ไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยว: โครงสร้างการจำลองแบบความสำคัญ - ชีววิทยา

เดียวดีเอ็นเอควั่นไวรัส (ssDNA) หรือ ssDNA (“เดี่ยวควั่น”) เป็นนิติบุคคลติดเชื้อทางชีวภาพที่มีจีโนมถูกสร้างขึ้นจากสาระเดียวของวัสดุจีโนมซึ่งเป็นเหตุผลที่พวกเขาจะเรียกชื่อนั้น

ไวรัสเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะโดยไม่ใช้ RNA เป็นตัวกลางแบบคลาสสิกในระหว่างการจำลองแบบของไวรัสซึ่งเป็นไวรัสที่ใช้ไวรัส RNA (แบบเกลียวเดี่ยวหรือสองเส้น) หรือไวรัส dsDNA (ติดเกลียวคู่)

ที่มา: ผู้ใช้วิกิพีเดียภาษาอังกฤษ Graham Beards

ตามการจำแนกประเภทของ David Baltimore ไวรัสเหล่านี้อยู่ในกลุ่ม II ซึ่งรวมถึงไวรัสขนาดเล็กมาก (ไม่เกิน 20 นาโนเมตร) ที่สามารถติดเชื้อแบคทีเรียพืชและสัตว์ได้

โครงสร้าง

ไวรัสเหล่านี้มีโครงสร้างที่เรียบง่ายมาก ประกอบด้วยแคปซิดที่ไม่มีการเคลือบหรือซองจดหมายที่ไม่เกิน 20 นาโนเมตร รูปร่างของมันมักจะเป็นทรงกลมมีสมมาตรแบบ icosahedral (รูปทรงหลายเหลี่ยม 20 ด้าน) แคปโซเมอร์แต่ละตัวที่ประกอบขึ้นเป็นแคปซิดมีรูปทรงสามเหลี่ยม

แคปซิดประกอบด้วยชุดของโปรตีนไวรัสรวมถึงดีเอ็นเอสายเดี่ยว (ดังนั้น ssDNA Virus) จึงปกป้องจีโนมและยังรวมถึงโปรตีนที่เชี่ยวชาญในการจดจำเซลล์โฮสต์ ภายในยังมีโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ ssDNA

การจำลองแบบ

ไวรัสจะได้รับความสามารถในการสืบพันธุ์หรือการจำลองแบบโดยการเข้าไปหรือติดเชื้อในเซลล์และเข้ายึดเครื่องจักรจำลอง แม้ว่าสารพันธุกรรมรุ่นหลังจะมีจีโนม แต่สารพันธุกรรมก็ไม่เพียงพอที่จะทำซ้ำได้อย่างอิสระ

ในวิธีที่ง่ายขึ้นไวรัสจะต้องกระตุ้นเซลล์โฮสต์เพื่อสร้างส่วนประกอบทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้างไวรัสมากขึ้น ไวรัสที่มีดีเอ็นเอเกลียวคู่มีแถบที่มีขั้วบวกและขั้วลบซึ่งจะเสริมกันและกัน

ในขณะเดียวกันไวรัสสายเดี่ยวต้องพัฒนาห่วงโซ่ที่จำเป็นเพื่อให้สามารถจำลองซ้ำได้ ซึ่งหมายความว่าก่อนที่จะสังเคราะห์ mRNA จากไวรัสเหล่านี้ได้จะต้องมีการสังเคราะห์แถบดีเอ็นเอเสริมซึ่งมักเป็นแถบลบ (-) เนื่องจากโปรตีน RNA polymerase ใช้เฉพาะ DNA แบบเกลียวคู่ (dsDNA) เท่านั้น

ไวรัสชนิดหลังถูกใช้โดยไวรัสเหล่านี้ในการจำลองแบบและยังเป็นตัวกลางในการถอดความโดยที่ dsDNA เชิงลบจะถูกถ่ายทอดเป็น mRNA ของไวรัส การสังเคราะห์ดีเอ็นเอแบบเกลียวคู่และการถอดความในภายหลังจะถูกสื่อกลางโดยเอนไซม์ของเซลล์และในบางกรณีโดยการมีส่วนร่วมของโปรตีนบางชนิดที่มีลักษณะของไวรัส

ประเภทของไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยว

ไวรัสส่วนใหญ่ที่มีจีโนมสายเดี่ยว (ssDNA / ssDNA) มีขั้ว + ซึ่งหมายความว่าเมื่อบรรจุในวัสดุที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมภายใน virion สาย DNA จะมีขั้วบวก (+)

