Virüsler arasında genomik çeşitlilik
Genetik yapıların en muazaam çeşitleri virüs türleri arasında görülebilir; virüsler, bitkilerden, hayvanlarden, arkelerden ya da bakterilerden daha fazla genomik çeşitlilik barındırırlar.
Yaklaşık 5.000 tür detaylı bir şekilde tarif edilmiş olmasına rağmen, farklı türde milyonlarca virüs mevcuttur. Eylül 2015 tarihi itibariyle, NCBI Virüs Genomu Veritabanı 75.000 'den fazla tam genom dizisine sahiptir, kuşkusuz daha keşfedilmeyi bekleyen birçok çeşidi mevcut.
Bir virüs DNA ya da RNA'dan sadece birini barındırabilir ve bu sebeple DNA veya RNA virüsu olarak adandırılır. Virüslerin büyük çoğunluğu RNA genomlarına sahiptir.
Viral genom polyomavirüslerdaki gibi dairesel ya da adenovirüslerdeki gibi doğrusal olabilir. Nükleik asit türünün genomunun şekliyle alakası yoktur. RNA virüsleri ve bazı DNA virüsleri arasında genomu bir kaç parçadan oluşmuş olanlar vardır, bu şekilde genoma sahip virüslera parçalı (segmentli) genoma sahip virüsler denir. RNA virüsleri için, her segment sadece bir protein kodlar ve genelde tüm segmentler aynı kapsidin içinde bulunur. Ancak, brom mozaik virüsü ve diğer çeşitli bitki virüslerinde olduğu gibi virüsun enfektif olması için her segmentin aynı virionda bulunmasına gerek yoktur.
Bir viral genom, nükleik asit türü ne olursa olsun tek veya çift sarmallı olabilir. tek şeritli genomları çiftlenmemiş bir nükleik asitten oluşmaktadır, ortadan aşağı bölünmüş bir merdivenin yarısına benzer şekildedir. Çift sarmallı genomlar birbirini tamamlayan nükleik asit çiftlerinden oluşur. Bazı virüs ailelerinin virüs partikülleri, Hepadnaviridae ait olanlar gibi kısmen çift iplikçikli ve kısmen tek iplikçikli olan bir genom içerebilirler.
Bazı RNA virüsleri pozitif yönelimli (pozitif polariteli), bazıları ise negatif yönelimli (negatif polariteli) virüsler olarak sınıflandırılır. Pozitif yönelimli viral RNA, viral mesajcı RNA ile aynı yönelimdedir ve böylece konak hücre tarafından kolayca okunabilir. Negatif yönelimli RNA virüslerinin RNA'sı viral mRNA'nın tamamlayıcısıdır ve RNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimine gereksinim duyarlar.
Genom boyutu türler arasında büyük ölçüde değişir. En küçük viral genom – the tek iplikçikli DNA'ya sahip circovirüslerdir, Circoviridae ailesi– sadece iki proteini kodlar ve genom boyutu sadece iki kilobazdır; en büyük genom ise pandoravirüslerdedir–genom boyutu 2500e yakın proteini kodlayan iki megabaz civarındadır.
Genelde, RNA virüslerı DNA virüslerinden daha küçük genoma sahiptirler çünkü RNa virüs replikasyonunda daha yüksek oranda hata yapılır ve bu hataların azami üst sınırı vardır. Kopyalanan genomdaki bu sınırın ötesinde yapılan hatalar nedeniyle virüs inaktif olur ya da rekabet yeteneğini kaybeder. Bunu telafi etmek için, RNA virüslerı parçalı genoma sahiptirler. Genom daha küçük moleküller halinde bölünür, bu sayede tek bileşenli genomunda oluşacak bir hatanın tüm genomu etkisiz hale getirmesi olasılığı azaltılır. Tersine, DNA virüslerinin replikasyon enzimleri yüksek oranda doğruluğa sahip olduklarından genellikle daha büyük genomlara sahiptirler. Tek sarmallı DNA virüsleri bu kuralın dışındadırlar, mutasyon oranları tek iplikçikli RNA virüslerine yakın b,ir oranda seyredebilir.
Kapsid
Virüslerin yönetici molekülünü (genomunu) oluşturan DNA veya RNA'yı ve kor proteinlerini çevreleyerek dış etkilerden korur. Kapsit ayrıca virüse şeklini verir, kapsitteki proteinler virüsün hücreye tutunmasını sağlar ve dolayısıyla konak özgüllüğünü belirler.
