ENSTRENGET DNA-VIRUS: STRUKTUR, REPLIKASJON, BETYDNING - BIOLOGI - 2026

Et enkeltstrenget DNA (ssDNA) eller ssDNA (“enkeltstrenget”) virus er en smittsom biologisk enhet hvis genom består av en enkelt streng med genomisk materiale, og det er grunnen til at de kalles ved det navnet.

Disse virusene kjennetegnes ved at de ikke bruker RNA som et klassisk mellomprodukt under virusreplikasjon, og er virusene som bruker RNA-virus (enkelt- eller dobbeltstrenget) eller dsDNA-virus (dobbeltstrenget).

Kilde: Engelsk Wikipedia-bruker Graham Beards

I følge David Baltimores klassifisering tilhører disse virusene gruppe II, inkludert svært små virus (opptil 20 nm) som kan infisere bakterier, planter og dyr.

Struktur

Disse virusene har en veldig enkel struktur. De består av en kapsid uten belegg eller konvolutt som ikke overstiger 20 nm. Formen er vanligvis sfærisk med icosahedral symmetri (20-sidig polyhedron). Hver capsomer som utgjør kapsiden har en trekantet form.

Kapsiden, som består av et sett med virale proteiner, inkluderer en enkelt streng DNA (derav ssDNA Virus), og beskytter dermed genomet og inkluderer også proteiner som er spesialiserte i å gjenkjenne vertsceller. Inne i det er det også proteiner assosiert med ssDNA.

Replication

Virus skaffer seg bare en reproduksjons- eller replikasjonsevne ved å gå inn i eller infisere en celle og overta replikasjonsmaskineriet. Selv om de sistnevnte har et genom, er arvestoffet ikke tilstrekkelig til å gjenskape uavhengig.

På en forenklet måte må viruset indusere vertscellen til å lage alle komponentene som er nødvendige for å lage flere virus. Virus med dobbeltstrenget DNA har bånd med positiv og negativ polaritet, som vil utfylle hverandre.

I mellomtiden må enkeltstrengede virus utvikle kjeden de trenger for å kunne gjenskape. Dette betyr at før mRNA fra disse virusene kan syntetiseres, må et komplementært DNA-bånd syntetiseres, som ofte er det negative båndet (-) fordi RNA-polymeraseproteinet bare bruker dobbeltstrenget DNA (dsDNA).

Sistnevnte brukes av disse virusene i replikasjon og er også en mellommann i transkripsjon, der den negative strengen av dsDNA blir transkribert til viralt mRNA. Syntese av dobbeltstrenget DNA og påfølgende transkripsjon er mediert av cellulære enzymer og i noen tilfeller av deltagelse av noen proteiner av viral art.

Typer enkeltstrengede DNA-virus

De fleste virus som har et enkeltstrenget genom (ssDNA / ssDNA) har + polaritet, dette betyr at når den pakkes i arvelig materiale i virionen, har DNA-strengen positiv polaritet (+).

Noen ganger pakkes imidlertid det negative båndet av DNA i viruset, og har dermed negativ polaritet (-).

I de ovennevnte tilfeller approprierer viruset det cellulære replikasjonsmaskineriet for å syntetisere den komplementære streng og deretter syntetisere mRNA og replikere.

I andre sjeldnere tilfeller har virusgenomet +/- polaritet, noe som indikerer at det er en dobbel sansekjede, der en eller en annen komplementær kjede kan syntetiseres.

SsDNA-bakteriofag

Bakteriofager av Ff-familien (eller filamentøse fager), inkludert fag f1, fd og fag M13, ligner veldig på bakteriepili som inneholder et enkelt sirkulært, enkeltstrenget DNA-molekyl.

På den annen side har fagen phi-x174 også ssDNA som genom. Dette bittesmå viruset med bare 25 nm i diameter er flere ganger mindre enn den tynneste cellemembranen. Den inneholder bare 5386 nukleotider, som koder for bare elleve proteiner som utgjør en del av strukturen.

Enstrengede DNA-virus i planter

I planteriket er det også et stort antall sykdommer forårsaket av dette viruset. Generelt tilhører disse ssDNA-virusene hovedsakelig Geminiviridae- og Nanoviridae-familiene, som forårsaker flere sykdommer som er av fytosanitær betydning.

