فيروس الحمض النووي أحادي السلسلة: البنية ، التكرار ، الأهمية - مادة الاحياء - 2025

إن فيروس الحمض النووي المفرد (ssDNA) أو الفيروس ssDNA ("المفرد الذي تقطعت به السبل") هو كيان بيولوجي معدي يتكون جينومه من خيط واحد من مادة الجينوم ، وهذا هو سبب تسميته بهذا الاسم.

تتميز هذه الفيروسات بعدم استخدام الحمض النووي الريبي كوسيط كلاسيكي أثناء تكاثر الفيروس ، كونها الفيروسات التي تستخدم فيروسات RNA (مفردة أو مزدوجة تقطعت بهم السبل) أو فيروسات dsDNA (مزدوجة تقطعت بهم السبل).

المصدر: مستخدم ويكيبيديا الإنجليزية غراهام بيردز

وفقًا لتصنيف David Baltimore ، تنتمي هذه الفيروسات إلى المجموعة الثانية ، بما في ذلك الفيروسات الصغيرة جدًا (حتى 20 نانومتر) التي يمكن أن تصيب البكتيريا والنباتات والحيوانات.

بناء

هذه الفيروسات لها هيكل بسيط للغاية. وهي تتكون من كابسيد بدون طلاء أو مغلف لا يتجاوز 20 نانومتر. عادة ما يكون شكله كرويًا مع تناظر إيكوساهدرا (متعدد السطوح 20 وجهًا). كل قفيصة تشكل الكبسولة لها شكل مثلث.

تتكون القفيصة من مجموعة من البروتينات الفيروسية ، وتتضمن خيطًا واحدًا من الحمض النووي (ومن ثم فيروس ssDNA) ، وبالتالي تحمي الجينوم وتتضمن أيضًا بروتينات متخصصة في التعرف على الخلايا المضيفة. يوجد بداخله أيضًا بروتينات مرتبطة بـ ssDNA.

تكرار

تكتسب الفيروسات فقط القدرة على التكاثر أو التكاثر عن طريق الدخول أو إصابة الخلية والاستيلاء على آلية النسخ المتماثل. على الرغم من أن الأخير يحتوي على جينوم ، إلا أن المادة الجينية غير كافية للتكرار بشكل مستقل.

بطريقة مبسطة ، يجب على الفيروس حث الخلية المضيفة على صنع جميع المكونات اللازمة لصنع المزيد من الفيروسات. للفيروسات ذات الحمض النووي المزدوج الشريطة نطاقات ذات قطبية موجبة وسالبة ، تكمل بعضها البعض.

وفي الوقت نفسه ، يجب على الفيروسات التي تقطعت بها السبل تطوير السلسلة التي تحتاجها لتكون قادرة على تكرارها. هذا يعني أنه قبل تصنيع mRNA من هذه الفيروسات ، يجب تصنيع شريط DNA مكمل ، والذي غالبًا ما يكون النطاق السالب (-) لأن بروتين RNA polymerase يستخدم فقط DNA مزدوج الشريطة (dsDNA).

يتم استخدام هذا الأخير من قبل هذه الفيروسات في النسخ المتماثل وهو أيضًا وسيط في النسخ ، حيث يتم نسخ الخيط السلبي لـ dsDNA إلى mRNA الفيروسي. يتم التوسط في تخليق الحمض النووي مزدوج الشريطة والنسخ اللاحق بواسطة الإنزيمات الخلوية وفي بعض الحالات بمشاركة بعض البروتينات ذات الطبيعة الفيروسية.

أنواع فيروسات الحمض النووي أحادية السلسلة

معظم الفيروسات التي تحتوي على جينوم أحادي السلسلة (ssDNA / ssDNA) هي ذات + قطبية ، وهذا يعني أنه عند تعبئتها في مادة قابلة للتوريث داخل الفيروس ، يكون لشريط الحمض النووي قطبية موجبة (+).

ومع ذلك ، في بعض الأحيان يتم تعبئة الشريط السلبي من الحمض النووي في الفيروس ، وبالتالي يكون له قطبية سالبة (-).

في الحالات المذكورة أعلاه ، يخصص الفيروس آلية النسخ الخلوي لتجميع الخيط التكميلي ثم توليف mRNA وتكرارها.

في حالات أخرى أقل تكرارًا ، يكون للجينوم الفيروسي قطبية +/- ، مما يشير إلى أنه سلسلة مزدوجة المعنى ، حيث يمكن تصنيع سلسلة تكميلية أو أخرى.

عاثية SsDNA

تتشابه البكتيريا من عائلة Ff (أو العاثيات الخيطية) ، بما في ذلك الملتهمة f1 و fd و phage M13 ، إلى حد كبير مع الشعيرات البكتيرية التي تحتوي على جزيء DNA أحادي الجديلة دائري واحد.

من ناحية أخرى ، فإن phage phi-x174 يحتوي أيضًا على ssDNA كجينوم. هذا الفيروس الصغير الذي يبلغ قطره 25 نانومتر فقط أصغر عدة مرات من أنحف غشاء الخلية. يحتوي فقط على 5386 نيوكليوتيدات ، والتي ترمز إلى 11 بروتينًا فقط والتي ستشكل جزءًا من بنيتها.

فيروسات الحمض النووي أحادية السلسلة في النباتات

يوجد في المملكة النباتية أيضًا عدد كبير من الأمراض التي يسببها هذا الفيروس. بشكل عام ، تنتمي فيروسات ssDNA هذه بشكل أساسي إلى فصيلة Geminiviridae و Nanoviridae ، والتي تسبب العديد من الأمراض ذات الأهمية الصحية النباتية.