Viral zarf
Bazı virüs türleri konak hücrenin zarlarından birisini modifiye ederek kendilerine bir dış zar oluştururlar, bu zar enfekte konak hücreyi çevreleyen zar, çekirdek zarı ya da endoplazmik retikulum gibi iç veya dış zar olabilmektedir. böylece virüs viral zarf denen çift tabakalı lipid zar kazanmış olur. Bu zarda viral genom ve konak hücre genomu tarafından kodlanan proteinler mevcuttur; lipid yapılar ve bazı karbonhidrat yapılarının tamamı zaten ilgili zarda bulunur ve konak hücre genomu tarafından kodlanır. Grip virüsü ve HIV bu stratejiyi kullanırlar. Zarflı virüslerin enfektivitesi zarflarının varlığına bağlıdır ve zarf yapıları zarar gördüğünde inaktif olurlar.
Replikasyon döngüsü
Virüs nüfusu hücre bölünmesi yoluyla artmamaktadır çünkü virüsler birer hücre değillerdir. Bunun yerine, kendilerinin birden fazla kopyasını üretmek için bir konak hücrenin organellerini, moleküllerini ve metabolizmasını kullanırlar, konağa kendi parçalarını kopyalattırıp bu parçaları yine konakta birleştirirler.
Virüslerin hayat döngüleri türlere göre farklılık gösterse de genelde altı temel aşamada gerçekleşir:
Tutunma
Konak hücre yüzeyindeki reseptörlerle viral kapsid üzerindeki veya viral zarf üzerindeki proteinlerin özgül (spesifik) bağlanması ile gerçekleşir. Bu özgüllük bir virüsün konak aralığını belirleyen faktörlerdendir. Örneğin, HIV'in konak aralığı insan akyuvar hücreleri ile sınırlıdır. Bunun nedeni HIV yüzey molekülü gp120, özgül olarak CD4 molekülü ile etkileşime girer ve CD4 molekülü sıklıkla CD4+ T-Hucrelerinde bulunur. Virüs konak hücreye tutunduktan sonra, konak hücre yüzeyinde çeşitli değişiklikler olur.
Hücreye giriş
Tutunmayı takip eder: Virion, reseptöre bağımlı endositoz ya da füzyon yolu ile konak hücreye girer. Bu genellikle viral giriş olarak adlandırılır. Bitki ve mantar hücrelerinin enfeksiyonu hayvan hücrelerininkinden farklıdır. Bitkiler selüllozdan ve mantarlar kitinden yapılmış sert bit hücre duvarına sahiptirler, çoğu virüs bitki ve mantarları hücre duvarlarının hasar görmesi sonucu enfekte eder. Ancak, neredeyse tüm bitki virüsleri (tütün mozaik virüsü gibi) tek iplikçikli nükleoprotein komplekslerinin içerisinde, plazmodezmata adlı gözenekler boyunca hücreden hücreye direkt olarak hareket ederler. Bakteriler de bitkiler gibi güçlü hücre duvarına sahiptirler. Ancak, bakteriler bitki hücrelerinden küçük oldukları için hücre duvarlarıda bitkilerinkine göre çok daha incedir, Bazı virüsler genomlarını bakteriye enjekte edecek mekanizmalar geliştirmişlerdir, bu işlemde viral kapsid hücre dışında kalır.
Kapsidin soyulması
Viral kapsidin çıkartıldığı bir işlemdir: Bu işlem viral enzimler ya da konak enzimleri tarafından veya kapsidin basit ayrışma ile bozulmasıyla oluşabilir; sonuç olarak viral nükleik asit hücre içinde serbest kalır.
Viral replikasyon (kopyalanma)
Virüs genomunun birincil çoğalmasını kapsar. Replikasyon, "erken" genlerden viral mRNA'nın sentezi (mRNA) (pozitif yönelimli virüsler için istisnadır), viral protein sentezi, viral proteinlerin olası birleşmeleri, erken veya düzenleyici olarak nitelendirilen proteinlerin aracılığıyla viral genomun replikasyonu aşamalarını kapsar. büyük genomlu kompleks virüslerde mRNA sentezinde bir veya daha fazla aşama olabilir.
Birleşme
Viral ürünlerin bir araya gelerek birleşmesi ve progeni virüslerinin oluşması aşamasıdır, bu aşamada proteinlerde çeşitli değişiklikler meydana gelebilir. HIV gibi virüslerde, bu değişiklikler (olgunlaşma da denilmektedir) virüs konaktan salınmadan önce meydana gelir.
