जानकारी

वायरल और मानव आनुवंशिक सामग्री के बीच अंतर

वायरल और मानव आनुवंशिक सामग्री के बीच अंतर


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

मैंने सुना है कि वायरल और मानव आनुवंशिक सामग्री में अंतर होता है। वह अंतर क्या है?

अगर मैं अपनी कोशिकाओं को लेता हूं और उनमें से डीएनए निकालता हूं और उसमें से केवल एक छोटा सा हिस्सा सम्मिलित करता हूं, जैसे एजीटीटीसी, और एक ही अनुक्रम के साथ वायरल डीएनए, तो क्या मेरा शरीर दोनों के बीच अंतर कर सकता है? यदि हां, तो कैसे?


संक्षेप में: यदि हम गुणसूत्र संगठन, न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और समग्र जीनोम वास्तुकला (जो यूकेरियोट्स और [यहां तक ​​कि उनके] वायरस में अतुलनीय रूप से भिन्न हैं) के बारे में बात नहीं कर रहे हैं, तो आनुवंशिक सामग्री में अंतर इस प्रकार हैं:

  • वायरस आनुवंशिक सामग्री की अपनी पसंद में बहुत अधिक विविध हैं, जो वायरल उच्च सिस्टमैटिक्स की आधारशिला में है। यह डीएनए या आरएनए, सिंगल- या डबल-स्ट्रैंडेड, सर्कुलर या लीनियर हो सकता है। जानवरों, बदले में, उनकी आनुवंशिक सामग्री के रूप में केवल दोहरे फंसे डीएनए होते हैं: परमाणु जीनोम के लिए रैखिक डीएसडीएनए और उनके माइटोकॉन्ड्रियल जीनोम के लिए [आमतौर पर] परिपत्र डीएसडीएनए।

  • डीएनए टर्मिनी अणु के रखरखाव के लिए एक विशेष समस्या पैदा करता है और डीएनए अनुक्रम और संरचना के संदर्भ में बहुत ही असामान्य संगठन दिखाता है। यूकेरियोटिक गुणसूत्रों के दोहराव वाले टर्मिनल अनुक्रमों में 3'-ओवरहैंग होते हैं, जो डीएनए का एक विशेष चौगुनी रूप बनाते हैं। वायरस के टर्मिनी स्वाभाविक रूप से बहुत अधिक विविध हैं और (लगभग?) कभी भी यूकेरियोट्स के समान संरचना वाले नहीं होते हैं। [सर्कुलराइजेशन/डिसीक्रुलराइजेशन वायरस द्वारा भर्ती किए गए तंत्रों में से एक है]। (डेंग एट अल 2012)

  • डीएनए मिथाइलेशन आम तौर पर जानवरों में अलग-अलग डिग्री में मौजूद होता है और कशेरुकी जंतुओं में सीपीजी डाइन्यूक्लियोटाइड्स में अधिकांश साइटोसिन मिथाइलेटेड होते हैं। इस संबंध में वायरस एक दूसरे से काफी भिन्न होते हैं, लेकिन ऐसा लगता है कि छोटे वायरल जीनोम आमतौर पर अंडर-मिथाइलेटेड होते हैं और बड़े जीनोम अंडर-मिथाइलेशन नहीं दिखाते हैं, हालांकि यह स्टेज पर निर्भर करता है। यह निष्कर्ष आंशिक रूप से अप्रत्यक्ष साक्ष्य पर आधारित है कि छोटे वायरस में CpG रूपांकन काफी कम बार-बार होते हैं। रेट्रोवायरस जैसे एकीकृत "आनुवंशिक परजीवी" सामान्य रूप से CpG में समृद्ध होते हैं और अत्यधिक मिथाइलेटेड होते हैं। (होएलज़र एट अल 2008)

  • हालांकि मुझे प्रासंगिक साहित्य नहीं मिला, मैं अनुमान लगाता हूं कि वायरल कणों में अत्यधिक पैक आनुवंशिक सामग्री डीएनए हेलिक्स (डीएसडीएनए वायरस में) के अधिक कॉम्पैक्ट रूपों में संभावित रूप से मौजूद हो सकती है। कोशिकाओं में अधिकांश dsDNA एक तथाकथित बी-फॉर्म में मौजूद है, लेकिन अधिक कॉम्पैक्ट ए-फॉर्म और कम कॉम्पैक्ट लेफ्ट-टर्न जेड-फॉर्म हैं (ऐसे अन्य रूप हैं, जिनमें से अधिकांश जैविक रूप से प्रासंगिक नहीं हैं)। (cf. परिचय के लिए विकिपीडिया)


9.1C: वायरल जीनोम

  • असीम द्वारा योगदान दिया गया
  • बाउंडलेस पर जनरल माइक्रोबायोलॉजी

वायरल रोगों का दुनिया भर में मानव स्वास्थ्य पर व्यापक प्रभाव पड़ता है। जीनोमिक प्रौद्योगिकियां संक्रामक रोग शोधकर्ताओं को आनुवंशिक स्तर पर अध्ययन करने के लिए एक अभूतपूर्व क्षमता प्रदान कर रही हैं जो वायरस का कारण बनती हैं और संक्रमित मेजबानों के साथ उनकी बातचीत होती है। एक समूह के रूप में वायरल प्रजातियों के बीच जीनोमिक संरचनाओं की एक विशाल विविधता देखी जा सकती है, उनमें पौधों, जानवरों, आर्किया या बैक्टीरिया की तुलना में अधिक संरचनात्मक जीनोमिक विविधता होती है। लाखों विभिन्न प्रकार के वायरस हैं, हालांकि उनमें से केवल 5,000 का ही विस्तार से वर्णन किया गया है।

