ENKELTSTRENGET DNA-VIRUS: STRUKTUR, REPLIKATION, BETYDNING - BIOLOGI - 2025

En enkeltstrenget DNA-virus (ssDNA) eller ssDNA (“enkeltstrenget”) er en infektiøs biologisk enhed, hvis genom består af en enkelt streng af genomisk materiale, hvorfor de kaldes ved det navn.

Disse vira er karakteriseret ved ikke at bruge RNA som et klassisk mellemprodukt under viral replikation, idet de er de vira, der bruger RNA-vira (enkelt- eller dobbeltstrenget) eller dsDNA-vira (dobbeltstrenget).

Kilde: Engelsk Wikipedia-bruger Graham Beards

I henhold til David Baltimores klassificering hører disse vira til gruppe II, inklusive vira af en meget lille størrelse (op til 20 nm), der kan inficere bakterier, planter og dyr.

Struktur

Disse vira har en meget enkel struktur. De består af en kapsid uden belægning eller konvolut, der ikke overstiger 20 nm. Dens form er normalt sfærisk med icosahedral symmetri (20-sidet polyhedron). Hver capsomer, der udgør kapsiden, har en trekantet form.

Kapsidet, der består af et sæt virale proteiner, inkluderer en enkelt streng DNA (deraf ssDNA Virus) og beskytter således genomet og inkluderer også proteiner, der er specialiserede i at genkende værtsceller. Inde i det er der også proteiner, der er forbundet med ssDNA.

Replikation

Vira erhverver kun en reproduktions- eller gentagelseskapacitet ved at komme ind eller inficere en celle og overtage dens replikationsmaskineri. Selvom sidstnævnte har et genom, er det genetiske materiale ikke tilstrækkeligt til at replikere uafhængigt.

På en forenklet måde skal virussen inducere værtscellen til at fremstille alle de komponenter, der er nødvendige for at fremstille flere vira. Vira med dobbeltstrenget DNA har bånd med positiv og negativ polaritet, som vil komplementere hinanden.

I mellemtiden skal enkeltstrengede vira udvikle den kæde, de har brug for for at kunne replikere. Dette betyder, at før mRNA for disse vira kan syntetiseres, skal et komplementært DNA-bånd syntetiseres, hvilket ofte er det negative bånd (-), fordi RNA-polymeraseproteinet kun bruger dobbeltstrenget DNA (dsDNA).

Den sidstnævnte anvendes af disse vira i replikation og er også en mellemmand i transkription, hvor den negative streng af dsDNA transkriberes til viralt mRNA. Syntesen af ​​dobbeltstrenget DNA og efterfølgende transkription medieres af cellulære enzymer og i nogle tilfælde af deltagelse af nogle proteiner af viral art.

Typer af enkeltstrengede DNA-vira

De fleste vira, der har et enkeltstrenget genom (ssDNA / ssDNA), er af + polaritet, hvilket betyder, at når DNA pakket er pakket i arveligt materiale i virionen, har den positive polaritet (+).

Nogle gange pakkes det negative bånd af DNA imidlertid i virussen, hvilket har negativ polaritet (-).

I ovennævnte tilfælde approprierer virussen det cellulære replikationsmaskineri til at syntetisere den komplementære streng og derefter syntetisere mRNA og replikere.

I andre mindre hyppige tilfælde har det virale genom +/- polaritet, hvilket indikerer, at det er en dobbelt sansekæde, hvor en eller en anden komplementær kæde kan syntetiseres.

SsDNA-bakteriofag

Bakteriofager af Ff-familien (eller filamentøse fager), herunder fag fl, fd og fag M13, ligner meget bakteriepili, der indeholder et enkelt cirkulært enkeltstrenget DNA-molekyle.

På den anden side har fagen phi-x174 også ssDNA som genom. Denne lille virus med bare 25 nm i diameter er flere gange mindre end den tyndeste cellemembran. Det indeholder kun 5386 nukleotider, der kun koder for elleve proteiner, der udgør en del af dens struktur.

Enkeltstrengede DNA-vira i planter

I planteriget er der også et stort antal sygdomme forårsaget af denne virus. Generelt tilhører disse ssDNA-vira hovedsageligt Geminiviridae- og Nanoviridae-familierne, som forårsager flere sygdomme, der er af plantesundhedsmæssig betydning.

