترات تعبير: مبكرة ومتوسطة ومتأخرة. يُطلق على البروتينات المبكرة تسميتها لأنها ترمز للبروتينات التي تساعد على دخولها إلى الخلايا (ما يسمى بالعدوى). تميل الجينات المتوسطة والمتأخرة إلى مساعدة الفيروس في اختيار الآلات الخلوية للمساعدة في تكاثر الفيروس. تصبح الجينات المتأخرة مفيدة بعد ذلك في المراحل النهائية من التجمع الفيروسي وفي النهاية خروجها من الخلية (التحلل) ويمكن للجسيمات الفيروسية حديثة الصنع أن تستمر وتصيب المزيد من الخلايا. عند النظر إليه بهذه الطريقة ، فإنه يترتب على ذلك أن إزالة حتى منطقة ترميز واحدة من الجينوم الفيروسي من شأنه أن يثبط عملية العدوى / التكاثر / التجميع الكلية. في الواقع ، إذا قمت بإزالة الترميز الجيني لبروتين مغلف فيروسي ، فإن الفيروس المنقى المضاف إلى الخلايا في المزرعة يكون قادرًا على إصابة الخلايا ، ولكن لا ينتج جزيئات فيروسية كاملة وعملية. وبهذا المعنى ، فإنهم مؤهلون للعدوى ، لكنهم غير مؤهلين للتكاثر.


فيروس نقص المناعة البشرية لديه تسعة جينات. وفقًا للورقة المذكورة أدناه ، فإن ثلاثة من هذه الجينات (vpu و vpr و nef) ليست مطلوبة للتكرار في الخلايا المستنبتة.

جيبس شبيبة وآخرون. (1994) البناء وخصائص المختبر لطفرات HIV-1 مع حذف الجينات "غير الأساسية". الإيدز Res Hum Retroviruses 10:34 - 50

الملخص
تم العثور على الجينات المساعدة التي ليست ضرورية لتكاثر الفيروس في ثقافة الخلية في جميع الفيروسات البطيئة المعروفة. الجينات المساعدة "غير الأساسية" لـ HIV-1 هي vif و vpr و vpu و nef. التسلسلات داخل منطقة المنبع لـ U3 في LTR ليست مطلوبة أيضًا لتكرار الفيروس في ثقافة الخلية. قمنا ببناء لوحة من 23 طفرة مع عمليات حذف فردية ومركبة في هذه المناطق في استنساخ جزيئي من النوع البري HIV-1 معدي NL4-3. حذف جينات vpu و vpr و nef وتسلسل U3 المنبع (الولايات المتحدة) ، بشكل فردي أو في مجموعات ، لم يغير بشكل ملحوظ تكرار الفيروس في أي من PBMCs الشمبانزي ، أو PBMCs البشرية ، أو في خط خلية B / T الهجين CEMx174. في المقابل ، أدى حذف جين vif إلى تأخير كبير في تكاثر الفيروس في جميع أنواع الخلايا الثلاثة. ستكون هذه المجموعة من طفرات حذف HIV-1 مفيدة لتوضيح وظائف هذه الجينات وللتحقق من المناعة المضادة للفيروسات في النماذج الحيوانية.

(PBMC = خلية أحادية النواة في الدم المحيطي)

كما هو متوقع ، لا تقوم أي من هذه الجينات بتشفير أحد مكونات الفيروس - فهي جينات تنظيمية تشارك في تنسيق الدورة المعدية للفيروس. ومع ذلك فهي متورطة في أعراض المرض المرتبطة بفيروس نقص المناعة البشرية. وفقًا لملخص تسلسل فيروس نقص المناعة البشرية لمختبر لوس ألاموس الوطني لعام 2008:

vpu هو بروتين غشائي متكامل يعزز إطلاق الجزيئات الفيروسية خارج الخلية ويحلل CD4 في ER.

يعزز vpr التوطين النووي لمركب ما قبل الاندماج ، ويمنع انقسام الخلايا ، ويوقف الخلايا المصابة في G2 / M

nef ينزل CD4 والفئة I MHC


العدوى بالفيروسات والمضيفين

يمكن النظر إلى الفيروسات على أنها طفيليات ملزمة داخل الخلايا. يجب أن يلتصق الفيروس بخلية حية ، وأن يؤخذ إلى الداخل ، ويصنع بروتيناته وينسخ الجينوم الخاص به ، وأن يجد طريقة للهروب من الخلية حتى يتمكن الفيروس من إصابة الخلايا الأخرى. يمكن للفيروسات أن تصيب فقط أنواعًا معينة من العوائل وخلايا معينة فقط داخل ذلك المضيف. تسمى الخلايا التي قد يستخدمها الفيروس في التكاثر بالخلايا المتساهلة. بالنسبة لمعظم الفيروسات ، فإن الأساس الجزيئي لهذه الخصوصية هو أنه يجب العثور على جزيء سطحي معين يُعرف باسم المستقبل الفيروسي على سطح الخلية المضيفة حتى يعلق الفيروس. أيضًا ، تعتبر الاختلافات الاستقلابية والاستجابة المناعية للخلايا المضيفة في أنواع الخلايا المختلفة بناءً على التعبير الجيني التفاضلي عاملاً محتملاً في الخلايا التي قد يستهدفها الفيروس للتكاثر. يجب أن تصنع الخلية المتساهلة المواد التي يحتاجها الفيروس وإلا فلن يتمكن الفيروس من التكاثر هناك.


