التكاثر الفيروسي: الخصائص ، دورة التكاثر الفيروسي ، مثال (فيروس نقص المناعة البشرية) - مادة الاحياء - 2025

على تكاثر الفيروس هو السبيل أنواع مختلفة من الفيروسات تتكاثر داخل الخلايا الغازية. تمتلك هذه الكيانات DNA أو RNA العديد من الاستراتيجيات المختلفة لتجنيد الهياكل داخل الخلية واستخدامها لإنتاج نسخ من نفسها.

تتمثل "الوظيفة" البيولوجية لأي نوع من أنواع تكاثر الفيروس في توليد جينومات وبروتينات فيروسية جديدة بكميات كافية لضمان انتشار الجينوم الفيروسي الذي غزا الخلية.

خطوات التكاثر الفيروسي (المصدر: أليخاندرو بورتو عبر ويكيميديا ​​كومنز)

تحتاج جميع الفيروسات المعروفة حتى الآن إلى إنزيمات الخلايا لتكاثرها ، حيث لا تحتوي على إنزيمات خاصة بها تسمح لها بالتكاثر والتكاثر من تلقاء نفسها.

الجزيئات الفيروسية قادرة على غزو أي نوع من الخلايا تقريبًا في المحيط الحيوي.

نتيجة لذلك ، وجهت البشرية قدرًا كبيرًا من الموارد والجهود لفهم ليس فقط عمل الفيروسات ، ولكن أيضًا التكاثر الفيروسي ، لأن هذه العملية هي مفتاح السيطرة المناسبة على جميع الأمراض التي تنتج عن إصابة أصل فيروسي.

تحتاج الفيروسات إلى الوصول إلى داخل الخلايا ، وللقيام بذلك ، يجب أن تضع آليات متخصصة "للتحايل" على الدفاعات الذاتية لمضيفها. بمجرد دخول الأفراد "المستعمرين" ، يجب أن يكونوا قادرين على دخول خلاياهم وتكرار جينومهم وبروتيناتهم.

مميزات

يقدم التكاثر الفيروسي اختلافات مهمة في كل نوع من أنواع الفيروسات ؛ علاوة على ذلك ، يمكن أن تحتوي نفس الأنواع على أنماط مصلية مختلفة و "أشباه أنواع" وفيروسات مع تعديلات كبيرة في تسلسلها الجيني.

يمكن أن يتكون جينوم الفيروسات من أحماض نووية مثل DNA أو RNA أو كليهما ، مفردة أو مزدوجة. يمكن أن تكون الجزيئات المذكورة أيضًا في شكل دائري وخطي ، مثل "دبابيس الشعر" (دبوس الشعر) ، من بين أشياء أخرى.

نتيجة للاختلاف الكبير في بنية الفيروسات ، هناك تنوع كبير في الاستراتيجيات والآليات لتنفيذ النسخ المتماثل. ومع ذلك ، يتم مشاركة بعض الخطوات العامة إلى حد ما بين جميع الأنواع.

دورة تكاثر الفيروس

مصدر الصورة: لم يتم تقديم مؤلف يمكن قراءته آليًا. يفترض Guaguaguagua (بناءً على مطالبات حقوق النشر).

بشكل عام ، تتكون دورة التكاثر الفيروسي العامة من 6 أو 7 خطوات ، وهي:

1- الامتزاز أو الارتباط بالخلية.

2 - الدخول إلى الزنزانة أو الدخول إليها

3- إطلاق الجينوم

4- تكرار الجينوم

5- الجمعية

6- نضج

7- التحلل أو الإفراج عن طريق التبرعم

الامتزاز أو الارتباط بالخلية

تحتوي الفيروسات حاليًا في بنيتها على بروتين أو جزيء يُعرف بالمستقبلات المضادة ، والذي يرتبط بواحد أو أكثر من الجزيئات الكبيرة الموجودة على الغشاء الخارجي للخلية التي يرغبون في الدخول إليها. هذه الجزيئات بشكل عام هي بروتينات سكرية أو دهون.

تُعرف البروتينات السكرية أو الدهون الموجودة على الغشاء الخارجي للخلية "المستهدفة" بالمستقبلات ، وتلتصق الفيروسات بهذه المستقبلات أو ترتبط بها تساهميًا باستخدام البروتين أو الجزيء المضاد للمستقبلات.