आकृति: एक वायरस का आरेख: वायरस के अंदर जीनोम का स्थान।

एक वायरस में या तो डीएनए या आरएनए जीन होते हैं और इसे क्रमशः डीएनए वायरस या आरएनए वायरस कहा जाता है। अधिकांश विषाणुओं में आरएनए जीनोम होते हैं। पादप विषाणुओं में एकल-फंसे हुए आरएनए जीनोम होते हैं और बैक्टीरियोफेज में दोहरे-असहाय डीएनए जीनोम होते हैं। वायरल जीनोम गोलाकार होते हैं, जैसे कि पॉलीओमावायरस, या रैखिक, जैसा कि एडेनोवायरस में होता है। न्यूक्लिक एसिड का प्रकार जीनोम के आकार के लिए अप्रासंगिक है। आरएनए वायरस और कुछ डीएनए वायरस के बीच, जीनोम को अक्सर अलग-अलग हिस्सों में विभाजित किया जाता है, इस मामले में इसे खंडित कहा जाता है। आरएनए वायरस के लिए, प्रत्येक खंड अक्सर केवल एक प्रोटीन के लिए कोड करता है, और वे आमतौर पर एक कैप्सिड में एक साथ पाए जाते हैं। हालांकि, वायरस के संक्रामक होने के लिए सभी खंडों का एक ही विषाणु में होना आवश्यक नहीं है, जैसा कि ब्रोम मोज़ेक वायरस और कई अन्य पौधों के वायरस द्वारा प्रदर्शित किया गया है।

एक वायरल जीनोम, न्यूक्लिक एसिड प्रकार के बावजूद, लगभग हमेशा या तो सिंगल-स्ट्रैंडेड या डबल-स्ट्रैंडेड होता है। एकल-फंसे जीनोम में एक अयुग्मित न्यूक्लिक एसिड होता है, जो बीच में विभाजित सीढ़ी के आधे हिस्से के समान होता है। डबल-स्ट्रैंडेड जीनोम में दो पूरक युग्मित न्यूक्लिक एसिड होते हैं, जो एक सीढ़ी के समान होते हैं। कुछ वायरस परिवारों के वायरस कण, जैसे कि हेपडनविरिडे से संबंधित, में एक जीनोम होता है जो आंशिक रूप से डबल-स्ट्रैंडेड और आंशिक रूप से सिंगल-स्ट्रैंडेड होता है।


परीक्षण, वायरल विकास की त्रुटि: लुप्त होती, महामारी के बीच का अंतर

वायरस तेजी से विकसित होते हैं। इन्फ्लूएंजा के ज्यादातर हल्के तनाव के आनुवंशिक मेकअप में एक छोटा सा बदलाव अगली महामारी को जन्म दे सकता है। भिन्न सेटिंग में समान स्ट्रेन में समान रूप से छोटा परिवर्तन इसे अस्पष्टता में फीका कर सकता है। सही समय पर सही गुण ही सब कुछ है।

वर्जीनिया टेक कैरिलियन रिसर्च इंस्टीट्यूट, वर्जीनिया-मैरीलैंड कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ और येल यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों का एक समूह अध्ययन कर रहा है कि वायरल विकास कैसे होता है, और यह ज्ञान बीमारी को रोकने में कैसे मदद कर सकता है।

उन्होंने अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए प्रकृति समीक्षा सूक्ष्म जीव विज्ञान.

शोधकर्ताओं ने तीन प्रसिद्ध और विविध वायरल परिवारों पर कई अध्ययनों का विश्लेषण किया, जिनमें से सभी जीनोम हैं जिनमें आरएनए नामक आनुवंशिक सामग्री के खंड शामिल हैं। आरएनए वायरस प्रकृति में सर्वव्यापी हैं, जो मनुष्यों, पौधों और बैक्टीरिया सहित अधिकांश जानवरों को संक्रमित करते हैं।

वायरस की बड़ी आबादी और तेजी से प्रतिकृति चक्र होते हैं, इसलिए वे विकास का अध्ययन करने के लिए आदर्श मॉडल बनाते हैं। परिवर्तन जल्दी दिखाई देते हैं। कुछ ही हफ्तों में, शोधकर्ता परीक्षण कर सकते हैं कि नियंत्रित प्रयोगशाला स्थितियों के तहत संतान वायरस के लिए एक उत्परिवर्तन या विशेष अनुवांशिक संयोजन वांछनीय हो जाता है या नहीं।

वर्जीनिया टेक कैरिलियन रिसर्च इंस्टीट्यूट में एक सहायक प्रोफेसर और पेपर पर एक लेखक सारा मैकडॉनल्ड्स ने कहा, "आनुवंशिक विविधता वह मिट्टी है जो विकास की प्रक्रिया में चयन दबाव मोल्ड करती है।" "हम सीख रहे हैं कि कैसे वायरस आणविक रूप से अपनी आनुवंशिक विविधता को नियंत्रित करते हैं, और विभिन्न चयन दबाव दूसरों पर कुछ उपभेदों के उद्भव के लिए कैसे अनुमति देते हैं।"

खंडित आरएनए वायरस एक एकल पैतृक रेखा के साथ दोहरा सकते हैं, लेकिन वे पुनर्मूल्यांकन नामक प्रक्रिया में एक हाइब्रिड वायरस बनाने के लिए अपने खंडों को दूसरे वायरस के साथ फेरबदल भी कर सकते हैं।

"वैचारिक रूप से, पुनर्मूल्यांकन अधिक जटिल जीवों में यौन प्रजनन के साथ कुछ विशेषताओं को साझा करता है," मैकडॉनल्ड्स ने कहा, जो वर्जीनिया-मैरीलैंड कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन में सहायक प्रोफेसर भी हैं। "दो माता-पिता वायरस एक मेजबान सेल को संक्रमित करते हैं और आनुवंशिक सामग्री को स्वैप करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आनुवंशिक रूप से भिन्न संतान वायरस होते हैं।"

चाहे इंसानों के लिए या वायरस के लिए, दो अलग-अलग जीन पूल आयोजित करने का एक स्पष्ट विकासवादी लाभ है: आनुवंशिक विविधता में वृद्धि। संतान में अपने माता-पिता के लक्षणों का सही मिश्रण शामिल करने की क्षमता होती है ताकि वे अपने वर्तमान परिवेश के अनुकूल हो सकें। हालाँकि, इस बात की भी संभावना है कि संतान अपने माता-पिता से भी बदतर होगी।