كيف يتم تنظيم جينوم CoV؟

هناك عدة أقسام من جينوم CoV ، والمعروفة باسم إطارات القراءة المفتوحة (ORFs) ، والتي تعمل كإرشادات لصنع بروتينات CoV. تحتوي جميع CoVs على اثنين من ORFs طويل جدًا يتم ترجمتهما إلى "بوليروتينات" طويلة بالتساوي ، والتي يتم تقطيعها بعد ذلك لإنتاج 16 بروتينًا فرديًا غير بنيوي. هذه البروتينات غير الهيكلية هي المسؤولة عن الوظائف الأساسية ولكنها مهمة للغاية والتي تنطوي في الغالب على تخليق الحمض النووي الريبي الفيروسي. تحتوي جميع CoVs أيضًا على 4 ORFs إضافية لصنع البروتينات الهيكلية للفيروس: spike (S) ، المغلف (E) ، الغشاء (M) ، والبروتين النووي (N). هناك بروتينات أخرى يمكن لجينوم CoV ترميزها ، ولكن هذا يمكن أن يختلف اعتمادًا على نوع معين من CoV.

منظمة جينوم CoV. قم بتنزيل نسخة PDF في علامة التبويب & # 8220Save & amp Share & # 8221.


التكاثر في الفيروسات (تكرار الفيروسات)

الفيروسات تلزم طفيلي داخل الخلايا. يتم إنتاجها فقط داخل خلية مضيفة. الفيروسات تفتقر إلى الإنزيم لتكاثرها. يستخدم آلية التمثيل الغذائي للمضيف لتكرارها. الفيروسات المعزولة ليست سوى جزيئات مغلفة بالبروتين. تنتقل من خلية مضيفة إلى أخرى.

كل نوع من الفيروسات يصيب مجموعة محدودة فقط من العوائل. يطلق عليه مجموعة المضيف. تتعرف الفيروسات على مضيفها من خلال أ قفل و مفتاح. هناك جزيئات مستقبلات محددة على الخلايا المضيفة. وبالمثل ، توجد بعض البروتينات على سطح الفيروس. تشارك هذه المستقبلات والبروتينات في القفل والمفتاح. تحتوي بعض الفيروسات على نطاقات مضيفة واسعة. يصيبون عدة أنواع من المضيف. على سبيل المثال ، يمكن لفيروس داء الكلب أن يصيب عددًا من البقع. بعض الأنواع لها نطاق مضيف ضيق. أنها تصيب مسكوكة واحدة فقط. على سبيل المثال ، يصيب فيروس العاثية E. coll.

يوجد متابعون مراحل العدوى وتكاثر الفيروسات:

1. الاختراق: إنها الخطوة الأولى للعدوى. تختلف آلية الاختراق باختلاف الأنواع. على سبيل المثال ، تستخدم العاثية جهاز الذيل لحقن الحمض النووي في بكتيريا. ذيولها لها إنزيم الليزوزيم الخاص. يكسر جدار الخلية وغشاء الخلية للبكتيريا. في بعض الحالات ، يدخل الفيروس الكامل إلى المضيف مثل فيروس الإيدز.

التين: GesenrUzed دورة التكاثر للفيروسات

2. النسخ المتماثل: يتحكم الحمض النووي الفيروسي في آلية التمثيل الغذائي للخراطيم. إنه يعيد تقوية الجينات الفيروسية ويصنع كبسولاته. تستخدم معظم فيروسات الدنا DNA polymerase للخلية المضيفة

لتجميع حمضه النووي الجديد. تحتوي فيروسات الحمض النووي الريبي على إنزيماتها الخاصة لبدء النسخ المتماثل داخل العائل. المضيف ليس لديه إنزيم لنسخ الحمض النووي الريبي.

يستخدم الفيروس موارد المضيف للإنتاج الفيروسي. يوفر المضيف النيوكليوتيدات لتخليق الحمض النووي. يستخدم الفيروس إنزيماته ، rioosomes ، tRNAs ، الأحماض الأمينية والآلات الأخرى.

  1. جمعية virion: يتم إنتاج جزيئات وكبسولات الحمض النووي الفيروسي. إن تجميعها في فيروسات جديدة عملية عفوية. هذه العملية تسمى التجميع الذاتي. يمكن فصل RNA و capsomeres لـ TMV في المختبر. إذا تم خلط محتوياته ، فإنه يعيد تجميع نفسه تلقائيًا.
  2. الافراج عن virions: تظهر مئات أو آلاف الفيروسات من الخلية المضيفة. غالبًا ما يتم تدمير الخلية المضيفة في هذه العملية. يسبب تدمير الخلايا المضيفة بعض أعراض الأمراض الفيروسية. على سبيل المثال ، فيروسات البرد والإنفلونزا تدمر الغشاء المخاطي في الممرات التنفسية. يسبب أعراض البرد والانفلونزا. تصيب الفيروسات التي تشكلت حديثًا خلايا أخرى وبهذه الطريقة بدأت دورة جديدة.

الاختلافات في الدورات التناسلية للفيروسات

العديد من var: & # 8216dons موجودة في الآلية الأساسية لدورة التكاثر لفيروسات الحيوانات والنباتات:

(أ) فيروسات الحيوانات

1. الفيروسات بدون مغلف: مثاله هو فيروس العاثيات. فيروس فج

هجوم على بكتيريا الإشريكية القولونية. لديها آلية بسيطة للاختراق والتكرار. لكن لديها دورتان من العدوى & # 8217

(أ)دورة تحليلية: في هذه الحالة ، تنفجر البكتيريا الجافة وتطلق عددًا كبيرًا من العاثيات.

(ب)دورة ليسوجينيك: في هذه الحالة ، لا تنفجر البكتيريا. منتشر

يدمج الحمض النووي في الحمض النووي البكتيري مثل نبوءة. يبقى في شكله غير النشط ويتكرر مع تكرار الحمض النووي البكتيري. في بعض الأحيان ، يخرج أثناء عملية الحث وابدأ دورة lytic.