Vektorer er altid insekter, der bruger planten som en fødekilde. Blandt disse sygdomme kan vi nævne chlorose-virussen i kikærter og majsstrimler, der har græshopper som hovedvektor. I begge tilfælde er den involverede virus af Mastrevirus-slægten.

Andre eksempler er den kinesiske tomatvirus, forårsaget som et resultat af en infektion med Begomovirus, hvis vektor er hvidfluer (Aleyrodidae) og det nekrotiske blad i bønner produceret af Nanovirus, som hovedsageligt påvirker bælgfrugter.

Nogle medicinsk vigtige enkeltstrengede DNA-vira

Der er flere vira af medicinsk betydning for mennesker, hvis genom består af enkeltstrenget DNA. Nogle ssDNA-vira, der påvirker mennesker, er vira, der hører til Parvoviridae-familien, såsom parvovirus og bocavirus.

Parvovirus B19

Parvovirus er en lille virus (mellem 18 og 26 nm), der har en nøgen icosahedral kapsel (uden konvolut), med et muco-kæde genom, der kan være negativ eller positiv sans (- / +). Til dets replikation er tilstedeværelsen af ​​voksende celler eller en adjuvansvirus (afhængig virus) nødvendig.

Hypotesen om dens replikation indikerer, at den, når den først er blevet internaliseret i værtscellen, overfører dens genom til kernen på en sådan måde, at det enkeltstrengede DNA bliver dobbeltstrenget af værtens replikationsfaktorer, såvel som DNA-polymeraser, der kun findes i værtscellerne. voksende celler.

Symptomerne på denne virussygdom er normalt ikke farlige og påvirker hovedsageligt børn og forårsager den såkaldte "femte sygdom". De mest karakteristiske symptomer er forekomsten af ​​en mærkbar rødme i kinderne, næseoverbelastning, lav feber, muskelsmerter og hovedpine (typiske egenskaber ved kulden).

På trods af at det ikke er alvorligt, kan det hos patienter med kronisk hæmolytisk anæmi forårsage episoder med aplastisk krise, og hos voksne forårsage forværret polyarthritis.

I de tilfælde, hvor virussen påvirker en kvinde under graviditet, kan det forårsage en tilstand kendt som 'hydrops fetalis', som vil forårsage fosterets død.

Bocavirus

Bocavirus er også en for nylig opdaget enkeltstrenget DNA-virus. Hos børn kan det forårsage en akut luftvejssygdom, der ofte er kompliceret og alvorlig. Hos de patienter, der er yngre end to år, kan bocavirus forårsage bronchiolitis med vejrtrækning og viremia forlænget i flere dage. Der er kun registreret en dødelig sag.

Overførsel af denne virus er generelt blevet forbundet med sekretioner fra luftvejene.

Adeno-associerede vira

Det er de vira, der hører til slægten Dependovirus. Disse inficerer normalt mennesker, men er kun i stand til at formere sig ved hjælp af en adjuvansvirus, som normalt er et adenovirus. Disse vira forårsager ikke sygdom i sig selv, og de ændrer ikke virkningen af ​​infektion med en adenovirus.

Ved at have disse egenskaber sammen med egenskaben ved at integrere sig i værtens kromosomer har de imidlertid tilladt adeno-associerede vira, der er blevet genetisk modificeret, at være fremragende kandidater til generstatningsterapier.

Andre vira fra familien Parvoviridae med enkeltstrenget DNA påvirker kun bestemte zoologiske grupper. Densovirus inficerer for eksempel hovedsageligt insekter.

Referencer

1. Erskine, W. (2009). Linse: botanik, produktion og anvendelser. CABI.
2. Evans, J., & Manson, A. (2011). Det væsentligste inden for celle og genetik + StudentConsult på spansk. Elsevier Spanien.
3. King, AM, Lefkowitz, E., Adams, MJ, & Carstens, EB (Eds.). (2011). Virus taxonomi: niende rapport fra Den Internationale Komité for Taxonomi af Vira (Vol. 9). Elsevier.
4. Marcdante, K., & Kliegman, RM (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition. Elsevier Sundhedsvidenskab.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2017). Medicinsk mikrobiologi. Elsevier Sundhedsvidenskab.
6. Oxford, JS, Collier, LH, & Kellam, P. (2016). Menneskelig virologi. Oxford University Press.
7. Woodbury, CP (2003). Biokemi: De kemiske reaktioner på levende celler, bind 1 og 2, af David E. Metzler og Carol M. Metzler (Iowa State University). Academic Press, New York.