الاختراق أو الدخول إلى الزنزانة

بمجرد أن يلتصق الفيروس بالغشاء الخارجي للخلية من خلال تقاطع المستقبلات المضادة ، يمكن أن يدخل الخلية من خلال ثلاث آليات: الالتقام الخلوي أو الاندماج مع غشاء الخلية أو الانتقال.

عندما يحدث الدخول عن طريق الالتقام الخلوي ، تخلق الخلية شقًا صغيرًا في منطقة معينة من الغشاء ، حيث يلتصق الفيروس. ثم تشكل الخلية نوعًا من الحويصلة حول الجسيم الفيروسي ، والتي يتم استيعابها داخليا وتتفكك بمجرد دخولها ، وتطلق الفيروس في العصارة الخلوية.

ربما يكون الالتقام الخلوي هو آلية الدخول الأكثر شيوعًا للفيروسات ، حيث تستوعب الخلايا الحويصلات باستمرار استجابةً لمحفزات داخلية وخارجية مختلفة ولأغراض وظيفية مختلفة.

الاندماج مع غشاء الخلية آلية لا يمكن تنفيذها إلا عن طريق الفيروسات التي يلفها غطاء واقي يسمى القفيصة. خلال هذه العملية ، تندمج مكونات الكابسيد مع غشاء الخلية والجزء الداخلي للقفيصة في العصارة الخلوية.

نادرًا ما تم توثيق النقل ولم يتم فهمه بشكل كامل. ومع ذلك ، من المعروف أن الفيروس يلتصق بجزيء مستقبلات على سطح الغشاء ويستوعب نفسه عن طريق الإقحام بين مكونات غشاء الخلية.

إطلاق الجينوم

هذه العملية هي الأقل فهماً وربما الأقل دراسة في تكاثر الفيروس. أثناء ذلك ، تتم إزالة القفيصة ، وتعريض جينوم الفيروس بالبروتينات النووية المرتبطة به.

تم الافتراض أن غلاف جينوم الفيروس يندمج مع الحويصلة الملتصقة. علاوة على ذلك ، يُعتقد أن خطوة النسخ هذه يتم تشغيلها بواسطة بعض العوامل الداخلية للخلية مثل الرقم الهيدروجيني أو التغيير في تركيز الإلكتروليت ، إلخ.

تكرار الجينوم الفيروسي

تختلف عمليات تكرار الجينوم الفيروسي اختلافًا كبيرًا بين كل نوع من أنواع الفيروسات ؛ في الواقع ، يتم تصنيف الفيروسات إلى 7 فئات مختلفة وفقًا لنوع الحمض النووي الذي يتكون منه جينومها.

كقاعدة عامة ، تتكاثر معظم فيروسات الحمض النووي داخل نواة الخلايا التي تغزوها ، بينما تتكاثر معظم فيروسات الحمض النووي الريبي في العصارة الخلوية.

تخترق بعض فيروسات الدنا أحادية السلسلة (أحادية الجديلة) نواة الخلية وتعمل بمثابة خيوط "نموذجية" لتخليق ومضاعفة المزيد من جزيئات الدنا أحادية السلسلة.

تقوم فيروسات RNA أخرى مزدوجة النطاق بتجميع الجينوم الخاص بها من خلال شرائح وبمجرد تصنيع جميع الأجزاء ، فإنها تتجمع في العصارة الخلوية للخلية المضيفة. تحتوي بعض الجينومات في جينومها على التسلسل الجيني الذي يحتوي على المعلومات اللازمة لتشفير بوليميريز الحمض النووي الريبي.

بمجرد ترجمة بوليميراز RNA ، يبدأ تكرار نسخ متعددة من الجينوم الفيروسي. يمكن لهذا الإنزيم أن يولد RNAs مرسالًا لإنتاج البروتينات التي ستؤدي إلى ظهور قفيصة الفيروس ومكوناته الأخرى.

المجسم

بمجرد تصنيع نسخ متعددة من جينوم الفيروس وجميع مكونات القفيصة ، يتم توجيه كل هذه النسخ إلى موقع معين من الخلية مثل النواة أو السيتوبلازم ، حيث يتم تجميعها كفيروسات ناضجة.

