वायरस आकृति विज्ञान और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी

अधिकांश वायरस कण इतने छोटे होते हैं कि उन्हें प्रकाश माइक्रोस्कोप से नहीं देखा जा सकता है, इसलिए वायरल आकृति विज्ञान — विरियन के आकार, आकृति और सतह की विशेषताओं — का वर्णन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी पर निर्भर करता है। नकारात्मक रूप से दागदार या जमे हुए-जलयोजित कणों की इमेजिंग करके, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी हेलिकल रॉड, इकोसाहेड्रल खोल, आवरणयुक्त गोले और जटिल रूपों को प्रकट करती है, जो वायरस के लिए एक वर्णनात्मक शब्दावली और उन्हें पहचानने का आधार दोनों प्रदान करती है।

Definition

वायरस आकृति विज्ञान वायरस कण का आकार, आकृति, समरूपता और सतह वास्तुकला है, जिसे मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा चित्रित किया जाता है, जो इमेजिंग तकनीक विरियन के उप-प्रकाश-माइक्रोस्कोपिक आयामों को हल करती है।

Scope

यह प्रविष्टि प्रमुख वायरल आकृति विज्ञान और उन्हें देखने के लिए उपयोग की जाने वाली इलेक्ट्रॉन-माइक्रोस्कोपिक विधियों को शामिल करती है, जिसमें नकारात्मक-दाग और क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, वायरस का वर्णन और पहचान करने में आकृति विज्ञान की भूमिका, और एक वर्णनात्मक और नैदानिक उपकरण के रूप में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की ताकत और सीमाएं शामिल हैं। यह एक पद्धतिगत और संरचनात्मक संदर्भ है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन।

Core questions

• अधिकांश वायरस को देखने के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की आवश्यकता क्यों होती है?
• वायरस कौन से प्रमुख रूपात्मक रूप लेते हैं?
• नकारात्मक-दाग और क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में क्या अंतर है?
• आकृति विज्ञान किसी वायरस को पहचानने या उसका वर्णन करने में क्या योगदान दे सकता है?
• एक वर्णनात्मक विधि के रूप में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी की सीमाएं क्या हैं?

Key concepts

• विरियन आकार पैमाना (नैनोमीटर)
• हेलिकल आकृति विज्ञान
• इकोसाहेड्रल आकृति विज्ञान
• आवरणयुक्त और प्लियोमॉर्फिक कण
• जटिल आकृति विज्ञान
• नकारात्मक-दाग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी
• क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी
• कैच-ऑल (खुली) पहचान

Mechanisms

चूंकि विरियन आमतौर पर दसियों से लेकर कुछ सौ नैनोमीटर तक होते हैं, वे प्रकाश माइक्रोस्कोपी के विभेदन से नीचे आते हैं और उन्हें इमेज करने के लिए इलेक्ट्रॉन बीम की बहुत कम तरंग दैर्ध्य की आवश्यकता होती है। नकारात्मक-दाग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में, कण एक इलेक्ट्रॉन-घने दाग से घिरे होते हैं जो उनके आकार को रेखांकित करता है, जिससे हेलिकल, इकोसाहेड्रल, आवरणयुक्त या जटिल आकृति विज्ञान जल्दी से प्रकट होता है। क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी इसके बजाय विट्रियस बर्फ में जमे हुए कणों की इमेजिंग करती है, जो मूल संरचना को संरक्षित करती है और, जब छवि औसत के साथ जोड़ा जाता है, तो कैप्सिड वास्तुकला को बारीक विवरण में हल करती है। आकृति विज्ञान अपनी पहचान के पूर्व ज्ञान के बिना मौजूद वायरस के व्यापक प्रकार को पहचानने का एक त्वरित, खुले-छोर वाला तरीका प्रदान करता है, जो आणविक विधियों का पूरक है।

Clinical relevance

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने ऐतिहासिक रूप से कई वायरस की खोज और वर्णन को सक्षम किया और एक कैच-ऑल विधि बनी हुई है जो अपने आकार से एक अप्रत्याशित एजेंट को प्रकट करने में सक्षम है; इसका उपयोग आणविक निदान के साथ संदर्भ और अनुसंधान सेटिंग्स में किया जाता है। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए आकृति विज्ञान और इमेजिंग विधियों का वर्णन करती है और नैदानिक प्रोटोकॉल या उपचार सिफारिशें प्रदान नहीं करती है।

History

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप ने 1930 के दशक के अंत और 1940 के दशक में पहली बार वायरस को सीधे दृश्यमान बनाया, और 1950 के दशक से नकारात्मक दाग ने वायरस कणों के तेजी से रूपात्मक सर्वेक्षण की अनुमति दी, जिससे कई वायरस की खोज और समूहीकरण में योगदान मिला। क्लुग और सहयोगियों द्वारा अग्रणी छवि-पुनर्निर्माण विधियों, और बाद में क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ने, उस विभेदन को उत्तरोत्तर बढ़ाया जिस पर वायरल वास्तुकला की जांच की जा सकती थी।

Key figures

• Aaron Klug
• Donald Caspar
• Stephen Harrison
• Cynthia Goldsmith
• Sara Miller

Seminal works

• goldsmith-2009
• harrison-1983
• caspar-klug-1962

Frequently asked questions

अधिकांश वायरस को सामान्य प्रकाश माइक्रोस्कोप से क्यों नहीं देखा जा सकता है?

अधिकांश विरियन केवल दसियों से लेकर कुछ सौ नैनोमीटर तक होते हैं, जो दृश्य-प्रकाश माइक्रोस्कोपी की विभेदन सीमा से काफी नीचे है; इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी ऐसे छोटे कणों को हल करने के लिए बहुत कम तरंग दैर्ध्य के इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करती है।

वायरस का पता लगाने के तरीके के रूप में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का क्या फायदा है?

यह एक खुले-छोर वाली, कैच-ऑल विधि है: क्योंकि यह वायरस-विशिष्ट अभिकर्मकों की आवश्यकता के बिना उनके आकार से कणों को प्रकट करती है, यह एक अप्रत्याशित या अज्ञात वायरस के व्यापक प्रकार की पहचान कर सकती है, जो लक्षित आणविक परीक्षणों का पूरक है।