2. الفيروسات ذات المغلفات: العديد من الفيروسات لها مظاريف خارجية. هذه المغلفات مشتقة من الخلايا المضيفة. المغلفات لها طفرات البروتين السكري. تلتصق هذه الفيروسات بمستقبلات مضيفها بمساعدة هذه المسامير. يندمج الغلاف الفيروسي مع غشاء البلازما للمضيف ويدخل الجينوم القفيص والفيروسي في الخلايا المضيفة. بعد أن تبدأ النسخ المتماثل. فيروسات جديدة تطور أحماض نووية جديدة ، وكبسولات ، وشوكة. أنها تحفز

22 كتاب ماجستير النجاح في علم النبات أ

الشبكة الإندوبلازمية للخلية المضيفة لتكوين مغلفات جديدة. انطلقت الفيروسات من على سطح الخلايا المضيفة. تستمد بعض الفيروسات مثل فيروس الهربس غلافها من الغشاء النووي للخلية المضيفة.

  1. الفيروسات القهقرية: الفيروسات القهقرية هي فيروسات RNA. يدخل RNA الخاص بهم في الخلايا المضيفة. يتم تغييره إلى DNA بواسطة إنزيم النسخ العكسي. يدمج هذا الحمض النووي الفيروسي في الحمض النووي المضيف على أنه طليعة الفيروسات. الآن هو جزء من الحمض النووي للمضيف. يقوم بتوليف RNA جديد وإنزيمات جديدة كابسيدات جديدة. وهكذا يتم تشكيل العديد من الفيروسات الجديدة. هذه الفيريونات تطور مغلفات وتتبرعم من الخلايا المضيفة.
  2. فيروسات النبات: معظم فيروسات النبات هي فيروسات RNA. معظمهم لديهم قفيصة على شكل قضيب مثل TMV. هناك طريقتان للعدوى بفيروسات النبات:

(أ) الانتقال الأفقي: في هذه الحالة ، تنتقل العدوى بالفيروس من مصدر خارجي إلى نبات. قد ينتشر من الأوراق إلى الأوراق.

(ب) الانتقال الرأسي: في هذه الحالة ، تنتقل الفيروسات من نبات إلى • نباتات أخرى عن طريق التكاثر اللاجنسي والبذور المصابة.

دورة حياة فيروس العاثيات

يتكاثر فيروس الجراثيم أو العاثية داخل الخلية البكتيرية فقط. يُظهر فيروس Phage نوعين من الدورات أثناء تكرارها: دورات Lytic و lysogenic.

الدورة اللايتية لفيروس العاثيات

يتسبب فيروس العاثية في تحلل البكتيريا في الدورة اللايتية. تسمى هذه الفيروسات بالعاثية اللاذعة أو الخبيثة. تنقسم دورة Lytic إلى الخطوات التالية:

موقع المستقبل على جدار الخلية للبكتيريا. يحدث اتحاد كيميائي ضعيف بين الفيروس وموقع المستقبل.

  1. الاختراق: يفرز ذيل الفيروس إنزيم الليزوزيم. يذوب جزءًا صغيرًا من جدار الخلية البكتيرية. يتقلص غمد الذيل ويدفع قلب الذيل إلى البكتيريا من خلال جدار الخلية وغشاء الخلية. يقوم الفيروس بحقن الحمض النووي الخاص به في الخلية البكتيرية مثل المحقنة. يبقى الغلاف البروتيني (الذيل والرأس) للفيروس خارج الخلية البكتيرية. ومع ذلك ، فإن العديد من فيروسات الحيوانات تدخل المضيف ككل. •
    1. عمليه الضرب: يبدأ الحمض النووي الفيروسي في التحكم في آلية التخليق الحيوي للبكتيريا داخل الخلية البكتيرية. يحرض الخلية البكتيرية على تخليق أجزاء الفيروس والبروتين والحمض النووي. ثم يتكاثر الفيروس ليشكل العديد من الفيروسات الجديدة. يتم تكوين ما يقرب من 200 فيروس جديد بعد 25 دقيقة من الإصابة.
    2. تحلل: تتكون العديد من الفيروسات في البكتيريا. تخضع الخلية البكتيرية للتحلل والرشقات. يتم إطلاق الفيروسات المتكونة حديثًا وتصيب البكتيريا الأخرى.

    دورة Lysogneic

    دورة ليسوجينيك

    لا تدمر العاثية البكتيريا دائمًا. في بعض الأحيان ، تعيش بسلام داخل الخلية البكتيرية. لا يتحكم في آلية التخليق الحيوي للبكتيريا المضيفة. تم دمج الحمض النووي الفيروسي في الكروموسوم البكتيري. تسمى العاثية في هذه الحالة بروغاج. هذه العملية تسمى lysogeny. تستمر البكتيريا في العيش والتكاثر بشكل طبيعي في هذه الحالة. يصبح الحمض النووي الفيروسي جزءًا من الكروموسوم البكتيري. يمر إلى

    كل خلية ابنة في جميع الأجيال القادمة.

    في بعض الأحيان ، ينفصل الحمض النووي الفيروسي عن الكروموسوم البكتيري ويبدأ دورة التحلل. هذه العملية تسمى الحث. البكتيريا اللايسوجينية مقاومة للعدوى الفيروسية بنفس الفيروس أو ما شابه. تسمى العاثية التي تسبب اللايسوجين معتدل أو ليسوجينيك فج.

    تمتلك العاثية رمزًا جينيًا لـ بروتين مثبط. يقوم هذا البروتين بقمع تكرار الحمض النووي للعاثية في الدورة اللايسوجينية. تحافظ البروتينات الكابحة على البكتيريا من التحلل.


