WIRUS JEDNONICIOWEGO DNA: BUDOWA, REPLIKACJA, ZNACZENIE - BIOLOGIA - 2025

Jednoniciowy wirusem DNA (ssDNA) lub ssDNA ( „single stranded”) jest zakaźną jednostka biologiczna którego genom składa się z pojedynczej nici genomowego materiału, dlatego są one nazywane przez tą nazwą.

Wirusy te charakteryzują się tym, że nie używają RNA jako klasycznego produktu pośredniego podczas replikacji wirusa, są to wirusy wykorzystujące wirusy RNA (jedno- lub dwuniciowe) lub wirusy dsDNA (dwuniciowe).

Źródło: angielski użytkownik Wikipedii Graham Beards

Według klasyfikacji Davida Baltimore'a, wirusy te należą do grupy II, w tym wirusy o bardzo małych rozmiarach (do 20 nm), które mogą zakażać bakterie, rośliny i zwierzęta.

Struktura

Wirusy te mają bardzo prostą strukturę. Składają się z kapsydu bez powłoki lub otoczki, której długość nie przekracza 20 nm. Jego kształt jest zwykle kulisty o dwudziestościennej symetrii (dwudziestościenny wielościan). Każdy kapsomer, który tworzy kapsyd, ma trójkątny kształt.

Kapsyd, składający się z zestawu białek wirusowych, zawiera pojedynczą nić DNA (stąd wirus ssDNA), chroniąc w ten sposób genom, a także białka wyspecjalizowane w rozpoznawaniu komórek gospodarza. Wewnątrz znajdują się również białka związane z ssDNA.

Replikacja

Wirusy uzyskują zdolność do reprodukcji lub replikacji tylko przez wejście do komórki lub zakażenie jej i przejmowanie jej mechanizmu replikacji. Chociaż te ostatnie mają genom, materiał genetyczny jest niewystarczający do niezależnej replikacji.

W uproszczony sposób wirus musi skłonić komórkę gospodarza do wytworzenia wszystkich składników niezbędnych do wytworzenia większej liczby wirusów. Wirusy z dwuniciowym DNA mają prążki o polaryzacji dodatniej i ujemnej, które będą się wzajemnie uzupełniać.

W międzyczasie wirusy jednoniciowe muszą rozwinąć łańcuch, którego potrzebują, aby móc się replikować. Oznacza to, że zanim mRNA z tych wirusów będzie mogło zostać zsyntetyzowane, konieczne jest zsyntetyzowanie komplementarnego prążka DNA, który często jest prążkiem ujemnym (-), ponieważ białko polimerazy RNA wykorzystuje tylko dwuniciowy DNA (dsDNA).

Ten ostatni jest używany przez te wirusy w replikacji i jest także pośrednikiem w transkrypcji, w której ujemna nić dsDNA jest transkrybowana do wirusowego mRNA. W syntezie dwuniciowego DNA i późniejszej transkrypcji pośredniczą enzymy komórkowe, aw niektórych przypadkach udział niektórych białek o charakterze wirusowym.

Rodzaje jednoniciowych wirusów DNA

Większość wirusów z jednoniciowym genomem (ssDNA / ssDNA) ma biegunowość +, co oznacza, że ​​nić DNA ma dodatnią biegunowość (+), gdy jest upakowana w dziedzicznym materiale w obrębie wirionu.

Jednak czasami ujemny prążek DNA jest upakowany w wirusie, przez co ma ujemną biegunowość (-).

W powyższych przypadkach wirus przywłaszcza sobie komórkową maszynerię replikacji do syntezy komplementarnej nici, a następnie syntetyzowania mRNA i replikacji.

W innych rzadszych przypadkach genom wirusa ma biegunowość +/-, co wskazuje, że jest to łańcuch o podwójnym sensie, w którym można zsyntetyzować jeden lub inny łańcuch komplementarny.

Bakteriofag SsDNA

Bakteriofagi z rodziny Ff (lub fagi nitkowate), do których należą fagi f1, fd i fag M13, są bardzo podobne do pilusów bakteryjnych, które zawierają pojedynczą kolistą jednoniciową cząsteczkę DNA.

Z drugiej strony fag phi-x174 ma również genom ssDNA. Ten malutki wirus o średnicy zaledwie 25 nm jest kilkakrotnie mniejszy niż najcieńsza błona komórkowa. Zawiera tylko 5386 nukleotydów, które kodują tylko jedenaście białek, które będą stanowić część jego struktury.

Wirusy jednoniciowego DNA w roślinach

W królestwie roślin występuje również wiele chorób wywoływanych przez tego wirusa. Ogólnie rzecz biorąc, te wirusy ssDNA należą głównie do rodzin Geminiviridae i Nanoviridae, które powodują kilka chorób o znaczeniu fitosanitarnym.