อย่างไรก็ตามบางครั้งแถบลบของ DNA ถูกบรรจุในไวรัสจึงมีขั้วลบ (-)

ในกรณีข้างต้นไวรัสจะจัดสรรเครื่องจักรจำลองแบบเซลลูลาร์เพื่อสังเคราะห์เส้นใยเสริมจากนั้นสังเคราะห์ mRNA และทำซ้ำ

ในกรณีอื่น ๆ ที่ไม่พบบ่อยจีโนมของไวรัสจะมีขั้ว +/- ซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นโซ่สัมผัสสองชั้นซึ่งสามารถสังเคราะห์ห่วงโซ่เสริมหนึ่งหรือโซ่เสริมอื่นได้

แบคทีเรีย SsDNA

Bacteriophages ของตระกูล Ff (หรือ filamentous phages) รวมถึง phage f1, fd และ phage M13 มีความคล้ายคลึงกับแบคทีเรียที่มีโมเลกุลดีเอ็นเอแบบเกลียวเดี่ยวแบบวงกลมเดี่ยว

ในทางกลับกัน phage phi-x174 ยังมี ssDNA เป็นจีโนม ไวรัสขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 25 นาโนเมตรมีขนาดเล็กกว่าเยื่อหุ้มเซลล์ที่บางที่สุดหลายเท่า ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เพียง 5386 ซึ่งเป็นรหัสสำหรับโปรตีนสิบเอ็ดชนิดเท่านั้นที่จะประกอบเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้าง

ไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยวในพืช

ในอาณาจักรพืชยังมีโรคจำนวนมากที่เกิดจากไวรัสนี้ โดยทั่วไปแล้วไวรัส ssDNA เหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในวงศ์ Geminiviridae และ Nanoviridae ซึ่งก่อให้เกิดโรคต่างๆที่มีความสำคัญด้านสุขอนามัยพืช

พาหะเป็นแมลงที่ใช้พืชเป็นแหล่งอาหารเสมอ ในบรรดาโรคเหล่านี้เราสามารถพูดถึงไวรัสคลอโรซิสในถั่วชิกพีและสตรีคข้าวโพดซึ่งมีตั๊กแตนเป็นเวกเตอร์หลัก ในทั้งสองกรณีไวรัสที่เกี่ยวข้องเป็นประเภท Mastrevirus

ตัวอย่างอื่น ๆ ได้แก่ ไวรัสมะเขือเทศของจีนซึ่งเกิดจากการติดเชื้อ Begomovirus ซึ่งมีเวกเตอร์คือแมลงหวี่ขาว (Aleyrodidae) และใบไม้ที่ตายแล้วในถั่วที่ผลิตโดย Nanovirus ซึ่งส่วนใหญ่มีผลต่อพืชตระกูลถั่ว

ไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยวที่มีความสำคัญทางการแพทย์บางชนิด

มีไวรัสหลายชนิดที่มีความสำคัญทางการแพทย์สำหรับมนุษย์ซึ่งจีโนมประกอบด้วยดีเอ็นเอสายเดี่ยว ไวรัส ssDNA บางตัวที่ส่งผลกระทบต่อมนุษย์เป็นไวรัสที่อยู่ในตระกูล Parvoviridae เช่น parvovirus และ bocavirus

พาร์โวไวรัสB19

Parvovirus เป็นไวรัสขนาดเล็ก (ระหว่าง 18 ถึง 26 นาโนเมตร) ที่มีแคปซูล icosahedral เปล่า (ไม่มีซองจดหมาย) พร้อมด้วยจีโนมมิวโคโซ่ที่สามารถให้ความรู้สึกเชิงลบหรือเชิงบวก (- / +) สำหรับการจำลองแบบของมันจำเป็นต้องมีเซลล์ที่กำลังเติบโตหรือไวรัสเสริม (dependovirus)

สมมติฐานเกี่ยวกับการจำลองแบบบ่งชี้ว่าเมื่ออยู่ภายในเซลล์โฮสต์แล้วจะส่งจีโนมของมันไปยังนิวเคลียสในลักษณะที่ดีเอ็นเอสายเดี่ยวกลายเป็นเกลียวสองชั้นโดยปัจจัยการจำลองแบบของโฮสต์เช่นเดียวกับ DNA polymerases ที่มีอยู่ในเซลล์โฮสต์เท่านั้น เซลล์ที่กำลังเติบโต