Vektorer er alltid insekter som bruker planten som matkilde. Blant disse sykdommene kan vi nevne klorosevirus i kikerter og maisstreker, som har gresshopper som hovedvektor. I begge tilfeller er det involverte viruset av Mastrevirus-slekten.

Andre eksempler er det kinesiske tomatviruset, forårsaket som følge av en infeksjon med Begomovirus, hvis vektor er hvitfluer (Aleyrodidae) og det nekrotiske bladet i bønner produsert av Nanovirus, som hovedsakelig påvirker belgfrukter.

Noen medisinsk viktige enkeltstrengede DNA-virus

Det er flere virus av medisinsk betydning for mennesker hvis genom består av enkeltstrenget DNA. Noen ssDNA-virus som påvirker mennesker er virus som tilhører Parvoviridae-familien, for eksempel parvovirus og bocavirus.

Parvovirus B19

Parvovirus er et lite virus (mellom 18 og 26 nm) som har en naken icosahedral kapsel (uten konvolutt), med et muco-kjede genom som kan være negativ eller positiv sans (- / +). For sin replikasjon er tilstedeværelsen av voksende celler eller et adjuvansvirus (dependovirus) nødvendig.

Hypotesen om replikering av den indikerer at den, når den er blitt internalisert i vertscellen, overfører genomet til kjernen på en slik måte at det enkeltstrengede DNA blir dobbeltstrengt av vertsens replikasjonsfaktorer, så vel som DNA-polymeraser som bare eksisterer i voksende celler.

Symptomene på denne virussykdommen er vanligvis ikke farlige, og berører hovedsakelig barn og forårsaker den såkalte "femte sykdommen". De mest karakteristiske symptomene er utseendet på en merkbar rødhet i kinnene, nesetetthet, lav feber, muskelsmerter og hodepine (typiske kjennetegn ved forkjølelsen).

Til tross for at det ikke er alvorlig, kan det hos pasienter med kronisk hemolytisk anemi føre til episoder med aplastisk krise og hos voksne forårsake forverret polyartritt.

I de tilfellene hvor viruset rammer en kvinne under graviditet, kan det forårsake en tilstand kjent som 'hydrops fetalis', som vil føre til fosterets død.

Bocavirus

Bocavirus er også et nylig oppdaget enkeltstrenget DNA-virus. Hos barn kan det føre til en akutt luftveissykdom som ofte er komplisert og alvorlig. Hos de pasienter som er yngre enn to år, kan bocavirus forårsake bronkiolitis med tungpustethet og viremi forlenget i flere dager. Det er bare en dødelig sak registrert.

Overføring av dette viruset har generelt vært assosiert med sekresjoner fra luftveiene.

Adeno-assosierte virus

De er de virusene som tilhører slekten Dependovirus. Disse smitter vanligvis mennesker, men er bare i stand til å formere seg ved hjelp av et adjuvansvirus, som vanligvis er et adenovirus. Disse virusene forårsaker ikke sykdom i seg selv, og de endrer ikke effekten av infeksjon med et adenovirus.

Ved å ha disse egenskapene, sammen med egenskapen å integrere seg i vertens kromosomer, har de imidlertid tillatt adeno-assosierte virus som er blitt genetisk modifisert, være utmerkede kandidater for generstatningsterapier.

Andre virus av familien Parvoviridae med enkeltstrenget DNA påvirker bare bestemte zoologiske grupper. Densovirus smitter for eksempel hovedsakelig insekter.

referanser

1. Erskine, W. (2009). Linsen: botanikk, produksjon og bruk. CABI.
2. Evans, J., & Manson, A. (2011). Det viktigste i celle og genetikk + StudentConsult på spansk. Elsevier Spania.
3. King, AM, Lefkowitz, E., Adams, MJ, & Carstens, EB (Eds.). (2011). Virustaxonomi: niende rapport fra Den internasjonale komiteen for taksonomi av virus (vol. 9). Elsevier.
4. Marcdante, K., & Kliegman, RM (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition. Elsevier Health Sciences.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2017). Medisinsk mikrobiologi. Elsevier Health Sciences.
6. Oxford, JS, Collier, LH, & Kellam, P. (2016). Menneskelig virologi. Oxford University Press.
7. Woodbury, CP (2003). Biokjemi: De kjemiske reaksjonene fra levende celler, bind 1 og 2, av David E. Metzler og Carol M. Metzler (Iowa State University). Academic Press, New York.