    دورة Lytic

    الدورة اللايتية هي الأسرع بين الدورتين التي يمكن للفيروس أن يأخذها عند تكرار نفسه.

    خلال هذه الدورة ، تقوم المادة الوراثية للفيروس "برفع" الخلية وتبدأ في استخدام مواردها لإنشاء المزيد من النسخ من نفسها. إنه يكرر نفسه في أجزاء مختلفة (على سبيل المثال ، ينسخ DNA / RNA الخاص به ، ويكرر قفيصته ، إلخ).

    بمجرد أن ينتج الفيروس نسخًا عديدة من أجزائه المختلفة ، يعيد الفيروس تجميع كل أجزائه. وهي تفعل ذلك حتى تمتلئ الخلية بالكامل حتى أسنانها ، حتى تنفجر (أو إذا كنت متخيلًا - حتى "تتحلل") وتطلق نفسها مرة أخرى في الجسم المضيف لتنتقل إلى المزيد من الخلايا.

    كما يمكنك أن تتخيل ، فإن عملية العدوى هذه تنمو بسرعة هائلة. لكل خلية مصابة ، يمكن أن يصاب مئات إلى آلاف آخرين بعد أن يخضع لدورة lytic.


    تكرار الفيروس & # 8211 كيف تتكاثر الفيروسات؟

    المعلومات الجينية للتكاثر الفيروسي موجودة في الحمض النووي الفيروسي ولكنها تفتقر إلى الإنزيمات التخليقية الحيوية.

    ⇒ يعتمد الفيروس على الآلية التركيبية للخلية المضيفة للتكاثر.

    يمكن تقسيم دورة الضرب الفيروسي إلى ست مراحل متتالية على النحو التالي: -

    • الامتزاز أو التعلق
    • اختراق
    • طلاء
    • التخليق الحيوي (النسخ المتماثل وتخليق البروتين)
    • النضج أو التجمع
    • يطلق

    الامتزاز

    • قد تتلامس الفيروسات مع الخلايا عن طريق الاصطدام العشوائي ولكن الامتزاز يحدث فقط إذا كان هناك تقارب بين الخلية المضيفة والفيروس.
    • يجب أن يحتوي سطح الخلية على مواقع مستقبلات محددة يمكن للفيروس أن يلتصق بها.
    • على سبيل المثال - في فيروس نقص المناعة البشرية يكون التعلق بين مستقبل CD4 على الخلايا المضيفة والبروتين السكري السطحي الفيروسي gp 120.

    اختراق

    • لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدار خلوي صلب ويمكن للفيروس بأكمله الدخول إليها.
    • قد تبتلع جزيئات الفيروس بآلية تشبه البلعمة ، وهي عملية تعرف باسم "viropexis".
    • في الفيروسات المغلفة ، قد يندمج الغلاف الفيروسي مع غشاء البلازما للخلية المضيفة ويطلق الأمبير النوكليوكابسيد في السيتوبلازم.

    غير مكسو

    • عملية يتم فيها إزالة الطبقة الخارجية وقفيصة الفيروس ، مما يؤدي إلى إطلاق مادة وراثية فيروسية في الخلية المضيفة.
    • في معظم الفيروسات ، يتأثر Uncoating بعمل الإنزيمات الليزوزومية للخلايا المضيفة.
    • بعد فك طلاء الحمض النووي الفيروسي يدمج نفسه في المادة الوراثية للخلية المضيفة.

    السينث

    • تشمل هذه المرحلة ليس فقط تخليق الحمض النووي الفيروسي وبروتين الكابسيد ولكن أيضًا من الإنزيمات الضرورية في مراحل مختلفة من التركيب والتجميع والإطلاق الفيروسي.
    • خطوات في التخليق الحيوي: -
    • نسخ مرسال الحمض النووي الريبي (مرنا) من الحمض النووي الفيروسي. تسمى هذه العملية باسم "النسخ المبكر".
    • ترجمة الرنا المرسال إلى "بروتينات مبكرة". هذه البروتينات المبكرة هي إنزيمات تبدأ في تصنيع مكونات الفيروس وتحافظ عليه. هذه العملية تسمى "الترجمة المبكرة". قد يقومون أيضًا بإيقاف تخليق البروتين المضيف والحمض النووي.
    • تكرار الحمض النووي الفيروسي. في هذه العملية ، يتم مضاعفة الجينوم الفيروسي لتخليق فيريونات جديدة.
    • نسخ mRNA (النسخ المتأخر) ثم تكوين بروتينات تسمى البروتينات "المتأخرة" أو البروتينات الهيكلية (الترجمة المتأخرة). هذه البروتينات هي مكونات كبسولات ابنة الفيريون.

    إنضاج

    • يتكون النضج من تجميع Virions الابنة الذي يحدث بعد تكوين الحمض النووي الفيروسي والبروتينات.
    • قد يتم تجميع الفيروس في نواة الخلية المضيفة (مثل فيروس الهربس و Adenovirus) أو السيتوبلازم (مثل Picorna & amp Poxvirus).
    • في هذه المرحلة ، توجد الفيروسات غير المغلفة داخل الخلايا على شكل فيروسات متطورة بالكامل ، ولكن في حالة الفيروسات المغلفة ، تكتمل فقط الكابسيد النووي.
    • يتم اشتقاق المغلفات من غشاء الخلية المضيفة أثناء عملية تعديل غشاء الخلية المضيفة الذي يصبح الغلاف عن طريق دمج مستضد خاص بالفيروس.