Salınma
Virüsler konak hücreden lizis yoluyla salınabilirler, lyzis hücre zarı veya duvarının patlaması ile hücrenin ölmesi olayıdır. Pek çok bakteri virüsü ve bazı hayvan virüsleri bu yolla salınır ve bu tür enfeksiyonlara "litik enfeksiyon" denir. Bazı virüslerin viral genomu genetik rekombinasyon yoluyla konak kromozomunun özgül bir bölgesiyle birleşerek lizojenik döngüye girerler. Bu şekilde birleşmiş virüs genomlarına "provirüs", bakteriyofaj genomlarına ise "profaj" denmektedir. Bu birleşme olayına "lizojeni" ade verilirken, buna maruz kalan konağa da "lizojen" denir. Lizojen konak bölündükçe viral genom da çoğalır. Viral genom konak içinde çoğunlukla sessizdir. Bunun yanında bazı durumlarda provirüs ya da profaj entegre olduğu yerden ayrılabilr ve litik enfeksiyona yol açabilir. Zarflı virüsler (örneğin HIV) tipik olarak tomurcuklanarak konak hücreden salınır. Bu işlem sırasında virüs konağın plazma zarından ya da diğer iç zarlarından modifiye edilmiş bir zarla kendi zarfını elde eder.
Virüs partikülleri içindeki genetik malzemeler, ve bu malzemelerin çoğaltılması, farklı virüslerda önemli ölçüde farklılıklar göstermektedir.
DNA virüsleri
Bir çok DNA virüsünün genom replikasyonu konak hücre çekirdeğinde meydan gelir. Virüsler bazen füzyon ile çoğu zaman da reseptöre bağımlı endositoz yoluyla hücreye girrler. Çoğu DNA virüsü baştan sona konak hücre DNA ve RNA sentez meanizmalarına bağımlıdırlar. Ancak daha büyük genoma sahip virüsler bu mekanizmaları kendileri kodlayabilirler. Ökaryotlarda viral genom bu mekanizmalara ulaşabilmek için hücre çekirdeğine girmesi gerekirken, bakterilerde sadece hücre içine girmesi yeterlidir.
RNA virüsleri
Replikasyon genellikle konak hücre sitoplazmasında meydana gelir. RNA virüsleri replikasyon modellerine göre dört farklı guruba ayrılabilirler. Tek iplikçikli RNA virüslerinin yönelimi (polarite) büyük ölçüde replikasyon modellerini belirler (kendi proteinlerini üretebilmek için ribozomları direk kullanıp kullanamadıkları); diğer önemli bir kriter genetik malzemenin tek iplikçikli veya çift iplikçikli olup olmadığıdır. Tüm RNA virüsleri genomlarını kopyalayabilmek için için kendi RNA replikaz (RNA'ya bağımlı RNA polimeraz) enzimleri kullanırlar.
Ters transkripsiyonlu virüsler
Virionlarında tek iplikçikli RNA bulunduran (Retroviridae, Metaviridae, Pseudoviridae) ya da çift iplikçikli DNA bulunduran (Caulimoviridae ve Hepadnaviridae). Ters transkripsiyon yapan RNA virüsleri replike olmak için bir ara DNA kullanırlar, buna karşılık ters transkripsiyon yapan DNA virüsleri (pararetrovirüses) replike olmak için bir ara RNA kullanırlar. Her iki virüs gurubu da nükleik asit dönüşümünü gerçekleştirmek için ters transkriptaz enzimi kullanırlar. Retrovirüslerin provirüs gibi konak hücre DNA'sına entegre olmaları, replikasyon stratejilerinin bir parçasıdır; pararetrovirüslerin bunu yapmamalarına rağmen özellikle bitki pararetrovirüslerinin entegre genom kopyaları enfektif virüslerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Ters transkriptaz enzimi zidovudine ve lamivudine gibi antiviral ilaçlara duyarlıdır. Birinci örnek bir retrovirüs olan HIV. İkinci örnek ise Hepatitis B virüsunun içinde bulunduğu Hepadnavirüsler.
Mikrobiyoloji
-
Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları Nelerdir?
-
Azot oksit
-
Petri Kutusunda Agarlı Besiyeri Hazırlanması
-
Tüpde Agarlı Besiyerlerinin Hazırlanması
-
Besiyeri Hazırlarken Dikkat Edilecek Hususlar Nelerdir ?
-
Dehidre Besiyerleri Nedir?
-
Besiyerinin Sahip Olması Gereken Özellikler
-
Besiyeri hazırlanmasında kullanılan maddeler nelerdir ?
-
Besiyerlerin Sınıflandırılması Nasıl Yapılır ?
-
Besiyerinin Tanımı ve Kullanım Amaçları Nelerdir ?
-
Pseudomonas Cinsine ait Türler
-
Veba - Yersinia Pestis
-
Tularemi - Francisella tularensis
-
Şarbon - Bacillus anthracis Enfeksiyonu
-
Bruselloz - Brucella spp