वायरल प्रतिकृति और न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण

प्रतिकृति चक्र के केंद्र में, वायरस अपने जीनोम की प्रतिलिपि बनाता है ताकि न्यूक्लिक एसिड का उत्पादन हो सके जिसे संतति विरियन में पैक किया जाएगा। इस चरण की रसायन विज्ञान - और यह कोशिका में कहाँ होता है - जीनोम के प्रकार द्वारा निर्धारित होता है, और कई वायरस इसे कुशलतापूर्वक और मेजबान सुरक्षा की पहुँच से बाहर रखने के लिए समर्पित, झिल्ली-जुड़े प्रतिकृति डिब्बे बनाते हैं।

Definition

वायरल जीनोम प्रतिकृति वायरल न्यूक्लिक एसिड की नई प्रतियों का संश्लेषण है, जो जीनोम के प्रकार के अनुसार वायरल और/या मेजबान पोलीमरेज़ द्वारा किया जाता है, आमतौर पर विशेष प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स के भीतर।

Scope

यह विषय नए वायरल जीनोम के संश्लेषण को शामिल करता है: डीएनए और आरएनए जीनोम की प्रतिलिपि बनाने वाले एंजाइम, प्रमुख जीनोम वर्गों की विशिष्ट रणनीतियाँ, रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन, और झिल्ली-बद्ध प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स या कारखाने जिन्हें कई वायरस इकट्ठा करते हैं। यह एक संदर्भ और शैक्षिक उपचार है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Core questions

• प्रत्येक जीनोम वर्ग - डीएनए, पॉजिटिव- और नेगेटिव-स्ट्रैंड आरएनए, डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए, रेट्रोवायरल - अपने जीनोम की प्रतिलिपि कैसे बनाता है?
• कई आरएनए वायरस झिल्ली-जुड़े प्रतिकृति कारखाने क्यों बनाते हैं?
• कोशिका में जीनोम प्रतिकृति कहाँ होती है, और इसे जीन अभिव्यक्ति और संयोजन के साथ कैसे समन्वित किया जाता है?

Key concepts

• जीनोम वर्ग और प्रतिकृति रणनीति
• आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़
• रिवर्स ट्रांसक्रिप्शन और एकीकरण (रेट्रोवायरस)
• टेम्पलेट और प्रतिकृति मध्यवर्ती
• झिल्ली-जुड़े प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स (प्रतिकृति कारखाने)
• मेजबान सेंसर से दूर डिब्बों में विभाजन
• आरएनए प्रतिकृति की कम निष्ठा और उच्च उत्परिवर्तन दर

Mechanisms

जीनोम प्रतिकृति जीनोम के प्रकार से होती है। डीएनए वायरस अपने जीनोम की प्रतिलिपि वायरल या मेजबान डीएनए पोलीमरेज़ के साथ करते हैं, अक्सर नाभिक में; पॉजिटिव- और नेगेटिव-स्ट्रैंड आरएनए वायरस एक वायरस-एन्कोडेड आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करते हैं, जो विपरीत ध्रुवीयता के प्रतिकृति मध्यवर्ती उत्पन्न करते हैं; डबल-स्ट्रैंडेड आरएनए वायरस उप-वायरल कणों के भीतर प्रतिकृति करते हैं; और रेट्रोवायरस अपने आरएनए को डीएनए में रिवर्स-ट्रांसक्राइब करते हैं जो मेजबान गुणसूत्र में एकीकृत होता है। एक आवर्ती विषय, विशेष रूप से पॉजिटिव-स्ट्रैंड आरएनए वायरस के बीच, मेजबान झिल्ली का डिब्बों में पुनर्गठन है - जिसे विभिन्न रूप से प्रतिकृति कॉम्प्लेक्स या कारखाने कहा जाता है - जो प्रतिकृति मशीनरी को केंद्रित करते हैं, अंतरिक्ष में चरणों को व्यवस्थित करते हैं, और वायरल न्यूक्लिक एसिड को जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली के साइटोप्लाज्मिक सेंसर से बचाते हैं। आरएनए प्रतिकृति आमतौर पर त्रुटि-प्रवण होती है, जिससे आरएनए वायरस में उच्च उत्परिवर्तन दर और तीव्र विकास होता है।

Clinical relevance

जीनोम-प्रतिकृति एंजाइम जैसे आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ और रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज़ एंटीवायरल थेरेपी के प्रमुख लक्ष्य हैं क्योंकि वे मेजबान एंजाइमों से भिन्न होते हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ और शिक्षा के लिए उस जीव विज्ञान का एक वैचारिक स्तर पर वर्णन करती है; यह निर्धारित करने, दवा चयन, या रोगी प्रबंधन का आधार नहीं है।

History

1970 के दशक में रिवर्स ट्रांसक्रिप्टेज़ की खोज ने इस धारणा को उलट दिया कि आनुवंशिक जानकारी केवल डीएनए से आरएनए तक प्रवाहित होती है और रेट्रोवायरल प्रतिकृति की व्याख्या की। समानांतर में, आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ पर काम ने स्थापित किया कि आरएनए जीनोम की प्रतिलिपि कैसे बनाई जाती है, और बाद के सेल-जैविक अध्ययनों से पता चला कि विभिन्न वायरस मेजबान झिल्ली को ऑर्गेनेल-जैसे प्रतिकृति डिब्बों में पुनर्गठित करते हैं, संक्रमित कोशिका के भीतर जीनोम संश्लेषण कहाँ और कैसे व्यवस्थित होता है, इसकी एक एकीकृत अंतर्दृष्टि।

Key figures

• Paul Ahlquist
• David Baltimore
• Howard Temin
• Renato Dulbecco

Seminal works

• denboon-ahlquist-2010
• miller-krijnselocker-2008

Frequently asked questions

आरएनए वायरस इतनी जल्दी उत्परिवर्तित क्यों होते हैं?

आरएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ जो अधिकांश आरएनए जीनोम की प्रतिलिपि बनाते हैं, उनमें आमतौर पर कुशल प्रूफरीडिंग की कमी होती है, इसलिए प्रतिकृति त्रुटि-प्रवण होती है; परिणामस्वरूप उच्च उत्परिवर्तन दर आरएनए वायरस को तेजी से विकसित होने देती है, उदाहरण के लिए प्रतिरक्षा से बचने या दवाओं का प्रतिरोध करने के लिए।

वायरल प्रतिकृति कारखाना क्या है?

कई वायरस, विशेष रूप से पॉजिटिव-स्ट्रैंड आरएनए वायरस, मेजबान-कोशिका झिल्ली को विशेष डिब्बों में पुनर्व्यवस्थित करते हैं जो प्रतिकृति मशीनरी को केंद्रित करते हैं और नव निर्मित वायरल न्यूक्लिक एसिड को कोशिका के जन्मजात प्रतिरक्षा सेंसर से छिपाने में मदद करते हैं।