    إفراج

    • في الفيروسات البشرية ، عادةً ما يحدث إطلاق فيريونات النسل دون تحلل الخلية.
    • يتم إطلاق فيريونات النسل في الوسط المحيط وقد تصيب الخلايا الأخرى عن طريق التبرعم.
    • في بعض الفيروسات (مثل الحماق) ، يحدث الانتقال مباشرة من خلية إلى أخرى ، ويكون الفيروس الحر الصغير جدًا واضحًا خارج الخلية في الوسط.
    • تسبب بعض الفيروسات البشرية ضررًا عميقًا للخلية المضيفة وقد ينطلق عن طريق تحلل الخلايا (مثل فيروس شلل الأطفال).

    مرحبًا ، أنا & # 8217m مؤسس ومطور Paramedics World ، وهي مدونة مخصصة حقًا للمسعفين. أنا طبيبة مختبرات طبية ، مطور ويب ومكتبة. أعظم هواياتي هي تعليم وتحفيز الشعوب الأخرى على فعل ما يريدون فعله في الحياة.


    كيف يختطف فيروس كورونا الخلايا البشرية لنشر نفسه

    أنت حر في مشاركة هذه المقالة بموجب ترخيص Attribution 4.0 International.

    اكتشف الباحثون طريقة يستخدمها فيروس كورونا للتلاعب بالخلايا البشرية لضمان تكاثرها.

    ستساعد هذه المعرفة في تطوير الأدوية واللقاحات لمحاربة فيروس كورونا.

    يتحكم الفيروس في الخلية المصابة لأن كل فيروس يعتمد على الموارد والآلات الجزيئية للخلية للتكاثر. ينطبق هذا أيضًا على SARS-CoV-2 ، الفيروس الذي تسبب في جائحة COVID-19.

    في دراسة جديدة ، اكتشف الباحثون آلية يستخدمها فيروس كورونا لتفضيل إنتاج بروتيناته على الخلايا المصابة و # 8217. تؤدي هذه الآلية إلى أن تقلل الخلايا بشكل كبير من إنتاج البروتينات الخاصة بها ، وبدلاً من ذلك تنتج بروتينات فيروسية فقط تقريبًا.

    هذا لا يعزز إنتاج فيروسات جديدة فحسب ، بل يثبط أيضًا الاستجابة المناعية ضد عدوى فيروس كورونا.

    بعد دخول الفيروس إلى خلية بشرية أثناء الإصابة بعدوى SARS-CoV-2 ، يتم إنتاج البروتين الفيروسي NSP1 كأحد البروتينات الفيروسية الأولى. كان الباحثون يعرفون بالفعل من فيروسات كورونا الأخرى أن NSP1 يثبط إنتاج الخلايا المصابة والبروتينات الخاصة بها ، لكن لم يتضح بعد كيف يحدث ذلك.

    يوضح العمل الجديد كيف يثبط NSP1 إنتاج البروتين الخلوي.

    الريبوسومات هي الآلات الخلوية التي تنتج البروتينات. يقرؤون المخطط ، الحمض النووي الريبي المرسال ، لبروتين معين ويجمعون الأحماض الأمينية بالترتيب المقابل. أثناء القراءة ، يمر الرنا المرسال عبر قناة على الريبوسوم.

    وجد الباحثون أن NSP1 يرتبط بهذه القناة ويمنع الريبوسوم. باستخدام المجهر الإلكتروني المبرد ، وجدوا أنه يمكنهم رؤية موقع ارتباط NSP1 في قناة الريبوسوم بدقة ذرية.

    & # 8220 توفر هذه الصورة التفصيلية معلومات مهمة للتصميم المحتمل للدواء الذي يمكن أن يمنع ارتباط NSP1 دون التدخل في وظيفة الريبوسوم. إذا لم يعد NSP1 قادرًا على التفاعل مع الريبوسوم ، فإن هذا يسمح بتنشيط أنظمة الدفاع الخلوية التي يمكن أن توقف تكاثر الفيروس ، ويشرح المؤلف المشارك نيناد بان ، أستاذ البيولوجيا الجزيئية في ETH Zurich.

    باستخدام التجارب البيوكيميائية والخلوية ، تمكن الباحثون من إظهار أن NSP1 وحده كافٍ لتثبيط إنتاج البروتين. استنادًا إلى الصورة التفصيلية لوضع الربط لـ NSP1 ، تمكن الباحثون من إنتاج متغيرات NSP1 المعدلة التي فقدت تأثيرها المثبط.

    من المحتمل أن تكون فيروسات SARS-CoV-2 مع هذه المتغيرات غير النشطة من بروتين NSP1 ضعيفة ، مما يعني أنها لم تعد تسبب مرضًا شديدًا. يمكن استخدام الفيروسات الموهنة كلقاح. العديد من التطعيمات الأخرى ضد الأمراض الفيروسية تعتمد بالفعل على هذا المبدأ.

    كان الباحثون مهتمين أيضًا بمسألة سبب إنتاج البروتينات الفيروسية بكميات كبيرة على الرغم من تثبيط وظيفة الريبوسوم بواسطة NSP1. اكتشفوا أن الحمض النووي الريبي الفيروسي له خصائص فريدة من نوعها ، والتي بسببها تقرأه الريبوسومات بكفاءة عالية مقارنةً بالرسول الخلوي RNAs.

    & # 8220 بواسطة NSP1 الذي يحجب الريبوسومات ، تصبح الريبوسومات الوظيفية نادرة وفي نفس الوقت يمكن أن يشكل الحمض النووي الريبي الفيروسي ما يقرب من نصف إجمالي الحمض النووي الريبي في الخلية. في ظل هذه الظروف ، يُقرأ الحمض النووي الريبي الفيروسي بشكل تفضيلي من الريبوسومات التي لا تزال تعمل مقارنةً بالخلية و # 8217s RNA الخاص بالخلية ، و # 8221 يشرح المؤلف المشارك أوليفر مولمان ، أستاذ الكيمياء الحيوية في جامعة برن.

