تکامل و ظهور ویروسها
ویروسها از طریق جهش و تبادل ژنتیکی به سرعت تکامل مییابند و ظهور ویروسهای جدید یا تازه شناساییشده، اغلب پس از عبور از مخازن حیوانی، یکی از ویژگیهای تکرارشونده زیستشناسی آنهاست.
Definition
تکامل و ظهور ویروسی مطالعه چگونگی تغییر ژنتیکی ویروسها در طول زمان و چگونگی پیدایش و استقرار ویروسهای جدید یا قبلاً ناشناخته در جمعیتهای میزبان است.
Scope
این موضوع منابع تنوع ژنتیکی ویروسی، از جمله نرخ بالای جهش در ویروسهای RNA، نوترکیبی و بازآرایی ژنومهای قطعهقطعهشده؛ شبهگونهها و پیامدهای تکثیر پرخطا؛ مفهوم ویروسهای نوظهور و بازظهور؛ و فرآیندهای تغییر دامنه میزبانی و سرایت از مخازن حیوانی را پوشش میدهد. این مبحث تغییرات ویروسی را هم به عنوان یک پدیده تکاملی و هم یک پدیده اکولوژیکی بررسی میکند.
Core questions
- چه مکانیسمهایی تنوع ژنتیکی را در ویروسها ایجاد میکنند؟
- چرا ویروسهای RNA به ویژه سریع تکامل مییابند؟
- ویروسها چگونه از یک گونه میزبان به گونه دیگر عبور میکنند؟
- چه شرایطی به ظهور عوامل ویروسی جدید کمک میکند؟
Key concepts
- نرخ جهش در ویروسهای RNA
- نوترکیبی و بازآرایی
- شبهگونهها
- تغییر دامنه میزبانی و سرایت
- ویروسهای نوظهور و بازظهور
Key theories
- شبهگونهها و تنوع ویروسی
- تکثیر پرخطا، به ویژه در ویروسهای RNA، جمعیتی متنوع از ژنومهای نزدیک به هم را تولید میکند که انتخاب بر روی آنها عمل میکند و به توضیح سازگاری سریع ویروسی و چالش کنترل برخی ویروسها کمک میکند.
Mechanisms
تنوع ژنتیکی ویروسی از جهشهایی که در طول همانندسازی ژنوم ایجاد میشوند، به ویژه توسط پلیمرازهای پرخطای ویروسهای RNA، و از نوترکیبی یا بازآرایی زمانی که ویروسهای مرتبط یک سلول را به طور همزمان آلوده میکنند، ناشی میشود. این تنوع، با تأثیر بر جمعیتهای بزرگ و با سرعت تولید بالا، امکان سازگاری سریع را فراهم میکند، از جمله تغییراتی که دامنه میزبانی را گسترش میدهند. ظهور اغلب به دنبال سرایت از یک مخزن حیوانی به یک جمعیت میزبان جدید رخ میدهد که در آن شرایط اکولوژیکی امکان انتقال را فراهم میکند.
Clinical relevance
تکامل سریع ویروسی زیربنای چالشهایی مانند نیاز دورهای به بهروزرسانی برخی واکسنها و ظهور سویهها است، در حالی که ظهور ویروسها از مخازن حیوانی منبع تکرارشوندهای از بیماریهای عفونی جدید است، که این موضوع را برای درک شیوع بیماریها و اطلاعرسانی در مورد نظارت مهم میسازد.
History
مفهوم شبهگونه ویروسی، که از کار نظری مانفرد آیگن توسعه یافت و توسط محققانی از جمله استبان دومینگو برای ویروسها به کار گرفته شد، ویروسهای RNA را به عنوان جمعیتهای متنوع و به سرعت در حال تکامل بازتعریف کرد و به توضیح سازگاری آنها و دشواری ریشهکن کردن برخی از آنها کمک کرد.
Key figures
- Manfred Eigen
- Esteban Domingo
Related topics
Seminal works
- madigan2018
- willey2020
Frequently asked questions
- چرا ویروسهای RNA تمایل دارند سریعتر از ویروسهای DNA تکامل یابند؟
- بسیاری از ویروسهای RNA ژنوم خود را با پلیمرازهایی تکثیر میکنند که فاقد قابلیت تصحیح هستند، بنابراین جهشها را با نرخ بالایی انباشته میکنند. این امر، همراه با اندازههای بزرگ جمعیت و زمانهای کوتاه نسل، تغییر ژنتیکی و سازگاری سریع را ایجاد میکند.