मैकडॉनल्ड्स ने कहा, "संतान वायरस को अपने माता-पिता की तुलना में कम से कम फिट होने की जरूरत है, अगर फिटर नहीं है।" दोहराने की आंतरिक क्षमता, साथ ही वायरस मेजबान की प्रतिरक्षा प्रणाली का कितनी अच्छी तरह विरोध कर सकता है, केवल दो दबाव हैं जो यह तय कर सकते हैं कि नया वायरस एक महामारी बन जाएगा या बस मर जाएगा।

अपनी समीक्षा में, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि विभिन्न आनुवंशिक परिवारों के आरएनए वायरस एक ही मेजबान कोशिका को संक्रमित करने पर भी पुन: वर्गीकृत नहीं देखे गए हैं। यह एक मछली के साथ एक हाउसप्लांट क्रॉसब्रीडिंग की तरह होगा। भौतिक सीमाएँ हैं, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि जीन असंगत हैं।

फिर भी, आनुवंशिक रूप से समान वायरस में भी, प्रतिबंध नए उपभेदों के उदय को सीमित करते हैं। इन्फ्लूएंजा ए में, उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट कार्य के लिए कोडित आरएनए के पुन: मिश्रित खंड एक साथ पैक किए जाते हैं।

तीन अलग-अलग खंडों में सभी की भूमिका होती है कि कैसे वायरस अपनी प्रतिकृति आनुवंशिक सामग्री को पैकेज करता है, इसलिए यदि एक खंड को नए वायरस में शामिल किया गया है, तो अन्य दो खंड भी हैं। यह संभावित अनुवांशिक विकल्पों को सीमित करता है क्योंकि एक सेगमेंट के लिए पूरी तरह से मूल संयोजन बनाने के लिए दो नए सेगमेंट में शामिल होना असंभव है।

"यह संभावना है कि खंड वर्गीकरण और पैकेजिंग के स्तर पर आणविक विफलताएं प्रयोगशाला सेटिंग में पुनर्मूल्यांकन की अपेक्षा से कम आवृत्ति के लिए एक प्रमुख कारण हैं," मैकडॉनल्ड ने कहा। "आरएनए कैसे बातचीत करता है, इसमें सूक्ष्म अंतर के परिणामस्वरूप सफल पुनर्मूल्यांकन हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप संकर संतान होती है।"

शोधकर्ताओं ने तीन वायरल परिवारों में रुझानों को जोड़ा, और वे यह समझने के लिए काम कर रहे हैं कि कैसे वायरस अपनी आनुवंशिक विविधता को बढ़ाते हैं और कैसे चयन दबाव उस विविधता पर कार्य करते हैं ताकि प्रकृति में नए, संभवतः अधिक घातक वायरल वेरिएंट के उद्भव को बढ़ावा दिया जा सके।

"कुछ प्रमुख बकाया प्रश्न अनुत्तरित रहते हैं, लेकिन हम वर्तमान शोध अध्ययनों के दायरे में उत्तर खोज सकते हैं," मैकडॉनल्ड ने कहा। "उन उत्तरों के साथ, हम न केवल बीमारी की रोकथाम और नियंत्रण रणनीतियों को सूचित करेंगे, बल्कि हम जीवों के विकास की हमारी बुनियादी समझ पर भी प्रकाश डाल सकेंगे।"


एचआईवी संक्रमण के पाठ्यक्रम को प्रभावित करने के लिए वायरस और रोगी दोनों के आनुवंशिकी एक साथ काम करते हैं

एचआईवी, एड्स वायरस (पीला), मानव कोशिका को संक्रमित कर रहा है। क्रेडिट: ज़ीस माइक्रोस्कोपी / फ़्लिकर

में प्रकाशित नए शोध के अनुसार, वायरल और मानव आनुवंशिकी एक साथ मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी) से संक्रमित लोगों में देखी जाने वाली बीमारी की प्रगति दर में अंतर का लगभग एक तिहाई है। पीएलओएस कम्प्यूटेशनल बायोलॉजी. निष्कर्ष बताते हैं कि एचआईवी वायरल जीनोम में उत्परिवर्तन को ट्रिगर करके रोगी आनुवंशिकी रोग की प्रगति को प्रभावित करती है।

एचआईवी वाले लोग रोग की प्रगति की विभिन्न दरों का अनुभव करते हैं। उच्च वायरल लोड वाले लोगों में एचआईवी तेजी से बढ़ता है - संक्रमित व्यक्ति के रक्त में पाए जाने वाले एचआईवी वायरस से आनुवंशिक सामग्री की मात्रा।

पिछले शोध से पता चला है कि एक संक्रमित व्यक्ति के आनुवंशिकी और उनके विशेष एचआईवी तनाव के आनुवंशिकी दोनों वायरल लोड को प्रभावित करते हैं। स्विट्ज़रलैंड के इकोले पॉलीटेक्निक फ़ेडेराले डी लॉज़ेन के इस्तवन बर्था और उनके सहयोगी अब रोगियों के एक ही समूह के भीतर वायरल लोड पर मानव और वायरल आनुवंशिकी के सापेक्ष प्रभावों की जांच करने वाले पहले वैज्ञानिक हैं।

शोधकर्ताओं ने एचआईवी से पीड़ित 541 लोगों से रोगी और वायरल आनुवंशिक डेटा एकत्र किया। उन्होंने एक कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग पद्धति का उपयोग किया, जिसे रैखिक मिश्रित मॉडलिंग के रूप में जाना जाता है, यह निर्धारित करने के लिए कि मानव और वायरल आनुवंशिकी रोगियों के बीच वायरल लोड में अंतर को कैसे समझा सकती है।