    سيستمر الباحثون في العمل لاكتساب مزيد من الأفكار حول كيفية تعامل SARS-CoV-2 مع الخلية لصالحها.

    جميع المجموعات البحثية الثلاث المشاركة هي جزء من المركز الوطني للكفاءة في البحث (NCCR) RNA & amp Disease ، الذي تموله مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية وكذلك جامعة برن و ETH في زيورخ. يظهر البحث في الطبيعة الهيكلية والبيولوجيا الجزيئية.


    يطور الباحثون تقنية لتتبع تكاثر فيروس الحمى الصفراء

    يُظهر كبد فأر تفتقر خلاياه المناعية إلى عنصر الإشارة المناعي المعروف باسم STAT1 تسللًا حادًا في الخلايا الليمفاوية والتهابًا ، بالإضافة إلى نخر بعد الإصابة بـ YFV-17D. الائتمان: فلوريان دوم وألكسندر بلوس ، جامعة برينستون

    طور باحثون من قسم البيولوجيا الجزيئية بجامعة برينستون طريقة جديدة يمكنها بدقة تتبع تكاثر فيروس الحمى الصفراء في الخلايا المناعية الفردية للمضيف. التقنية الموصوفة في ورقة بحثية نشرت في 14 آذار في المجلة اتصالات الطبيعة، يمكن أن تساعد في تطوير لقاحات جديدة ضد مجموعة من الفيروسات ، بما في ذلك حمى الضنك وزيكا.

    فيروس الحمى الصفراء (YFV) هو عضو في عائلة flavivirus التي تشمل أيضًا فيروس حمى الضنك وزيكا. يتسبب الفيروس ، الذي يُعتقد أنه يصيب مجموعة متنوعة من الخلايا في الجسم ، في حدوث ما يصل إلى 200000 حالة من الحمى الصفراء كل عام ، على الرغم من الاستخدام الواسع للقاح عالي الفعالية. يتكون اللقاح من شكل حي موهن من الفيروس يسمى YFV-17D ، والذي يتطابق جينوم RNA الخاص به بنسبة تزيد عن 99 بالمائة مع السلالة الخبيثة. قد يؤدي هذا الاختلاف بنسبة واحد بالمائة في جينوم الفيروس الموهن إلى تغيير التفاعلات مع الجهاز المناعي المضيف بشكل طفيف بحيث يؤدي إلى استجابة مناعية وقائية دون التسبب في المرض.

    لاستكشاف كيفية تفاعل الفيروسات مع مضيفيها ، وكيف تؤدي هذه العمليات إلى الفوعة والمرض ، قام ألكسندر بلوس ، الأستاذ المساعد في البيولوجيا الجزيئية ، وزملاؤه في جامعة برينستون بتكييف تقنية - تسمى RNA Prime flow - يمكنها اكتشاف جزيئات الحمض النووي الريبي داخل الخلايا الفردية . استخدموا هذه التقنية لتتبع وجود جزيئات فيروسية مكررة في خلايا مناعية مختلفة تدور في دم الفئران المصابة. عادة ما تكون الفئران مقاومة لـ YFV ، لكن بلوس وزملاؤه وجدوا أنه حتى سلالة YFV-17D الموهنة كانت قاتلة إذا تمت إزالة عامل النسخ STAT1 ، وهو جزء من مسار إشارات مضاد للفيروسات ، من الخلايا المناعية للفئران. تشير النتائج إلى أن إشارات الإنترفيرون داخل الخلايا المناعية تحمي الفئران من YFV ، وأن الاختلافات الخاصة بالأنواع في هذا المسار تسمح للفيروس بالتكاثر في البشر وبعض الرئيسيات الأخرى ولكن ليس الفئران.

    وفقًا لذلك ، كان YFV-17D قادرًا على التكاثر بكفاءة في الفئران التي تم استبدال أجهزتها المناعية بخلايا مناعية بشرية قادرة على تنشيط إشارات الإنترفيرون. ومع ذلك ، تمامًا مثل البشر الذين تم تحصينهم بلقاح YFV الموهن ، فإن هذه الفئران "المتوافقة مع البشر" لم تظهر عليها أعراض المرض عند إصابتها بـ YFV-17D ، مما سمح بلوس وزملائه بدراسة كيفية تفاعل الفيروس الموهن مع جهاز المناعة البشري. باستخدام تقنية تدفق الحمض النووي الريبي الفيروسي ، قرر الباحثون أن الفيروس يمكن أن يتكاثر داخل أنواع معينة من الخلايا المناعية البشرية ، بما في ذلك الخلايا الليمفاوية B والخلايا القاتلة الطبيعية ، والتي لم يتم اكتشاف الفيروس فيها مسبقًا. وجد الباحثون أن مجموعة أنواع الخلايا البشرية التي يستهدفها الفيروس تتغير على مدار مسار العدوى في كل من دم وطحال الحيوانات ، مما يسلط الضوء على الديناميكيات المتميزة لتكاثر YFV-17D في جهاز المناعة البشري.

    قال فلوريان دوم ، باحث ما بعد الدكتوراه في قسم البيولوجيا الجزيئية والمؤلف الأول في الدراسة ، إن الخطوة التالية هي تأكيد تكرار YFV في هذه المجموعات الفرعية من الخلايا المناعية في المرضى المصابين بفيروس YFV وفي متلقي لقاح YFV-17D. . وقال دوم إن تدفق الحمض النووي الريبي الفيروسي يوفر الآن الوسائل لإجراء مثل هذه التحليلات.

