21.4: ישויות תאיות אחרות - פריונים ווירואידים

Last updated
Save as PDF

Page ID: 206378

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

מיומנויות לפיתוח

תאר פריונים ותכונותיהם הבסיסיות
הגדירו וירואידים ומטרות ההדבקה שלהם

פריונים ווירואידים הם פתוגנים (סוכנים בעלי יכולת לגרום למחלות) שיש להם מבנים פשוטים יותר מוירוסים, אך במקרה של פריונים, עדיין יכולים לייצר מחלות קטלניות.

פריונים

פריונים, מה שנקרא בגלל שהם חלבוניים, הם חלקיקים זיהומיים - קטנים יותר מוירוסים-שאינם מכילים חומצות גרעין (לא DNA ולא RNA). מבחינה היסטורית, הרעיון של גורם זיהומי שלא השתמש בחומצות גרעין נחשב לבלתי אפשרי, אך עבודה חלוצית של הביולוג זוכה פרס נובל סטנלי פרוסינר שכנעה את רוב הביולוגים שסוכנים כאלה אכן קיימים.

מחלות נוירודגנרטיביות קטלניות, כגון קורו בבני אדם ואנצפלופתיה ספוגית בקר (BSE) בבקר (הידועה בכינויו "מחלת פרה משוגעת") הוכחו כמועברות על ידי פריונים. המחלה התפשטה על ידי צריכת בשר, רקמת עצבים או איברים פנימיים בין בני אותו מין. קורו, יליד בני אדם בפפואה גינאה החדשה, הופץ מאדם לאדם באמצעות קניבליזם פולחני. BSE, שהתגלה במקור בבריטניה, הופץ בין בקר על ידי תרגול של הכללת רקמת עצב בקר במזון לבקר אחר. אנשים עם קורו ו- BSE מראים תסמינים של אובדן שליטה מוטורית והתנהגויות חריגות, כגון פרצי צחוק בלתי מבוקרים עם קורו, ואחריהם מוות. קורו נשלט על ידי גרימת האוכלוסייה לנטוש את הקניבליזם הטקסי שלה.

מצד שני, בתחילה חשבו ש- BSE משפיע רק על בקר. הוכח כי בקר שמת מהמחלה פיתח נגעים או "חורים" במוח, מה שגרם לרקמת המוח להידמות לספוג. אולם מאוחר יותר בהתפרצות הוכח כי ניתן לרכוש אנצפלופתיה דומה בבני אדם המכונה מחלת קרויצפלד-יעקב (CJD) מאכילת בשר בקר מבעלי חיים עם BSE, מה שעורר איסורים של מדינות שונות על יבוא בקר בריטי וגורם נזק כלכלי ניכר לתעשיית הבקר הבריטית (איור). \(\PageIndex{1}\) BSE עדיין קיים בתחומים שונים, ולמרות מחלה נדירה, אנשים הרוכשים CJD קשים לטיפול. המחלה יכולה להתפשט מאדם לאדם בדם, ולכן מדינות רבות אסרו על תרומת דם מאזורים הקשורים ל- BSE.

הגורם לאנצפלופתיות ספוגיות, כגון קורו ו ו- BSE, הוא גרסה מבנית זיהומית של חלבון תאי תקין הנקרא PrP (חלבון פריון). וריאנט זה מהווה את חלקיק הפריון. PrP קיים בשתי צורות, PrP ^c, הצורה הנורמלית של החלבון, ו-PrP ^sc, הצורה הזיהומית. ^{לאחר הכנסתו לגוף, ה-PrP ^sc הכלול בתוך הפריון נקשר ל-PrP ^{c וממיר אותו ל-PrP sc}.} זה מוביל לעלייה מעריכית של חלבון PrP ^sc, המצטבר. PrP ^sc מקופל בצורה לא תקינה, והקונפורמציה (הצורה) המתקבלת אחראית ישירות לנגעים הנראים במוחם של בקר נגוע. לפיכך, למרות שלא בלי כמה מתנגדים בקרב מדענים, נראה שהפריון הוא צורה חדשה לגמרי של גורם זיהומי, הראשון שנמצא שהעברתו אינה תלויה בגנים העשויים מ- DNA או RNA.