उन्होंने पाया कि एचआईवी उपभेदों के बीच आनुवंशिक अंतर रोगियों के बीच वायरल लोड में 29 प्रतिशत अंतर की व्याख्या करता है, जबकि मानव आनुवंशिक भिन्नता 8.4 प्रतिशत बताती है। साथ में, वे वायरल लोड भिन्नता के केवल 30 प्रतिशत की व्याख्या करते हैं, यह दर्शाता है कि रोगी आनुवंशिकी एचआईवी वायरस में अनुवांशिक उत्परिवर्तनों को प्रेरित करके अपना अधिकांश प्रभाव डालती है क्योंकि यह रोगी के अंदर गुणा करती है।

अध्ययन निदेशक जैक्स फेले कहते हैं, "हमारा पेपर दर्शाता है कि रोगी और संक्रमित वायरस दोनों का आनुवंशिक मेकअप एचआईवी संक्रमण के नैदानिक ​​​​पाठ्यक्रम में योगदान देता है।"

निष्कर्षों की पुष्टि और परिष्कृत करने के लिए रोगियों के एक बड़े समूह के साथ आगे के शोध की आवश्यकता है। फिर भी, "मेजबान और रोगजनक डेटा के संयोजन ने हमें एचआईवी नियंत्रण के अनुवांशिक निर्धारकों में नई अंतर्दृष्टि प्रदान की," फेले कहते हैं। "अन्य पुरानी संक्रामक बीमारियों को बेहतर ढंग से समझने के लिए इसी तरह की रणनीति का इस्तेमाल किया जा सकता है।"


वायरल आकृति विज्ञान

वायरस गैर-कोशिका होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे जैविक संस्थाएं हैं जिनकी कोई कोशिकीय संरचना नहीं होती है। इसलिए उनमें कोशिकाओं के अधिकांश घटकों की कमी होती है, जैसे कि ऑर्गेनेल, राइबोसोम और प्लाज्मा झिल्ली। एक विषाणु में एक न्यूक्लिक एसिड कोर, एक बाहरी प्रोटीन कोटिंग या कैप्सिड होता है, और कभी-कभी मेजबान सेल से प्राप्त प्रोटीन और फॉस्फोलिपिड झिल्ली से बना एक बाहरी लिफाफा होता है। वायरस में अतिरिक्त प्रोटीन भी हो सकते हैं, जैसे कि एंजाइम, कैप्सिड के भीतर या वायरल जीनोम से जुड़े। विभिन्न वायरल परिवारों के सदस्यों के बीच सबसे स्पष्ट अंतर उनकी आकृति विज्ञान में भिन्नता है, जो काफी विविध है। वायरल जटिलता की एक दिलचस्प विशेषता यह है कि मेजबान की जटिलता जरूरी नहीं कि विषाणु की जटिलता से संबंधित हो। वास्तव में, कुछ सबसे जटिल विषाणु संरचनाएं बैक्टीरियोफेज-वायरस में पाई जाती हैं जो सबसे सरल जीवित जीवों, बैक्टीरिया को संक्रमित करती हैं।

आकृति विज्ञान

वायरस कई आकार और आकार में आते हैं, लेकिन ये विशेषताएं प्रत्येक वायरल परिवार के लिए सुसंगत हैं। जैसा कि हमने देखा, सभी विषाणुओं में एक न्यूक्लिक एसिड जीनोम होता है जो एक सुरक्षात्मक कैप्सिड से ढका होता है। कैप्सिड के प्रोटीन वायरल जीनोम में एन्कोडेड होते हैं, और कहलाते हैं कैप्सोमेरेस . कुछ वायरल कैप्सिड सरल हेलिकॉप्टर या पॉलीहेड्रल "गोले" होते हैं, जबकि अन्य संरचना में काफी जटिल होते हैं (चित्र 2)।

चित्र 2: वायरल कैप्सिड (ए) पेचदार, (बी) पॉलीहेड्रल, या (सी) एक जटिल आकार हो सकते हैं। (क्रेडिट ए "माइक्रोग्राफ": यूएसडीए एआरएस क्रेडिट बी "माइक्रोग्राफ" द्वारा कार्य का संशोधन: यू.एस. ऊर्जा विभाग द्वारा कार्य का संशोधन)

सामान्य तौर पर, वायरस के कैप्सिड को चार समूहों में वर्गीकृत किया जाता है: पेचदार, इकोसाहेड्रल, लिफाफा, और सिर और पूंछ। पेचदार कैप्सिड लंबे और बेलनाकार होते हैं। टीएमवी सहित कई पादप विषाणु पेचदार होते हैं। इकोसाहेड्रल वायरस ऐसी आकृतियाँ होती हैं जो मोटे तौर पर गोलाकार होती हैं, जैसे कि पोलियोवायरस या हर्पीसविरस। ढके हुए वायरस कैप्सिड को घेरने वाली मेजबान कोशिका से प्राप्त झिल्ली होती है। एचआईवी जैसे पशु वायरस अक्सर आच्छादित होते हैं। सिर और पूंछ के वायरस बैक्टीरिया को संक्रमित करते हैं और एक सिर होता है जो इकोसाहेड्रल वायरस के समान होता है और पूंछ के आकार का पेचदार वायरस होता है।

कई वायरस किसी न किसी प्रकार का उपयोग करते हैं ग्लाइकोप्रोटीन कोशिका पर अणुओं के माध्यम से अपने मेजबान कोशिकाओं से जुड़ने के लिए कहा जाता है वायरल रिसेप्टर्स . इन वायरसों के लिए, कोशिका झिल्ली के बाद के प्रवेश के लिए लगाव की आवश्यकता होती है, जब प्रवेश होने के बाद ही वायरस कोशिका के अंदर अपनी प्रतिकृति पूरी कर सकता है। वायरस जिन रिसेप्टर्स का उपयोग करते हैं वे अणु होते हैं जो सामान्य रूप से कोशिका सतहों पर पाए जाते हैं और उनके अपने शारीरिक कार्य होते हैं। ऐसा प्रतीत होता है कि वायरस इन अणुओं का अपनी प्रतिकृति के लिए उपयोग करने के लिए विकसित हुए हैं। उदाहरण के लिए, एचआईवी अपने रिसेप्टर्स में से एक के रूप में टी लिम्फोसाइटों पर सीडी 4 अणु का उपयोग करता है (चित्र 3)। CD4 एक प्रकार का अणु है जिसे a . कहा जाता है सेल आसंजन अणु, जो टी लिम्फोसाइट प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की पीढ़ी के दौरान विभिन्न प्रकार की प्रतिरक्षा कोशिकाओं को एक दूसरे के करीब रखने का कार्य करता है।

