Viral Evrim ve Ortaya Çıkış
Virüsler mutasyon ve genetik değişim yoluyla hızla evrimleşmektedir ve yeni veya yeni tanımlanmış virüslerin, genellikle hayvan rezervuarlarından geçiş yaparak ortaya çıkması, biyolojilerinin tekrarlayan bir özelliğidir.
Tanım
Viral evrim ve ortaya çıkış, virüslerin zaman içinde genetik olarak nasıl değiştiğini ve yeni veya daha önce tanınmayan virüslerin konakçı popülasyonlarında nasıl ortaya çıkıp yerleştiğini inceleyen bir alandır.
Kapsam
Bu konu, RNA virüslerindeki yüksek mutasyon oranları, rekombinasyon ve segmentli genomların yeniden düzenlenmesi (reassortment) dahil olmak üzere viral genetik varyasyon kaynaklarını; kuazitürleri (quasispecies) ve hataya eğilimli replikasyonun sonuçlarını; ortaya çıkan ve yeniden ortaya çıkan virüsler kavramını; ve konakçı aralığı kaymaları ile hayvan rezervuarlarından yayılma (spillover) süreçlerini kapsamaktadır. Viral değişimi hem evrimsel hem de ekolojik bir fenomen olarak ele almaktadır.
Temel sorular
- Virüslerde genetik varyasyonu hangi mekanizmalar üretmektedir?
- RNA virüsleri neden özellikle hızlı evrimleşmektedir?
- Virüsler bir konakçı türünden diğerine nasıl geçmektedir?
- Yeni viral ajanların ortaya çıkışını hangi koşullar desteklemektedir?
Anahtar kavramlar
- RNA virüslerinde mutasyon oranları
- Rekombinasyon ve yeniden düzenlenme (reassortment)
- Kuazitür (Quasispecies)
- Konakçı aralığı kaymaları ve yayılma (spillover)
- Ortaya çıkan ve yeniden ortaya çıkan virüsler
Temel kuramlar
- Kuazitür (Quasispecies) ve viral varyasyon
- Hataya eğilimli replikasyon, özellikle RNA virüslerinde, seçilimin etki ettiği yakın ilişkili genomlardan oluşan çeşitli bir popülasyon oluşturarak, hızlı viral adaptasyonu ve bazı virüslerin kontrol edilmesindeki zorluğu açıklamaya yardımcı olmaktadır.
Mekanizmalar
Viral genetik varyasyon, genom replikasyonu sırasında, özellikle RNA virüslerinin hataya eğilimli polimerazları tarafından ortaya çıkan mutasyonlardan ve ilgili virüslerin bir hücreyi birlikte enfekte etmesi durumunda rekombinasyon veya yeniden düzenlenmeden (reassortment) kaynaklanmaktadır. Büyük ve hızla üretilen popülasyonlar üzerinde etkili olan bu varyasyon, konakçı aralığını genişleten değişiklikler de dahil olmak üzere hızlı adaptasyona olanak tanımaktadır. Ortaya çıkış, genellikle ekolojik koşulların bulaşmaya izin verdiği yeni bir konakçı popülasyonuna hayvan rezervuarından yayılmayı (spillover) takiben gerçekleşmektedir.
Klinik önem
Hızlı viral evrim, bazı aşıların periyodik olarak güncellenmesi ihtiyacı ve varyantların ortaya çıkması gibi zorlukların temelini oluşturmaktadır. Hayvan rezervuarlarından virüslerin ortaya çıkışı ise yeni bulaşıcı hastalıkların tekrarlayan bir kaynağı olup, bu konuyu salgınları anlamak ve sürveyansı bilgilendirmek açısından önemli kılmaktadır.
Tarihçe
Manfred Eigen'in teorik çalışmalarından geliştirilen ve Esteban Domingo dahil araştırmacılar tarafından virüslere uygulanan viral kuazitür (quasispecies) kavramı, RNA virüslerini çeşitli, hızla evrimleşen popülasyonlar olarak yeniden çerçevelemiş, bu da onların adaptasyon yeteneğini ve bazılarının ortadan kaldırılmasındaki zorluğu açıklamaya yardımcı olmuştur.
Öne çıkan isimler
- Manfred Eigen
- Esteban Domingo
İlgili konular
Temel eserler
- madigan2018
- willey2020
Sıkça sorulan sorular
- RNA virüsleri neden DNA virüslerinden daha hızlı evrimleşme eğilimindedir?
- Birçok RNA virüsü, genomlarını düzeltme (proofreading) özelliği olmayan polimerazlarla çoğaltmaktadır, bu nedenle yüksek oranlarda mutasyon biriktirmektedirler. Büyük popülasyon boyutları ve kısa nesil süreleriyle birleştiğinde, bu durum hızlı genetik değişim ve adaptasyon sağlamaktadır.