อาการของโรคไวรัสนี้มักไม่เป็นอันตรายโดยส่งผลกระทบต่อเด็กเป็นหลักและก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "โรคที่ห้า" ลักษณะอาการส่วนใหญ่คือการมีผื่นแดงที่แก้มอย่างเห็นได้ชัดอาการคัดจมูกไข้ต่ำปวดกล้ามเนื้อและปวดศีรษะ (ลักษณะทั่วไปของหวัด)

อย่างไรก็ตามแม้จะไม่ร้ายแรง แต่ในผู้ป่วยที่เป็นโรคโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงเรื้อรังก็สามารถทำให้เกิดอาการ aplastic Crisis และในผู้ใหญ่ทำให้เกิด polyarthritis เฉียบพลันได้

ในกรณีที่ไวรัสมีผลต่อผู้หญิงในระหว่างตั้งครรภ์อาจทำให้เกิดภาวะที่เรียกว่า 'hydrops fetalis' ซึ่งจะทำให้ทารกในครรภ์เสียชีวิตได้

โบกาไวรัส

Bocavirus เป็นไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยวที่เพิ่งค้นพบ ในเด็กอาจทำให้เกิดอาการเจ็บป่วยทางเดินหายใจเฉียบพลันซึ่งมักมีความซับซ้อนและรุนแรง ในผู้ป่วยที่อายุน้อยกว่า 2 ปี bocavirus อาจทำให้หลอดลมฝอยอักเสบได้โดยมีอาการหายใจดังเสียงฮืด ๆ และ viremia ขยายเป็นเวลาหลายวัน มีเพียงกรณีร้ายแรงที่บันทึกไว้

การแพร่กระจายของไวรัสนี้โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับสารคัดหลั่งจากทางเดินหายใจ

ไวรัสที่เกี่ยวข้องกับอะดีโน

พวกมันเป็นไวรัสที่อยู่ในสกุล Dependovirus สิ่งเหล่านี้มักติดเชื้อในมนุษย์ แต่สามารถเพิ่มจำนวนได้ด้วยความช่วยเหลือของไวรัสเสริมซึ่งโดยปกติคือ adenovirus ไวรัสเหล่านี้ไม่ก่อให้เกิดโรคและไม่เปลี่ยนแปลงผลของการติดเชื้ออะดีโนไวรัส

อย่างไรก็ตามด้วยการมีคุณสมบัติเหล่านี้ร่วมกับคุณสมบัติในการรวมเข้ากับโครโมโซมของโฮสต์ทำให้ไวรัสที่เกี่ยวข้องกับอะดีโนที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการบำบัดทดแทนยีน

ไวรัสอื่น ๆ ในตระกูล Parvoviridae ที่มี DNA สายเดี่ยวมีผลต่อกลุ่มสัตววิทยาโดยเฉพาะเท่านั้น เช่น Densoviruses ส่วนใหญ่ติดแมลง

อ้างอิง

เออร์สไคน์ดับเบิลยู. (2552). ถั่วเลนทิล: พฤกษศาสตร์การผลิตและการใช้งาน CABI
Evans, J. , & Manson, A. (2011). สิ่งจำเป็นในเซลล์และพันธุศาสตร์ + StudentConsult in Spanish. Elsevier สเปน
King, AM, Lefkowitz, E. , Adams, MJ, & Carstens, EB (Eds.) (2011) อนุกรมวิธานไวรัส: รายงานฉบับที่เก้าของคณะกรรมการระหว่างประเทศว่าด้วยอนุกรมวิธานของไวรัส (ฉบับที่ 9) เอลส์
Marcdante, K. , & Kliegman, RM (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition วิทยาศาสตร์สุขภาพเอลส์เวียร์
Murray, PR, Rosenthal, KS และ Pfaller, MA (2017) จุลชีววิทยาทางการแพทย์. วิทยาศาสตร์สุขภาพเอลส์เวียร์
Oxford, JS, Collier, LH และ Kellam, P. (2016). ไวรัสวิทยาของมนุษย์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
วูดเบอรี, CP (2003). ชีวเคมี: ปฏิกิริยาทางเคมีของเซลล์สิ่งมีชีวิตเล่ม 1 และ 2 โดย David E.Metzler และ Carol M. Metzler (มหาวิทยาลัยแห่งรัฐไอโอวา) สำนักพิมพ์วิชาการนิวยอร์ก

ไวรัสดีเอ็นเอสายเดี่ยว: โครงสร้างการจำลองแบบความสำคัญ - ชีววิทยา - 2025