चित्र तीन: एक वायरस और उसके मेजबान रिसेप्टर प्रोटीन। एचआईवी वायरस मानव कोशिकाओं की सतह पर सीडी 4 रिसेप्टर को बांधता है। सीडी 4 रिसेप्टर्स सफेद रक्त कोशिकाओं को प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करते समय प्रतिरक्षा प्रणाली की अन्य कोशिकाओं के साथ संवाद करने में मदद करते हैं। (क्रेडिट: एनआईएआईडी, एनआईएच द्वारा कार्य में संशोधन)

ज्ञात सबसे जटिल विषाणुओं में से एक, T4 बैक्टीरियोफेज (जो जीवाणुओं को संक्रमित करता है) इशरीकिया कोली) जीवाणु में पूंछ की संरचना होती है जिसका उपयोग वायरस मेजबान कोशिकाओं से जुड़ने के लिए करता है और एक सिर संरचना जिसमें उसका डीएनए होता है।

एडेनोवायरस, एक गैर-लिफाफा पशु वायरस जो मनुष्यों में श्वसन संबंधी बीमारियों का कारण बनता है, ग्लाइकोप्रोटीन स्पाइक्स का उपयोग मेजबान कोशिकाओं से जुड़ने के लिए अपने कैप्सोमेरेस से निकलता है। गैर-लिफाफा वायरस में वे भी शामिल हैं जो पोलियो (पोलियोवायरस), प्लांटर वार्ट्स (पैपिलोमावायरस), और हेपेटाइटिस ए (हेपेटाइटिस ए वायरस) का कारण बनते हैं।

इन्फ्लुएंजा वायरस जैसे ढके हुए विषाणुओं में न्यूक्लिक एसिड (इन्फ्लूएंजा के मामले में आरएनए) और कैप्सिड प्रोटीन होते हैं जो एक फॉस्फोलिपिड बाइलेयर लिफाफे से घिरे होते हैं जिसमें वायरस-एन्कोडेड प्रोटीन होते हैं। वायरल लिफाफे में एम्बेडेड ग्लाइकोप्रोटीन का उपयोग मेजबान कोशिकाओं से जुड़ने के लिए किया जाता है। अन्य लिफाफा प्रोटीन मैट्रिक्स प्रोटीन होते हैं जो लिफाफे को स्थिर करते हैं और अक्सर संतति विषाणुओं के संयोजन में भूमिका निभाते हैं। चिकन पॉक्स, एचआईवी, और कण्ठमाला लिफाफे वाले वायरस के कारण होने वाली बीमारियों के अन्य उदाहरण हैं। लिफाफे की नाजुकता के कारण, गैर-लिफाफा वायरस तापमान, पीएच, और कुछ कीटाणुनाशकों में आच्छादित वायरस की तुलना में परिवर्तन के प्रति अधिक प्रतिरोधी होते हैं।

कुल मिलाकर, विषाणु का आकार और एक लिफाफे की उपस्थिति या अनुपस्थिति हमें इस बारे में बहुत कम बताती है कि वायरस किस बीमारी का कारण हो सकता है या यह किस प्रजाति को संक्रमित कर सकता है, लेकिन वे अभी भी वायरल वर्गीकरण शुरू करने के लिए उपयोगी साधन हैं (चित्र 4)।


गंभीर कोरोनावायरस लक्षणों के लिए आनुवंशिक संवेदनशीलता

अधिकांश लोगों को केवल हल्के लक्षणों का अनुभव होता है जब उनके पास COVID-19 होता है, लेकिन अल्पसंख्यक को गंभीर या जानलेवा प्रतिक्रिया होगी। जबकि कुछ अंतर को उच्च जोखिम वाले कारकों जैसे कि वृद्धावस्था या अंतर्निहित स्वास्थ्य स्थितियों द्वारा समझाया जा सकता है, कुछ कारण, युवा लोग इतने बीमार हो जाते हैं कि COVID-19 महामारी की पहेली में से एक है।

कुछ उत्तर मानव जीनोम में निहित हो सकते हैं। जीनोम शरीर का निर्देश पुस्तिका है जिसमें किसी व्यक्ति को बनाने, बनाए रखने और मरम्मत करने के लिए आवश्यक सभी जानकारी होती है। लगभग सभी मानव कोशिकाओं में इसकी एक प्रति है। यह डीएनए से बना होता है, जो हमें अपने माता-पिता से विरासत में मिलता है।

जीनोम के भीतर जीन अकेले काम कर सकते हैं, लेकिन अधिक सामान्यतः एक साथ कार्य करते हैं, बल्कि एक ऑर्केस्ट्रा में खिलाड़ियों की तरह। वे पर्यावरण के साथ भी बातचीत करते हैं। उदाहरण के लिए, धूप में, यूवी प्रकाश क्षति से त्वचा की सुरक्षा में शामिल जीन की गतिविधि बढ़ जाती है।

किन्हीं दो लोगों के जीनोम लगभग 99.9% समान होते हैं, शेष 0.1% ही उन्हें अलग बनाता है। यह भिन्नता यह निर्धारित करने में महत्वपूर्ण हो सकती है कि अलग-अलग लोग विशेष संक्रमणों पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, जब लोग कोरोनावायरस से संक्रमित होते हैं, तो वायरस के टुकड़े प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा इस तरह से देखे जाएंगे जो एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में भिन्न हो सकते हैं। परिणाम संक्रमण के प्रति प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में भिन्नता हो सकती है।