لا يتعرف العديد من المؤلفين على التجميع والنضج والتحلل كعمليات منفصلة في دورة حياة الفيروسات ، حيث تحدث هذه العمليات في كثير من الأحيان على التوالي عند تركيز الأجزاء وجينوم الفيروس داخل الخلية إنه مرتفع جدا.

نضج

خلال هذه المرحلة يصبح الفيروس "معديا". أي أن بروتينات القفيصة تنضج أو تحدث تغييرات توافقية تحول الهيكل الأولي إلى جزيئات قادرة على إصابة الخلايا الأخرى.

تنضج بعض الفيروسات هياكلها داخل الخلايا التي تصيبها ، والبعض الآخر يفعل ذلك فقط بعد أن تسبب تحلل الخلايا.

تحلل أو أطلق عن طريق التبرعم

في معظم الفيروسات ، يحدث الإطلاق عن طريق التحلل أو التبرعم. في التحلل ، تتكسر الخلية وتطلق محتوياتها بالكامل في البيئة خارج الخلية ، مما يسمح للفيروسات المجمعة والناضجة بالسفر بحرية للعثور على خلية أخرى للإصابة.

الإفراج عن طريق التبرعم خاص بالفيروسات التي تمتلك غلاف دهني وبروتيني. هذه تمر عبر غشاء البلازما لتشكل نوعًا من الحويصلات داخل الخلايا.

مثال على تكاثر الفيروس (HIV)

دورة التكاثر الفيروسي لفيروس HIV. المصدر: جمارتشن

فيروس نقص المناعة البشرية ، المعروف باسم فيروس نقص المناعة البشرية ، هو أحد الفيروسات التي تسببت في أكبر عدد من الوفيات البشرية في العالم. إنه فيروس RNA يؤثر بشكل مباشر على نوع من خلايا الدم البيضاء يسمى CD4 lymphocytes.

يتم تثبيت الفيروس من خلال التعرف على بروتينات قفيصة الفيروس وربطها ببروتينات غشاء الخلية للخلايا الليمفاوية CD4. بعد ذلك ، يتم تفريغ فتيل القفيصة مع غشاء الخلية ومحتوى الفيروس بالداخل.

في السيتوبلازم ، يتم نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) عكسيًا ويشكل نطاقي DNA مكملان. يندمج جزيء الحمض النووي مزدوج النطاق في جينوم الخلية المضيفة ، وفي هذه الحالة الخلية الليمفاوية CD4.

كجزء من المعلومات الجينية للخلية ، يتم نسخ الحمض النووي من أصل فيروسي وترجمته مثل أي خيط من الحمض النووي الجيني في الخلية الليمفاوية.

بمجرد أن يتم إنتاج جميع مكونات الفيروس في العصارة الخلوية ، يتم تجميع الجزيئات الفيروسية وطردها إلى البيئة خارج الخلية من خلال التبرعم. تتشكل عدة مئات الآلاف من النتوءات ، وعند إطلاقها ، تؤدي إلى نشوء جزيئات ناضجة من فيروس نقص المناعة البشرية.

المراجع

1. Burrell ، CJ ، Howard ، CR ، & Murphy ، FA (2016). فينر ووايت علم الفيروسات الطبية. الصحافة الأكاديمية.
2. روساس أكوستا ، ج. (محرر). (2013). تكاثر الفيروس. BoD - كتب عند الطلب.
3. Saag، MS، Holodniy، M.، Kuritzkes، DR، O'Brien، WA، Coombs، R.، Poscher، ME،… & Volberding، PA (1996). علامات الحمل الفيروسي لفيروس نقص المناعة البشرية في الممارسة السريرية. طب الطبيعة ، 2 (6) ، 625.
4. شميد ، إم ، سبيسيسر ، ت. ، دوبنر ، ت. ، وغونزاليس ، را (2014). مقصورات تكرار فيروس الحمض النووي. مجلة علم الفيروسات ، 88 (3) ، 1404-1420.
5. Wunner ، BD ، Macfarlan ، RI ، Smith ، CL ، Golub ، E. ، & Wiktor ، TJ (1986). معهد الناتو للدراسات المتقدمة: الأساس الجزيئي للنسخ الفيروسي. مجلة الطرق الفيروسية ، 13 ، 87-90. Cheng، RH، & Miyamura، T. (2008). دراسة هيكلية للتكاثر الفيروسي: باستخدام قرص مضغوط. العالم العلمي.