النواقل هي دائمًا حشرات تستخدم النبات كمصدر للغذاء. من بين هذه الأمراض يمكن أن نذكر فيروس الكلور في الحمص والذرة ، والتي يكون الجنادب الناقل الرئيسي لها. في كلتا الحالتين يكون الفيروس المعني من جنس Mastrevirus.

ومن الأمثلة الأخرى فيروس الطماطم الصيني ، الناجم عن الإصابة بفيروس بيجوموفيروس ، الذي يكون ناقله هو الذباب الأبيض (Aleyrodidae) والأوراق الميتة في الفاصوليا التي ينتجها فيروس النانو ، والذي يؤثر بشكل رئيسي على النباتات البقولية.

بعض فيروسات الحمض النووي ذات الأهمية الطبية المفردة

هناك العديد من الفيروسات ذات الأهمية الطبية للإنسان الذي يتكون جينومه من الحمض النووي أحادي الجديلة. بعض فيروسات ssDNA التي تصيب الإنسان هي فيروسات تنتمي إلى عائلة Parvoviridae مثل فيروس بارفو وفيروس بوكا.

باروفيروس بي 19

Parvovirus هو فيروس صغير (بين 18 و 26 نانومتر) يحتوي على كبسولة عارية عشرونية الوجوه (بدون غلاف) ، مع جينوم سلسلة مخاطية يمكن أن تكون سلبية أو إيجابية (- / +). لتكرارها ، من الضروري وجود خلايا متنامية أو فيروس مساعد (يعتمد على الفيروس).

تشير الفرضيات حول تكاثرها إلى أنه بمجرد استيعابها في الخلية المضيفة ، فإنها تنقل جينومها إلى النواة بطريقة تجعل الحمض النووي أحادي الخيط مزدوجًا بسبب عوامل التكاثر للمضيف ، بالإضافة إلى بوليميرات الحمض النووي الموجودة فقط في النواة. تنمو الخلايا.

أعراض هذا المرض الفيروسي ليست خطيرة في العادة ، فهي تصيب الأطفال بشكل رئيسي وتتسبب فيما يسمى "المرض الخامس". أكثر الأعراض المميزة هي ظهور احمرار ملحوظ في الخدين ، واحتقان بالأنف ، وحمى منخفضة ، وألم عضلي وصداع (سمات نموذجية للبرد).

ومع ذلك ، على الرغم من عدم خطورته ، إلا أنه في المرضى الذين يعانون من فقر الدم الانحلالي المزمن يمكن أن يسبب نوبات من أزمة اللاتنسج وفي البالغين يسبب التهاب المفاصل الحاد.

في تلك الحالات التي يصيب فيها الفيروس المرأة أثناء الحمل ، يمكن أن يسبب حالة تعرف باسم "موه الجنين" ، والتي ستؤدي إلى وفاة الجنين.

بوكافيروس

Bocavirus هو أيضًا فيروس DNA أحادي السلسلة تم اكتشافه مؤخرًا. يمكن أن يسبب مرضًا تنفسيًا حادًا عند الأطفال غالبًا ما يكون معقدًا وشديدًا. في المرضى الذين تقل أعمارهم عن عامين ، يمكن أن يتسبب فيروس بوكا في التهاب القصيبات مع الأزيز والتهاب الدم الممتد لعدة أيام. تم تسجيل حالة وفاة واحدة فقط.

يرتبط انتقال هذا الفيروس بشكل عام بالإفرازات من الجهاز التنفسي.

الفيروسات المرتبطة بالغدة

هم تلك الفيروسات التي تنتمي إلى جنس Dependovirus. عادة ما تصيب هذه الأمراض البشر ، ولكنها قادرة على التكاثر فقط بمساعدة فيروس مساعد ، وهو عادة فيروس غدي. لا تسبب هذه الفيروسات المرض في حد ذاتها ، ولا تغير من آثار الإصابة بالفيروس الغدي.

ومع ذلك ، من خلال امتلاك هذه الخصائص جنبًا إلى جنب مع خاصية الاندماج في كروموسومات المضيف ، فقد سمحت للفيروسات المرتبطة بالغدة والتي تم تعديلها وراثيًا لتكون مرشحة ممتازة لعلاجات استبدال الجينات.

تؤثر فيروسات أخرى من عائلة Parvoviridae ذات الحمض النووي أحادي السلسلة فقط على مجموعات حيوانية معينة. على سبيل المثال ، تصيب فيروسات Densovirus الحشرات بشكل أساسي.

المراجع

1. إرسكين ، و. (2009). العدس: علم النبات والإنتاج والاستخدامات. كابي.
2. إيفانز ، ج. ، ومانسون ، أ. (2011). الأساسيات في الخلية وعلم الوراثة + StudentConsult باللغة الإسبانية. إلسفير إسبانيا.
3. King ، AM ، Lefkowitz ، E. ، Adams ، MJ ، & Carstens ، EB (محرران). (2011). تصنيف الفيروسات: التقرير التاسع للجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (المجلد 9). إلسفير.
4. Marcdante ، K. ، & Kliegman ، RM (2016). أساسيات نيلسون لطب الأطفال - الكتاب الإلكتروني: الطبعة الأولى لجنوب آسيا. العلوم الصحية Elsevier.
5. Murray ، PR ، Rosenthal ، KS ، & Pfaller ، MA (2017). علم الأحياء الدقيقة الطبية. العلوم الصحية Elsevier.
6. Oxford، JS، Collier، LH، & Kellam، P. (2016). علم الفيروسات البشرية. مطبعة جامعة أكسفورد.
7. Woodbury ، CP (2003). الكيمياء الحيوية: التفاعلات الكيميائية للخلايا الحية ، المجلدان 1 و 2 ، بقلم ديفيد إي ميتزلر وكارول إم ميتزلر (جامعة ولاية آيوا). المطبعة الأكاديمية ، نيويورك.