Viral Genom Organizasyonu ve Nükleik Asitler
Viral genom, bir virüsün genetik bilgisini taşıyan nükleik asittir ve virüsler, kullandıkları genom kimyasının çeşitliliği açısından dikkat çekicidir. Bir genom DNA veya RNA olabilir, tek sarmallı veya çift sarmallı olabilir, pozitif veya negatif anlamlı olabilir ve tek bir molekül veya birkaç segment halinde paketlenebilir. Bu özellikler, genomun nasıl kopyalandığını ve ifade edildiğini belirler ve genom tabanlı virüs sınıflandırmasının merkezi kriterlerini oluşturur.
Tanım
Viral genom organizasyonu, bir virüsü kodlayan nükleik asidin kimyasal yapısını, sarmal yapısını, polaritesini ve düzenlenmesini ifade etmektedir; bu özellikler, virüsün replikasyon ve ifade stratejisini belirlemekte ve genom tabanlı sınıflandırmanın temelini oluşturmaktadır.
Kapsam
Bu madde, viral genomların kimyasal ve yapısal varyasyonlarını kapsamaktadır: nükleik asit tipi (DNA'ya karşı RNA), sarmal yapısı, polarite (anlam), genom segmentasyonu ve boyutu ile bu özelliklerin replikasyon stratejisi ve RNA genomlarının hataya eğilimli doğası üzerindeki sonuçları. Bu, genom organizasyonuna ilişkin bir referans genel bakışıdır ve klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Hangi nükleik asit tipleri viral genom olarak işlev görmektedir?
- Tek sarmallı ve çift sarmallı ile pozitif anlamlı ve negatif anlamlı bir genom için ne anlama gelmektedir?
- Genom polaritesi, RNA'nın doğrudan mRNA olarak işlev görüp göremeyeceğini nasıl belirlemektedir?
- Bazı genomlar neden segmentlidir ve bu neye olanak tanımaktadır?
- RNA virüs genomları neden DNA genomlarından daha kolay mutasyona uğramaktadır?
Anahtar kavramlar
- DNA'ya karşı RNA genomları
- Tek sarmallı ve çift sarmallı nükleik asit
- Pozitif anlamlı ve negatif anlamlı (polarite)
- Genom segmentasyonu
- Genom boyutu ve kodlama kapasitesi
- Ters transkripsiyon
- RNA genomlarının yüksek mutasyon oranı
Temel kuramlar
- Genomdan mRNA'ya yolu bir düzenleyici ilke olarak
- Baltimore, bir virüsün tanımlayıcı özelliğinin, genomunun haberci RNA'yı (mRNA) üretme yolu olduğunu öne sürmüştür; bu da genom tipini, sarmal yapısını ve polaritesini merkezi sınıflandırma özellikleri haline getirmektedir.
- Kuazitürler / RNA genomlarının yüksek mutasyon oranı kavramı
- RNA replikasyonu verimli düzeltme (proofreading) mekanizmalarından yoksun olduğu için, RNA virüs genomları hızla mutasyon biriktirmekte ve heterojen popülasyonlar olarak var olmaktadır; bu da onların evrimi ve adaptasyonu için merkezi bir özelliktir.
Mekanizmalar
Viral genomlar, replikasyon ve ifade stratejisini birlikte belirleyen çeşitli eksenler boyunca farklılık göstermektedir. Nükleik asit tipi (DNA veya RNA) ve sarmal yapısı (tek veya çift), genomu kopyalamak ve mRNA yapmak için hangi enzimlerin gerekli olduğunu belirlemektedir. Polarite özellikle tek sarmallı RNA için önemlidir: pozitif anlamlı bir genom doğrudan mRNA olarak çevrilebilirken, negatif anlamlı bir genomun önce tamamlayıcı bir sarmala transkribe edilmesi gerekmektedir, bu nedenle negatif anlamlı virüsler kendi polimerazlarını partikül içinde taşımak zorundadır. Bazı genomlar, ilgili virüsler arasında yeniden düzenlenmeye (reassortment) izin veren birkaç moleküle ayrılmıştır. RNA genomları az düzeltme (proofreading) ile kopyalanmakta ve bu nedenle hızla mutasyona uğrayarak çeşitli popülasyonlar oluşturmaktadır; oysa çoğu DNA genomu daha sadık bir şekilde kopyalanmaktadır.
Klinik önem
Genom organizasyonu, ilgili virüslerin neden replikasyon stratejilerini paylaştığını, segmentli RNA virüslerinin neden yeniden düzenlenebildiğini ve birçok RNA virüsünün neden hızla evrildiğini açıklamaktadır; ki bunların hepsi antiviral ve aşı bilimi için ilgili bir arka plan oluşturmaktadır. Bu madde, yapısal ve kavramsal bir referanstır ve tanı veya tedavi önerileri sunmamaktadır.
Tarihçe
Viral genomların DNA veya RNA olabileceği ve farklı sarmal yapısı ile polariteye sahip olabileceği anlayışı, yirminci yüzyıl ortalarındaki moleküler viroloji çalışmalarıyla birikmiş ve 1971'de Baltimore tarafından, virüsleri organize etmek için genomdan mRNA'ya mantığını kullanarak sentezlenmiştir. Domingo, Holland ve diğerlerinin daha sonraki çalışmaları, RNA genomlarının hataya eğilimli, heterojen popülasyonlar olarak kopyalandığını ortaya koyarak viral evrim anlayışını yeniden şekillendirmiştir.
Öne çıkan isimler
- David Baltimore
- Esteban Domingo
- John Holland
- Eugene Koonin
İlgili konular
Temel eserler
- baltimore-1971
- domingo-1997
- koonin-2021
Sıkça sorulan sorular
- Bir virüs genomu hem DNA hem de RNA olabilir mi?
- Evet. Çift sarmallı DNA kullanan hücresel organizmaların aksine, virüsler toplu olarak DNA veya RNA, tek veya çift sarmallı ve pozitif veya negatif anlamlı kullanmaktadır; bu genom kimyası çeşitliliği, virüslerin tanımlayıcı bir özelliğidir ve sınıflandırmalarının temelini oluşturmaktadır.
- RNA virüsleri neden bu kadar hızlı mutasyona uğrama eğilimindedir?
- RNA genomları genellikle verimli düzeltme (proofreading) mekanizmalarından yoksun polimerazlar tarafından kopyalanmaktadır, bu nedenle replikasyon hataları birikmekte ve virüs heterojen bir popülasyon olarak var olmakta, bu da adaptasyonu hızlandırabilmektedir; DNA genomları ise genellikle daha doğru bir şekilde kopyalanmaktadır.