विषाणु प्रतिकृति और रोगजनन

विषाणु बाध्यकारी अंतःकोशिकीय परजीवी होते हैं जो स्वयं प्रजनन नहीं कर सकते; उन्हें एक परपोषी कोशिका में प्रवेश करना होता है और नई विषाणु कणिकाओं को बनाने के लिए उसकी मशीनरी को पुनर्निर्देशित करना होता है। यह क्षेत्र विषाणु प्रतिकृति चक्र के साझा चरणों - प्रवेश, जीन अभिव्यक्ति, जीनोम प्रतिकृति, संयोजन और विमोचन - और उन तंत्रों का सर्वेक्षण करता है जिनके द्वारा संक्रमण और परपोषी प्रतिक्रिया रोग (रोगजनन) में परिवर्तित होती है।

Definition

विषाणु प्रतिकृति अंतःकोशिकीय प्रक्रियाओं का एक समूह है जिसके द्वारा एक विषाणु अपने जीनोम की प्रतिलिपि बनाने और संतति विरियन (progeny virions) उत्पन्न करने के लिए परपोषी-कोशिका मशीनरी का उपयोग करता है; विषाणु रोगजनन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा विषाणु संक्रमण और परिणामस्वरूप परपोषी प्रतिक्रिया रोग को जन्म देती है।

Scope

यह क्षेत्र पाठक को एक सामान्य ढाँचे के रूप में विषाणु प्रतिकृति चक्र और संक्रमण से चोट तक की घटनाओं की श्रृंखला के रूप में रोगजनन की अवधारणा से परिचित कराता है। इसके उप-विषय व्यक्तिगत चरणों - प्रवेश और अनावरण, जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन संश्लेषण, न्यूक्लिक एसिड प्रतिकृति, संयोजन और विमोचन - और उन तंत्रों का वर्णन करते हैं जिनके द्वारा विषाणु रोग का कारण बनते हैं। यह एक संदर्भ और शैक्षिक अवलोकन है, न कि नैदानिक या चिकित्सीय मार्गदर्शन।

Sub-topics

• मेजबान कोशिकाओं से वायरल संयोजन और विमोचन
• वायरल प्रवेश और अनावरण तंत्र
• वायरल रोगजनन के तंत्र
• वायरल प्रतिकृति और न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण
• वायरल जीन अभिव्यक्ति और प्रोटीन संश्लेषण

Core questions

• एक परपोषी कोशिका के अंदर प्रजनन करने के लिए प्रत्येक विषाणु को कौन से सार्वभौमिक कदम उठाने चाहिए?
• एक विषाणु का जीनोम प्रकार (डीएनए, आरएनए, सेंस, विखंडन) उसकी प्रतिकृति रणनीति को कैसे बाधित करता है?
• प्रतिकृति की घटनाएँ, परपोषी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के साथ मिलकर, ऊतक की चोट और बीमारी कैसे उत्पन्न करती हैं?

Key concepts

• बाध्यकारी अंतःकोशिकीय परजीविता
• सामान्य प्रतिकृति चक्र: प्रवेश, अनावरण, जीन अभिव्यक्ति, जीनोम प्रतिकृति, संयोजन, विमोचन
• ग्रहण अवधि और एक-चरणीय वृद्धि
• प्रतिकृति रणनीति के निर्धारक के रूप में जीनोम प्रकार
• ट्रोपिज्म (वे कोशिकाएँ और ऊतक जिन्हें एक विषाणु संक्रमित कर सकता है)
• तीव्र बनाम लगातार (अव्यक्त, पुराना) संक्रमण
• प्रत्यक्ष साइटोपैथिक प्रभाव बनाम इम्यूनोपैथोलॉजी

Key theories

बाल्टीमोर वर्गीकरण

डेविड बाल्टीमोर की योजना विषाणुओं को उनके जीनोम की प्रकृति और मैसेंजर आरएनए उत्पन्न करने के लिए उनके द्वारा अपनाए गए मार्ग के आधार पर वर्गों में समूहित करती है, जो प्रत्येक समूह की प्रतिकृति रणनीति के आणविक तर्क की भविष्यवाणी करती है। यह विभिन्न विषाणुओं के प्रतिकृति के तरीके की तुलना करने के लिए संगठनात्मक ढाँचा बना हुआ है।