संक्रमण की प्रतिक्रिया में शामिल मानव जीन जीनोम के भीतर असंख्य और अत्यधिक विविध हैं। कुछ X गुणसूत्र पर स्थित होते हैं और यह एक कारण हो सकता है कि पुरुषों (जिनके पास X की केवल एक प्रति है) महिलाओं (जिनकी दो प्रतियाँ हैं) की तुलना में COVID-19 संक्रमण से अधिक गंभीर रूप से प्रभावित होते हैं। मानव जीनोम में भिन्नता, दोनों प्रतिरक्षा प्रणाली जीन और अन्य, कोरोनावायरस संक्रमण की प्रतिक्रियाओं में कम से कम कुछ अंतरों की व्याख्या कर सकते हैं। वे इस अंतर को समझाने में भी मदद कर सकते हैं कि मरीज COVID-19 के उपचार के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।


पादप मेजबानों के साथ विषाणुओं का जीवन चक्र

प्लांट वायरस बैक्टीरियोफेज की तुलना में पशु वायरस के समान अधिक हैं। पादप विषाणु आच्छादित या बिना ढके हो सकते हैं। कई जानवरों के वायरस की तरह, पौधे के वायरस में या तो डीएनए या आरएनए जीनोम हो सकते हैं और सिंगल स्ट्रैंडेड या डबल स्ट्रैंडेड हो सकते हैं। हालांकि, अधिकांश पादप विषाणुओं में डीएनए जीनोम नहीं होता है, जिनमें से अधिकांश में ए +ssRNA जीनोम, जो मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) की तरह काम करता है। केवल कुछ ही पादप विषाणुओं में अन्य प्रकार के जीनोम होते हैं।

पादप विषाणुओं में एक संकीर्ण या व्यापक परपोषी श्रेणी हो सकती है। उदाहरण के लिए, साइट्रस ट्रिस्टेजा वायरस के कुछ ही पौधों को संक्रमित करता है साइट्रस जीनस, जबकि ककड़ी मोज़ेक वायरस विभिन्न पौधों के परिवारों के हजारों पौधों को संक्रमित करता है। अधिकांश पादप विषाणु पौधों, या कवक, सूत्रकृमि, कीड़े, या अन्य आर्थ्रोपोड्स के बीच संपर्क द्वारा संचरित होते हैं जो यांत्रिक वैक्टर के रूप में कार्य करते हैं। हालांकि, कुछ वायरस केवल एक विशिष्ट प्रकार के कीट वेक्टर द्वारा स्थानांतरित किए जा सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक विशेष वायरस एफिड्स द्वारा प्रेषित किया जा सकता है लेकिन व्हाइटफ्लाइज़ नहीं। कुछ मामलों में, वायरस घावों के माध्यम से स्वस्थ पौधों में भी प्रवेश कर सकते हैं, जैसा कि छंटाई या मौसम की क्षति के कारण हो सकता है।

वायरस जो पौधों को संक्रमित करते हैं उन्हें बायोट्रॉफिक परजीवी माना जाता है, जिसका अर्थ है कि वे मेजबान को मारे बिना संक्रमण स्थापित कर सकते हैं, जैसा कि बैक्टीरियोफेज के लाइसोजेनिक जीवन चक्र में देखा जाता है। वायरल संक्रमण स्पर्शोन्मुख (अव्यक्त) हो सकता है या कोशिका मृत्यु (लिटिक संक्रमण) का कारण बन सकता है। जीवन चक्र मेजबान कोशिका में वायरस के प्रवेश के साथ शुरू होता है। इसके बाद, जब कैप्सिड को हटा दिया जाता है, तो वायरस कोशिका के कोशिका द्रव्य के भीतर अकोट हो जाता है। न्यूक्लिक एसिड के प्रकार के आधार पर, कोशिकीय घटकों का उपयोग वायरल जीनोम को दोहराने और नए विषाणुओं के संयोजन के लिए वायरल प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। एक प्रणालीगत संक्रमण स्थापित करने के लिए, वायरस को पौधे के संवहनी तंत्र के एक हिस्से में प्रवेश करना चाहिए, जैसे कि फ्लोएम। प्रणालीगत संक्रमण के लिए आवश्यक समय वायरस, पौधों की प्रजातियों और पर्यावरणीय परिस्थितियों के आधार पर कुछ दिनों से लेकर कुछ हफ्तों तक भिन्न हो सकता है। वायरस का जीवन चक्र तब पूरा होता है जब यह संक्रमित पौधे से स्वस्थ पौधे में फैलता है।

इसके बारे में सोचो


जीन थेरेपी में वायरल वैक्टर

अगले स्तर का ज्ञान

एडेनोवायरल वैक्टर

एडेनो-जुड़े वायरल वैक्टर

एडेनोवायरस की तैयारी और उपयोग के कारण एडेनोवायरस की खोज हुई-संबद्ध 1960 के दशक में वायरस (एएवी)। एएवी में एक छोटा, एकल-फंसे डीएनए जीनोम होता है जिसे कुछ सेल प्रकारों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए कई अलग-अलग रूपों में उत्पादित किया जा सकता है। एएवी-आधारित वायरल वैक्टर का उपयोग करने वाले अनुसंधान ने लगभग 2012 तक कर्षण हासिल नहीं किया

एएवी के खाके पर आधारित वेक्टर आनुवंशिक सामग्री प्रदान करते हैं जो कोशिका नाभिक में घोंसला बनाती है और स्थायी रूप से सेल डीएनए में एकीकृत नहीं होती है। इसका मतलब यह है कि वेक्टर मेजबान जीनोम के बाहर प्रतिकृति करता है और कोशिका विभाजन के दौरान बेटी कोशिकाओं में परिवर्तन को पारित नहीं कर सकता है। 1, 9-11