    يخطط الباحثون أيضًا لدراسة ما إذا كانت السلالات الخبيثة والمضعفة من فيروس الحمى الصفراء تصيب مختلف الخلايا المناعية المضيفة. قد يساعد هذا النهج في تفسير سبب وفاة بعض الأشخاص المصابين بالفيروس بينما يعاني البعض الآخر من الأعراض الخفيفة فقط ، بالإضافة إلى التغييرات في جينوم YFV-17D التي تضعف قدرة الفيروس على التسبب في المرض. وقال بلوس: "يمكن أن يوجه هذا التصميم العقلاني للقاحات ضد مسببات الأمراض ذات الصلة ، مثل فيروس زيكا وحمى الضنك".

    معلومات اكثر: اتصالات الطبيعة، DOI: 10.1038 / NCOMMS14781


    ملخص

    ال Papillomaviridae هي عائلة من الفيروسات الصغيرة غير المغلفة مع جينومات الحمض النووي المزدوج التي تقطعت بها السبل من 5748 نقطة أساس إلى 8607 نقطة أساس (الجدول 1. Papillomaviridae). يعتمد تصنيفها على هوية تسلسل النوكليوتيدات الزوجي عبر إطار القراءة المفتوح L1. أعضاء Papillomaviridae تصيب الغشاء المخاطي والظهارة المتقرنة في المقام الأول ، وتم عزلها من الأسماك والزواحف والطيور والثدييات. على الرغم من التاريخ الطويل للتطور المشترك مع مضيفيهم ، فإن بعض فيروسات الورم الحليمي هي مسببات الأمراض من الأنواع المضيفة الطبيعية.

    الجدول 1.Papillomaviridae. خصائص أفراد الأسرة Papillomaviridae.

    صفة مميزة

    وصف

    فيروس الورم الحليمي البشري 16 (K02718) ، الأنواع فيروس ألفا بابيلوما 9، جنس فيروس ألفا بابيلوما ، فصيلة Firstpapillomavirinae

    غير مغلف ، 55 نانومتر ، عشروني الوجوه

    التعميم dsDNA. يتراوح الجينوم من 5748 نقطة أساس إلى 8607 نقطة أساس.

    تكرار ثيتا ثنائي الاتجاه

    النصوص المبكرة والمتأخرة ، الربط البديل ، إطارات القراءة المفتوحة البديلة

    الثدييات والزواحف والطيور والأسماك

    تتضمن فئتان فرعيتان نوعين & gt50 genera و & gt130


    فايروس

    أي عضو من فئة فريدة من العوامل المعدية ، والتي كانت تتميز في الأصل بصغر حجمها (ومن ثم تم وصفها بأنها & ldquofiltible & rdquo بسبب قدرتها على المرور عبر مرشحات خزفية دقيقة تمنع جميع الخلايا ، بما في ذلك البكتيريا) وعدم قدرتها على التكاثر خارج وبدون مساعدة خلية مضيفة حية. نظرًا لأن هذه الخصائص مشتركة بين بكتيريا معينة (الريكتسي والكلاميديا) ، فإن الفيروسات تتميز الآن بتنظيمها البسيط وطريقة تكرارها الفريدة. يتكون الفيروس من مادة وراثية ، قد تكون إما DNA أو RNA ، ويحيط بها غلاف بروتيني ، وفي بعض الفيروسات ، بغلاف غشائي.

    على عكس الكائنات الخلوية ، لا تحتوي الفيروسات على جميع الآليات الكيميائية الحيوية لتكاثرها الخاص ، فهي تتكاثر باستخدام الآليات الكيميائية الحيوية للخلية المضيفة لتوليف وتجميع مكوناتها المنفصلة. (يحتوي بعضها على إنزيمات أساسية أو ينتجها عندما لا يكون هناك إنزيم خلوي يعمل.) عندما يتلامس جسيم فيروس كامل (فيريون) مع خلية مضيفة ، يكون الحمض النووي الفيروسي فقط ، وفي بعض الفيروسات ، عددًا قليلاً من الإنزيمات. حقنها في الخلية المضيفة.

    داخل الخلية المضيفة ، يتم نسخ المادة الوراثية لفيروس DNA ونسخها إلى RNA رسول بواسطة إنزيمات الخلية المضيفة ، ويتم تصنيع البروتينات المشفرة بواسطة الجينات الفيروسية بواسطة ريبوسومات الخلية المضيفة. هذه هي البروتينات التي تشكل القفيصة (الغلاف البروتيني) ، وقد يكون هناك أيضًا عدد قليل من الإنزيمات أو البروتينات المنظمة التي تشارك في تجميع القفيصة حول الحمض النووي الفيروسي المُصنَّع حديثًا ، وفي التحكم في الآليات الكيميائية الحيوية للخلية المضيفة ، وفي تحلل الخلية المضيفة عندما تم تجميع الفيروسات الجديدة. قد يكون بعضها موجودًا بالفعل داخل الفيروس الأولي ، وقد يتم ترميز البعض الآخر بواسطة الجينوم الفيروسي للإنتاج داخل الخلية المضيفة.