Mechanisms

एक उत्पादक संक्रमण एक व्यवस्थित चक्र के माध्यम से आगे बढ़ता है। विरियन पहले एक अनुमेय कोशिका से जुड़ता है और उसमें प्रवेश करता है, फिर अपने जीनोम को मुक्त करने के लिए अनावरित होता है; जीनोम को विषाणु और परपोषी एंजाइमों के संयोजन का उपयोग करके व्यक्त और प्रतिकृत किया जाता है; नए संरचनात्मक प्रोटीन और जीनोम संतति विरियन में संयोजित होते हैं; और विरियन आगे की कोशिकाओं को संक्रमित करने के लिए मुक्त होते हैं। जीनोम का प्रकार अधिकांश विवरणों को निर्धारित करता है - उदाहरण के लिए, धनात्मक-स्ट्रैंड आरएनए विषाणु कोशिकाद्रव्य में झिल्ली-बद्ध प्रतिकृति डिब्बे बनाते हैं, जो विविध परिवारों में एक आवर्ती विषय है। रोग तब उत्पन्न होता है जब ये घटनाएँ सीधे कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाती हैं या एक परपोषी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को उत्तेजित करती हैं जो स्वयं ऊतक को चोट पहुँचाती है, और जब विषाणु के प्रसार और परपोषी रक्षा के बीच संतुलन यह निर्धारित करता है कि संक्रमण समाप्त हो जाता है, बना रहता है, या घातक साबित होता है।

Clinical relevance

प्रतिकृति चक्र को समझना यह बताता है कि एंटीवायरल दवाएं प्रवेश, जीनोम प्रतिकृति, या परिपक्वता जैसे अलग-अलग चरणों को क्यों लक्षित करती हैं, और परपोषी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया परिणाम के लिए क्यों केंद्रीय है। यह प्रविष्टि वैचारिक स्तर पर नैदानिक वायरोलॉजी और एंटीवायरल रणनीति के अंतर्निहित जीव विज्ञान का वर्णन करती है; यह शैक्षिक संदर्भ सामग्री है और निदान, दवा चयन, या व्यक्तिगत रोगी प्रबंधन का आधार नहीं है।

Epidemiology

विषाणु दुनिया भर में मानव संक्रामक रोगों का एक बड़ा हिस्सा पैदा करते हैं, जो स्वयं-सीमित श्वसन और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल बीमारी से लेकर पुराने संक्रमणों और महामारियों तक हैं। कई उच्च-प्रभाव वाले उभरते संक्रामक रोग विषाणुओं के कारण होते हैं, अक्सर जूनोटिक मूल के होते हैं, जो प्रतिकृति, परपोषी सीमा और रोगजनन के बीच के संबंध को जनसंख्या के साथ-साथ व्यक्तिगत स्वास्थ्य का विषय बनाता है।

History

बीसवीं सदी में बैक्टीरियोफेज और पशु विषाणुओं पर किए गए कार्य ने एक-चरणीय वृद्धि वक्र और ग्रहण अवधि की अवधारणा को स्थापित किया, जिससे प्रतिकृति को एक व्यवस्थित अंतःकोशिकीय चक्र के रूप में प्रकट किया गया। बाल्टीमोर का वर्गीकरण (1971) मैसेंजर आरएनए बनाने की केंद्रीय समस्या के इर्द-गिर्द विषाणु जीनोम की विविधता को एकीकृत करता है, और बाद के आणविक और कोशिका-जैविक कार्य ने चक्र के प्रत्येक चरण को विस्तार से मैप किया। रोगजनन का अध्ययन प्रत्यक्ष कोशिका हत्या के विचार से बढ़कर इम्यूनोपैथोलॉजी और तीव्र, अव्यक्त और पुराने संक्रमण के स्पेक्ट्रम को शामिल करने के लिए विस्तृत हुआ।

Key figures

• David Baltimore
• Ari Helenius
• Mark Marsh
• Paul Ahlquist
• Herbert W. Virgin

Seminal works

• marsh-helenius-2006
• denboon-ahlquist-2010
• virgin-2009

Frequently asked questions

विषाणु स्वयं प्रजनन क्यों नहीं कर सकते?

विषाणुओं में प्रोटीन को संश्लेषित करने और ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए आवश्यक राइबोसोम और चयापचय मशीनरी की कमी होती है, इसलिए उन्हें एक जीवित परपोषी कोशिका में प्रवेश करना चाहिए और नए विषाणु कण बनाने के लिए उसकी मशीनरी का उपयोग करना चाहिए; यही कारण है कि उन्हें बाध्यकारी अंतःकोशिकीय परजीवी कहा जाता है।

क्या विषाणु रोग कोशिकाओं को मारने वाले विषाणु या प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के कारण होता है?

दोनों हो सकते हैं। कुछ विषाणु सीधे कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाते हैं (साइटोपैथिक प्रभाव), जबकि अन्य संक्रमणों में ऊतक की अधिकांश चोट विषाणु के प्रति परपोषी प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया (इम्यूनोपैथोलॉजी) के कारण होती है; संतुलन एक विषाणु और बीमारी से दूसरे में भिन्न होता है।