Wektory to zawsze owady, które wykorzystują roślinę jako źródło pożywienia. Wśród tych chorób można wymienić wirusa chlorozy występującego w ciecierzycy i kukurydzy, których głównym wektorem są koniki polne. W obu przypadkach wirus należy do rodzaju Mastrevirus.

Innymi przykładami są chiński wirus pomidora, wywoływany w wyniku zakażenia begomowirusem, którego wektorem są mączliki (Aleyrodidae) oraz nekrotyczny liść fasoli produkowanej przez nanowirusa, który atakuje głównie rośliny strączkowe.

Niektóre z medycznie ważnych wirusów jednoniciowych DNA

Istnieje kilka wirusów o medycznym znaczeniu dla człowieka, których genom składa się z jednoniciowego DNA. Niektóre wirusy ssDNA atakujące człowieka to wirusy należące do rodziny Parvoviridae, takie jak parwowirus i bocawirus.

Parwowirus B19

Parwowirus to mały wirus (między 18 a 26 nm), który ma nagą ikozaedryczną torebkę (bez otoczki), z genomem łańcucha śluzowego, który może mieć sens negatywny lub dodatni (- / +). Do jego replikacji konieczna jest obecność rosnących komórek lub wirusa adiuwantowego (dependovirus).

Hipotezy dotyczące jego replikacji wskazują, że po internalizacji w komórce gospodarza przekazuje swój genom do jądra w taki sposób, że jednoniciowy DNA staje się dwuniciowy przez czynniki replikacyjne gospodarza, a także przez polimerazy DNA, które istnieją tylko w komórkach gospodarza. rosnące komórki.

Objawy tej choroby wirusowej zwykle nie są groźne, dotykają głównie dzieci i wywołują tzw. „Piątą chorobę”. Najbardziej charakterystyczne objawy to pojawienie się zauważalnego zaczerwienienia na policzkach, przekrwienie błony śluzowej nosa, niska gorączka, bóle mięśni i głowy (typowe cechy przeziębienia).

Jednak, mimo że nie jest poważny, u pacjentów z przewlekłą niedokrwistością hemolityczną może powodować epizody przełomu aplastycznego, au dorosłych powodować ostre zapalenie wielostawowe.

W tych przypadkach, w których wirus zaatakuje kobietę w ciąży, może wywołać stan zwany „obrzękiem płodu”, który spowoduje śmierć płodu.

Bocavirus

Bocawirus jest również niedawno odkrytym wirusem jednoniciowym DNA. U dzieci może powodować ostrą chorobę układu oddechowego, która często jest skomplikowana i ciężka. U tych pacjentów młodszych niż dwa lata bocawirus może powodować zapalenie oskrzelików z świszczącym oddechem i wiremią trwającą kilka dni. Odnotowano tylko jeden przypadek śmiertelny.

Przenoszenie tego wirusa jest generalnie związane z wydzielinami z dróg oddechowych.

Wirusy związane z Adenowirusami

Są to wirusy należące do rodzaju Dependovirus. Te zwykle infekują ludzi, ale są zdolne do namnażania się tylko przy pomocy wirusa adiuwantowego, którym jest zwykle adenowirus. Wirusy te same w sobie nie powodują chorób i nie zmieniają skutków zakażenia adenowirusem.

Jednak posiadając te cechy wraz z właściwością integracji z chromosomami gospodarza, umożliwiły one genetycznie zmodyfikowanym wirusom towarzyszącym adenowirusom, aby były doskonałymi kandydatami do terapii zastępowania genów.

Inne wirusy z rodziny Parvoviridae z jednoniciowym DNA wpływają tylko na określone grupy zoologiczne. Na przykład densowirusy infekują głównie owady.

Bibliografia

1. Erskine, W. (2009). Soczewica: botanika, produkcja i zastosowania. CABI.
2. Evans, J. i Manson, A. (2011). Podstawy komórek i genetyki + StudentConsult w języku hiszpańskim. Elsevier Hiszpania.
3. King, AM, Lefkowitz, E., Adams, MJ i Carstens, EB (red.). (2011). Taksonomia wirusów: dziewiąty raport Międzynarodowego Komitetu Taksonomii Wirusów (tom 9). Elsevier.
4. Marcdante, K. i Kliegman, RM (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition. Elsevier Health Sciences.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS i Pfaller, MA (2017). Mikrobiologia medyczna. Elsevier Health Sciences.
6. Oxford, JS, Collier, LH i Kellam, P. (2016). Wirusologia człowieka. Oxford University Press.
7. Woodbury, CP (2003). Biochemistry: The Chemical Reactions of Living Cells, tomy 1 i 2, David E. Metzler i Carol M. Metzler (Iowa State University). Academic Press, Nowy Jork.