Viral Giriş ve Kapsit Soyma Mekanizmaları
Bir virüs replikasyon yapabilmesi için konak hücre bariyerini aşmalı ve genomunu doğru hücre içi konuma ulaştırmalıdır. Giriş, spesifik hücre yüzeyi reseptörlerine bağlanma ile başlar, plazma veya endozomal membranın penetrasyonu ile devam eder ve kapsit soyma (uncoating) ile sona erer - yani döngünün bir sonraki aşaması için genomu serbest bırakan protein kabuğunun (kapsidin) ayrışmasıdır.
Tanım
Viral giriş, bir virionun bir konak hücreye bağlandığı, bir hücresel membrana penetre olduğu ve genomunu sitoplazmaya veya çekirdeğe serbest bırakarak (kapsitini soyarak) replikasyonun başlayabilmesini sağlayan çok adımlı bir süreçtir.
Kapsam
Bu konu, reseptör bağlanmasını ve tropizmi, iki ana penetrasyon yolunu (plazma membranında doğrudan füzyon ve endositoz yoluyla giriş), füzyon proteinlerinin rolünü ve viral genomu serbest bırakan kapsit soyma adımını kapsamaktadır. Bu, giriş mekanizmalarının referans ve eğitim amaçlı bir incelemesidir, klinik veya terapötik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Reseptör ve koreseptör bağlanması, bir virüsün hangi hücreleri enfekte edebileceğini nasıl belirler?
- Bir virüs plazma membranında ne zaman füzyon yapar veya endozom yoluyla ne zaman girer ve füzyonu ne tetikler?
- Viral kapsit, genomun doğru yerde serbest bırakılması için nasıl ayrıştırılır?
Anahtar kavramlar
- Spesifik reseptörlere ve koreseptörlere bağlanma
- Tropizm (reseptör tarafından belirlenen hücre ve doku aralığı)
- Viral füzyon proteinleri aracılığıyla membran füzyonu
- Sınıf I, II ve III füzyon proteinleri
- Doğrudan (plazma membranı) ve endositik giriş
- Endozomda füzyonun düşük pH ile tetiklenmesi
- Kapsit soyma ve genom salınımı
Mekanizmalar
Giriş, bir virionun bağlanma proteinlerinin konak hücre yüzeyindeki reseptörlerle etkileşime girmesiyle başlar; bu etkileşim tropizmi tanımlar, çünkü yalnızca doğru reseptörü taşıyan hücreler duyarlıdır. Zarflı virüsler daha sonra lipid zarflarını bir füzyon proteinindeki konformasyonel bir değişiklik yoluyla hücresel bir membranla birleştirir (füzyon). Bu füzyon plazma membranında veya endositozdan sonra, düşük pH'ın yeniden düzenlemeyi tetiklediği asitlenmiş endozomda meydana gelebilmektedir. Füzyon proteinleri, aynı saç tokası (hairpin) şeklindeki değişikliği farklı katlanmalarla (folds) gerçekleştiren yapısal sınıflara ayrılmaktadır. Zarfsız virüsler ise bunun yerine bir membranı deler veya geçirgen hale getirir. Genom içeren çekirdek içeri girdikten sonra, kapsit soyma (uncoating) kapsidi düzenli bir şekilde ayrıştırır, böylece genom bir sonraki adımın - transkripsiyon veya replikasyon - gerçekleştiği yere serbest bırakılır.
Klinik önem
Giriş, enfeksiyonun engellenebileceği ilk noktadır ve çeşitli antiviral stratejiler ile nötralize edici antikorlar, reseptör bağlanmasını veya membran füzyonunu önleyerek etki etmektedir. Bu giriş, bu tür yaklaşımların arkasındaki biyolojiyi kavramsal düzeyde açıklamaktadır; bu, reçete yazma, ilaç seçimi veya hasta yönetimi için bir temel teşkil etmeyen eğitim amaçlı bir referans materyalidir.
Tarihçe
Yirminci yüzyılın sonlarında zarflı virüs füzyonu üzerine yapılan çalışmalar, özellikle influenza hemaglutinin ve alfavirüsler üzerine olanlar, füzyon proteinlerinin tetiklenmiş bir konformasyonel değişiklik geçirdiği ilkesini ortaya koymuştur. Karşılaştırmalı yapısal çalışmalar daha sonra aynı membran birleşme problemini farklı katlanmalarla çözen farklı füzyon proteini sınıflarını ortaya çıkarmış, paralel hücre biyolojisi çalışmaları ise virüslerin hücre içine ulaşmak için kullandığı endositik yolları haritalandırmıştır.
Öne çıkan isimler
- Ari Helenius
- Mark Marsh
- Margaret Kielian
- Félix Rey
İlgili konular
Temel eserler
- marsh-helenius-2006
- kielian-rey-2006
Sıkça sorulan sorular
- Bir virüsün hangi hücreleri enfekte edebileceğine ne karar verir?
- Büyük ölçüde virüsün bağlanma proteinleri ile bir hücrede bulunan reseptörler (ve koreseptörler) arasındaki uyum; gerekli reseptöre sahip olmayan hücreler genellikle duyarlı değildir, bu da viral tropizmin temelini oluşturur.
- Kapsit soyma nedir?
- Kapsit soyma, girişten sonra viral kapsidin düzenli bir şekilde ayrışmasıdır; bu, genomu sitoplazmaya veya çekirdeğe serbest bırakarak virüsün genlerinin ifade edilmesini ve genomun replike edilmesini sağlar.