एएवी में अन्य वायरल वैक्टर की तुलना में एक छोटी आनुवंशिक पैकेजिंग क्षमता होती है, जिसका अर्थ है कि वे कुछ के लिए काम करते हैं, लेकिन सभी के लिए नहीं, जीन थेरेपी के लिए लक्ष्य। एक संदर्भ के रूप में, एएवी वैक्टर के लिए औसत पैकेजिंग क्षमता है

4.5 केबी, जबकि लेंटिवायरस और हर्पीज क्रमशः 8 केबी और और जीई30 केबी हैं। 12

लेंटीवायरल वैक्टर

लेंटिवायरल वैक्टर (LVV) को पहली बार 1980 के दशक में जीन थेरेपी में खोजा गया था और यह एक व्यवहार्य जीन थेरेपी तकनीक बन गई जो 1990 के दशक के मध्य में तेजी से विकसित हुई। लेंटिवायरस रेट्रोवायरस की एक प्रजाति है

अधिक शब्दों के लिए शब्दावली देखें > , और सबसे विशिष्ट लेंटवायरस मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी) है। Lentiviruses अपनी आनुवंशिक सामग्री को विभाजित और गैर-विभाजित कोशिकाओं में सम्मिलित करते हैं, आनुवंशिक सामग्री को मेजबान जीनोम में एकीकृत करते हैं, जिससे निरंतर अभिव्यक्ति की अनुमति मिलती है। १,१३

मेजबान कोशिकाओं तक पहुंचने में वायरस कितने प्रभावी हैं, इस वजह से वैज्ञानिक लेंटिवायरस (जैसे एचआईवी -1) के ब्लूप्रिंट का उपयोग करके लेंटिवायरल वैक्टर बनाते हैं। लेंटिवायरल वैक्टर मुख्य रूप से शरीर के बाहर उपयोग किए जाते हैं पूर्व विवो अनुप्रयोगों, जैसे कि हेमटोपोइएटिक स्टेम सेल प्रत्यारोपण या इंजीनियर टी सेल थेरेपी। परिणामी संशोधित कोशिकाओं को तब रोगियों में डाला जाता है। 1

जीन थेरेपी नैदानिक ​​​​परीक्षणों में प्रयुक्त वैक्टर


वायरल विकास के परिणाम:

-वायरल क्वैसीस्पेसी: आरएनए वायरस जीनोम का तेजी से और लचीला विकास बड़ी संख्या में विभिन्न प्रकार के जीनोम के साथ वायरस की आबादी बनाता है। एक एकल अनुक्रम एक मेजबान में या यहां तक ​​कि सेल संस्कृति में भी वायरल आबादी का सटीक वर्णन नहीं कर सकता है। यह एक विकासवादी लाभ प्रदान करता है, क्योंकि उत्परिवर्तन पहले से मौजूद हैं और चुने जाने की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जब ऐसी आबादी पर चयन दबाव लागू होता है। -दोषपूर्ण हस्तक्षेप करने वाला वायरस: एक सक्षम वायरल जीनोम के विलोपन, पुनर्व्यवस्था या पुनर्संयोजन के माध्यम से दोषपूर्ण जीनोम उत्पन्न हो सकते हैं। नकारात्मक फंसे हुए आरएनए वायरस में, इन्हें दोषपूर्ण इंटरफेरिंग वायरस (डीआई) कहा जाता है जो प्रतिकृति और/या एनकैप्सिडेशन के लिए वायरल जीनोम के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं: यह वायरस को क्षीण करने के लिए जाता है और मेजबान एंटीवायरल सुरक्षा को ट्रिगर करता है। ये दोषपूर्ण जीनोम सेल कल्चर में जमा हो जाते हैं, जहां जन्मजात एंटीवायरल रक्षा की अक्सर कमी होती है। उदाहरण के लिए, सेल कल्चर में उगाया जाने वाला सेंडाई वायरस डीआई से भरा होता है, जो जन्मजात प्रतिरक्षा के बहुत शक्तिशाली संकेतक होते हैं। वास्तव में DI वायरल जीन के लिए एन्कोडिंग नहीं कर रहे हैं जो होस्ट इंटरफेरॉन सिस्टम को डाउनग्रेड करते हैं। इसलिए, वायरस के साथ जितना अधिक DI होगा, उतना ही कम वायरस इंटरफेरॉन इंडक्शन को टोन डाउन करने में सक्षम होगा। यही कारण है कि सुसंस्कृत सेंडाई वायरस आमतौर पर इंटरफेरॉन को प्रयोगात्मक रूप से प्रेरित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, जबकि सक्षम सेंडाई वायरस आईएफएन उत्पादन को कुशलता से बंद कर देगा।


वायरल विकास में परीक्षण और त्रुटि: लुप्त होती, महामारी के बीच का अंतर

वायरस तेजी से विकसित होते हैं। इन्फ्लूएंजा के ज्यादातर हल्के तनाव के आनुवंशिक मेकअप में एक छोटा सा बदलाव अगली महामारी को जन्म दे सकता है। भिन्न सेटिंग में समान स्ट्रेन में समान रूप से छोटा परिवर्तन इसे अस्पष्टता में फीका कर सकता है। सही समय पर सही गुण ही सब कुछ है।

वर्जीनिया टेक कैरिलियन रिसर्च इंस्टीट्यूट, वर्जीनिया-मैरीलैंड कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन, नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ और येल यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों का एक समूह अध्ययन कर रहा है कि वायरल विकास कैसे होता है, और यह ज्ञान बीमारी को रोकने में कैसे मदद कर सकता है।

उन्होंने आज अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए प्रकृति समीक्षा सूक्ष्म जीव विज्ञान.