    نظرًا لأن الخلايا المضيفة لا تملك القدرة على التكاثر و ldquoviral RNA و rdquo ولكنها قادرة على نسخ RNA المرسال ، يجب أن تحتوي فيروسات RNA على إنزيمات لإنتاج مادة وراثية لفيروسات جديدة. بالنسبة لفيروسات معينة ، يتم نسخ الحمض النووي الريبي بواسطة إنزيم فيروسي (ترانسكريبتاز) موجود في الفيروس ، أو يتم إنتاجه بواسطة الخلية المضيفة باستخدام الحمض النووي الريبي الفيروسي كمرسل. في فيروسات أخرى ، يقوم النسخ العكسي الموجود في الفيروس بنسخ الرسالة الجينية الموجودة على الحمض النووي الريبي الفيروسي إلى الحمض النووي ، والذي يتم نسخه بعد ذلك بواسطة الخلية المضيفة. إن إنزيم النسخ العكسي هو في الواقع مزيج من إنزيمين: بوليميراز يقوم بتجميع نسخة DNA الجديدة و RNase الذي يحط من مصدر الحمض النووي الريبي (RNA).

    في الفيروسات التي تحتوي على أغشية ، يتم تصنيع البروتينات الفيروسية المرتبطة بالغشاء بواسطة الخلية المضيفة وتتحرك ، مثل بروتينات غشاء الخلية المضيفة ، إلى سطح الخلية. عندما تتجمع هذه البروتينات لتشكيل القفيصة ، يتم ضغط جزء من غشاء الخلية المضيفة لتشكيل غلاف الفيروس.

    تحتوي بعض الفيروسات على عدد قليل من الجينات المشفرة لبروتينات القفيصة. قد تحتوي الجينات الأخرى الأكثر تعقيدًا على بضع مئات من الجينات. لكن لا يوجد فيروس لديه آلاف الجينات التي تتطلبها حتى أبسط الخلايا. على الرغم من أن الفيروسات و ldquosteal و rdquo بشكل عام غلافها الدهني من الخلية المضيفة ، فإن جميعها تقريبًا تنتج & ldquoenvelope البروتينات التي تخترق الغلاف وتعمل كمستقبلات. تسهل بعض بروتينات الغلاف دخول الفيروس إلى الخلية ، والبعض الآخر له تأثيرات مباشرة مُمْرِضة.

    لا تنتج بعض الفيروسات تحللًا سريعًا للخلايا المضيفة ، ولكنها تظل كامنة لفترات طويلة في المضيف قبل ظهور الأعراض السريرية. يمكن أن تتخذ حالة الناقل هذه أيًا من عدة أشكال مختلفة. يستخدم مصطلح الكمون للدلالة على الفترة من العدوى إلى المظاهر السريرية. في الفيروسات البطيئة ، كان يعتقد خطأ سابقًا أن الفيروس كان غير نشط خلال هذه الفترة. الوضع الحقيقي هو أن الفيروسات البطيئة تتكاثر بسرعة وتفرخ العشرات من أشباه الأنواع حتى يتجاوز نوع فعال بشكل خاص قدرة الجهاز المناعي للمضيف على هزيمته. ومع ذلك ، فإن فيروسات أخرى ، مثل فيروسات الهربس ، تدخل فعليًا وقتًا يُعرف باسم & ldquoviral latency ، & rdquo عندما يحدث القليل من النسخ المتماثل أو لا يحدث تكرارًا حتى يتم بدء النسخ المتماثل مرة أخرى بواسطة مشغل معين. لسنوات عديدة ، كان يُعتقد أن جميع أشكال زمن الوصول متطابقة ، ولكن تم الآن اكتشاف أن هناك أنواعًا مختلفة ذات اختلافات أساسية ومهمة.

    في الكمون الفيروسي ، يمكن حماية معظم الخلايا المضيفة من العدوى بآليات المناعة التي تشمل الأجسام المضادة للجزيئات الفيروسية أو الإنترفيرون. المناعة الخلوية ضرورية ، خاصة في التعامل مع الخلايا المضيفة المصابة. قد تعمل الخلايا الليمفاوية السامة للخلايا أيضًا كخلايا تقدم للمستضد لتنسيق الاستجابة المناعية بشكل أفضل. يعد احتواء الفيروس في الأنسجة المخاطية أكثر تعقيدًا بكثير ، حيث يشمل الخلايا المتغصنة المسامية وخلايا لانجرهانز.

    يمكن إنتاج بعض فيروسات الرنا المغلفة في الخلايا المصابة التي تستمر في النمو والانقسام دون أن تموت. ربما يتضمن هذا نوعًا من التنظيم داخل الخلايا لنمو الفيروس. من الممكن أيضًا دمج الحمض النووي لبعض الفيروسات في DNA الخلية المضيفة ، مما ينتج عنه حالة حاملة. هذه هي الفيروسات القهقرية دائمًا تقريبًا ، والتي تسمى الفيروسات الأولية قبل وبعد دمج الحمض النووي الفيروسي في جينوم المضيف.

    Few viruses produce toxins, although viral infections of bacteria can cause previously innocuous bacteria to become much more pathogenic and toxic. Other viral proteins, such as some of the human immunodeficiency virus , appear to be actively toxic, but those are the exception, not the rule.

    However, viruses are highly antigenic. Mechanisms of pathologic injury to cells include cell lysis induction of cell proliferation (as in certain warts and molluscum contagiosum ) formation of giant cells, syncytia, or intracellular inclusion bodies caused by the virus and perhaps most importantly, symptoms caused by the host's immune response , such as inflammation or the deposition of antigen-antibody complexes in tissues.

    Because viral reproduction is almost completely carried out by host cell mechanisms, there are few points in the process where stopping viral reproduction will not also kill host cells. For this reason there are no chemotherapeutic agents for most viral diseases. acyclovir is an antiviral that requires viral proteins to become active. Some viral infections can be prevented by vaccination (active immunization ), and others can be treated by passive immunization with immune globulin , although this has been shown to be effective against only a few dozen viruses.


    شاهد الفيديو: تكاثر الفيروسات. الدورة الحالة و الاندماجية (أغسطس 2022).