חלק א ממחיש כיצד חלבון פריון תקין (PRP) הופך לצורה הגורמת למחלות (PRP). PrPSc עשוי להיווצר באופן ספונטני ברקמת המוח, עשוי להיות מוצג כאשר צורה מוטנטית של החלבון מתקפלת בצורה לא נכונה, או עשויה להכניס לרקמת המוח על ידי חיסון. החלבון המקופל בצורה לא נכונה גורם ל- PRP תקין שכבר קיים במוח להתקפל בצורה לא נכונה. מתרחשת תגובת שרשרת, מה שמוביל לכמות גדולה של חלבון מקופל בצורה לא נכונה. — איור\(\PageIndex{1}\): (א) חלבון פריון נורמלי אנדוגני (PrP ^c) הופך לצורה הגורמת למחלות (PrP ^sc) כאשר הוא נתקל בצורת וריאנט זו של החלבון. PrP ^sc עשוי להתעורר באופן ספונטני ברקמת המוח, במיוחד אם קיימת צורה מוטנטית של החלבון, או שהיא עלולה להתרחש באמצעות התפשטות של פריונים מקופלים בצורה לא נכונה הנצרכים במזון לרקמת המוח. (ב) רקמת מוח נגועה בפריון זו, המוצגת באמצעות מיקרוסקופ אור, מציגה את הוואקוולים המעניקים לה מרקם ספוגי, האופייני לאנצפלופתיות ספוגיות הניתנות להעברה. (אשראי ב: שינוי העבודה על ידי ד"ר אל ג'ני, USDA APHIS; נתוני סרגל קנה מידה מאת מאט ראסל)

וירואידים

וירואידים הם פתוגנים צמחיים: חלקיקי RNA עגולים קטנים, חד-גדיליים, שהם הרבה יותר פשוטים מנגיף. אין להם קפסיד או מעטפה חיצונית, אבל כמו וירוסים יכולים להתרבות רק בתוך תא מארח. וירואידים אינם מייצרים חלבונים כלשהם, והם מייצרים רק מולקולת RNA אחת וספציפית. מחלות אנושיות הנגרמות על ידי וירואידים טרם זוהו.

ידוע כי וירואידים מדביקים צמחים (איור\(\PageIndex{2}\)) ואחראים לכשלים ביבול ולאובדן הכנסות חקלאיות של מיליוני דולרים מדי שנה. חלק מהצמחים שהם מדביקים כוללים תפוחי אדמה, מלפפונים, עגבניות, חרציות, אבוקדו ודקלי קוקוס.

בתצלום נראים תפוחי אדמה מצומקים וסדוקים. — איור\(\PageIndex{2}\): תפוחי אדמה אלה נדבקו על ידי פקעת ציר תפוחי האדמה (PSTV), אשר מתפשטת בדרך כלל כאשר משתמשים בסכינים נגועות לחיתוך תפוחי אדמה בריאים, אשר נטועים לאחר מכן. (קרדיט: פמלה רוברטס, המכון למדעי המזון והחקלאות של אוניברסיטת פלורידה, USDA ARS)

חיבור קריירה: וירולוג

וירולוגיה היא חקר וירוסים, וירולוג הוא אדם שהוכשר בדיסציפלינה זו. הכשרה בווירולוגיה יכולה להוביל למסלולי קריירה רבים ושונים. וירולוגים מעורבים באופן פעיל במחקר אקדמי ובהוראה במכללות ובבתי ספר לרפואה. חלק מהווירולוגים מטפלים בחולים או מעורבים בייצור וייצור חיסונים. הם עשויים להשתתף במחקרים אפידמיולוגיים (איור\(\PageIndex{3}\)) או להפוך לסופרי מדע, אם להזכיר רק כמה קריירות אפשריות.

תמונה זו מציגה מדען בשדה, המודד את אורך הביצה. — איור\(\PageIndex{3}\): וירולוג זה עוסק בעבודת שטח, דגימת ביצים מקן זה לשפעת העופות. (אשראי: דון בקר, USGS EROS, שירות הדגים וחיות הבר בארה"ב)

אם אתה חושב שאתה עשוי להתעניין בקריירה בווירולוגיה, מצא מנטור בתחום. במרכזים רפואיים גדולים רבים יש מחלקות לווירולוגיה, ובבתי חולים קטנים יותר יש בדרך כלל מעבדות וירולוגיה במחלקות המיקרוביולוגיה שלהם. להתנדב במעבדת וירולוגיה לסמסטר או לעבוד באחד במהלך הקיץ. דיון במקצוע וקבלת מבט ממקור ראשון על העבודה יעזור לך להחליט אם קריירה בווירולוגיה מתאימה לך. אתר האינטרנט של האגודה האמריקאית לווירולוגיה הוא משאב טוב למידע בנוגע להכשרה וקריירה בווירולוגיה.

סיכום

פריונים הם חומרים זיהומיים המורכבים מחלבון, אך ללא DNA או RNA, ונראה שהם מייצרים את השפעותיהם הקטלניות על ידי שכפול צורותיהם והצטברות ברקמות. הם נחשבים לתרום למספר הפרעות מוחיות מתקדמות, כולל מחלת פרה משוגעת ומחלת קרויצפלד-יעקב. וירואידים הם פתוגני RNA חד-גדילים המדביקים צמחים. לנוכחותם יכולה להיות השפעה קשה על ענף החקלאות.

רשימת מילים

גורם מחלה: סוכן עם היכולת לגרום למחלה

פריון: חלקיק זיהומי המורכב מחלבונים המשתכפלים ללא DNA או RNA

^{PrP ג}: חלבון פריון רגיל

^{PrP sc}: צורה זיהומית של חלבון פריון

וירואיד: פתוגן צמחי המייצר רק RNA יחיד וספציפי