शोधकर्ताओं ने तीन प्रसिद्ध और विविध वायरल परिवारों पर कई अध्ययनों का विश्लेषण किया, जिनमें से सभी जीनोम हैं जिनमें आरएनए नामक आनुवंशिक सामग्री के खंड शामिल हैं। आरएनए वायरस प्रकृति में सर्वव्यापी हैं, जो मनुष्यों, पौधों और बैक्टीरिया सहित अधिकांश जानवरों को संक्रमित करते हैं।

वायरस की बड़ी आबादी और तेजी से प्रतिकृति चक्र होते हैं, इसलिए वे विकास का अध्ययन करने के लिए आदर्श मॉडल बनाते हैं। परिवर्तन जल्दी दिखाई देते हैं। कुछ ही हफ्तों में, शोधकर्ता परीक्षण कर सकते हैं कि नियंत्रित प्रयोगशाला स्थितियों के तहत संतान वायरस के लिए एक उत्परिवर्तन या विशेष अनुवांशिक संयोजन वांछनीय हो जाता है या नहीं।

वर्जीनिया टेक कैरिलियन रिसर्च इंस्टीट्यूट में एक सहायक प्रोफेसर और पेपर पर एक लेखक सारा मैकडॉनल्ड्स ने कहा, "आनुवंशिक विविधता वह मिट्टी है जो विकास की प्रक्रिया में चयन दबाव बनाती है।" "हम सीख रहे हैं कि कैसे वायरस आणविक रूप से अपनी आनुवंशिक विविधता को नियंत्रित करते हैं, और विभिन्न चयन दबाव दूसरों पर कुछ उपभेदों के उद्भव के लिए कैसे अनुमति देते हैं।"

खंडित आरएनए वायरस एक एकल पैतृक रेखा के साथ दोहरा सकते हैं, लेकिन वे पुनर्मूल्यांकन नामक प्रक्रिया में एक हाइब्रिड वायरस बनाने के लिए अपने खंडों को दूसरे वायरस के साथ फेरबदल भी कर सकते हैं।

"वैचारिक रूप से, पुनर्मूल्यांकन अधिक जटिल जीवों में यौन प्रजनन के साथ कुछ विशेषताओं को साझा करता है," मैकडॉनल्ड्स ने कहा, जो वर्जीनिया-मैरीलैंड कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन में सहायक प्रोफेसर भी हैं। "दो माता-पिता वायरस एक मेजबान सेल को संक्रमित करते हैं और आनुवंशिक सामग्री को स्वैप करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आनुवंशिक रूप से भिन्न संतान वायरस होते हैं।"

चाहे इंसानों के लिए या वायरस के लिए, दो अलग-अलग जीन पूल आयोजित करने का एक स्पष्ट विकासवादी लाभ है: आनुवंशिक विविधता में वृद्धि। संतान में अपने माता-पिता के लक्षणों का सही मिश्रण शामिल करने की क्षमता होती है ताकि वे अपने वर्तमान परिवेश के अनुकूल हो सकें। हालाँकि, इस बात की भी संभावना है कि संतान अपने माता-पिता से भी बदतर होगी।

मैकडॉनल्ड्स ने कहा, "संतान वायरस को अपने माता-पिता की तुलना में कम से कम फिट होने की जरूरत है, अगर फिटर नहीं है।" दोहराने की आंतरिक क्षमता, साथ ही वायरस मेजबान की प्रतिरक्षा प्रणाली का कितनी अच्छी तरह विरोध कर सकता है, केवल दो दबाव हैं जो यह तय कर सकते हैं कि नया वायरस एक महामारी बन जाएगा या बस मर जाएगा।

अपनी समीक्षा में, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि विभिन्न आनुवंशिक परिवारों के आरएनए वायरस एक ही मेजबान कोशिका को संक्रमित करने पर भी पुन: वर्गीकृत नहीं देखे गए हैं। यह एक मछली के साथ एक हाउसप्लांट क्रॉसब्रीडिंग की तरह होगा। भौतिक सीमाएं हैं, लेकिन अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि जीन असंगत हैं।

फिर भी, आनुवंशिक रूप से समान विषाणुओं में भी, प्रतिबंध नए उपभेदों के उदय को सीमित करते हैं। इन्फ्लूएंजा ए में, उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट कार्य के लिए कोडित आरएनए के पुन: मिश्रित खंड एक साथ पैक किए जाते हैं।

तीन अलग-अलग खंडों में सभी की भूमिका होती है कि कैसे वायरस अपनी प्रतिकृति आनुवंशिक सामग्री को पैकेज करता है, इसलिए यदि एक खंड को नए वायरस में शामिल किया गया है, तो अन्य दो खंड भी हैं। यह संभावित आनुवंशिक विकल्पों को सीमित करता है क्योंकि एक खंड के लिए दो नए खंडों में शामिल होना पूरी तरह से मूल संयोजन बनाने के लिए असंभव है।

"यह संभावना है कि खंड वर्गीकरण और पैकेजिंग के स्तर पर आणविक विफलताएं प्रयोगशाला सेटिंग में पुनर्मूल्यांकन की अपेक्षा से कम आवृत्ति के लिए एक प्रमुख कारण हैं," मैकडॉनल्ड ने कहा। "आरएनए कैसे बातचीत करता है, इसमें सूक्ष्म अंतर के परिणामस्वरूप सफल पुनर्मूल्यांकन हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप संकर संतान होती है।"

शोधकर्ताओं ने तीन वायरल परिवारों में रुझानों को जोड़ा, और वे यह समझने के लिए काम कर रहे हैं कि कैसे वायरस अपनी आनुवंशिक विविधता को बढ़ाते हैं और कैसे चयन दबाव उस विविधता पर कार्य करते हैं ताकि प्रकृति में नए, संभवतः अधिक घातक वायरल वेरिएंट के उद्भव को बढ़ावा दिया जा सके।

"कुछ प्रमुख बकाया प्रश्न अनुत्तरित रहते हैं, लेकिन हम वर्तमान शोध अध्ययनों के दायरे में उत्तर खोज सकते हैं," मैकडॉनल्ड ने कहा। "उन उत्तरों के साथ, हम न केवल रोग की रोकथाम और नियंत्रण रणनीतियों को सूचित करेंगे, बल्कि हम जीवों के विकास की हमारी बुनियादी समझ पर भी प्रकाश डाल सकेंगे।"


वह वीडियो देखें: Juste un mot: matériel ou matériau (फरवरी 2023).