6.2: Mzunguko wa Maisha ya Virusi

Malengo ya kujifunza

• Eleza mzunguko wa maisha ya lytic na lysogenic
• Eleza mchakato wa replication wa virusi vya wanyama
• Eleza sifa za kipekee za retroviruses na virusi vya latent
• Jadili virusi vya binadamu na mwingiliano wao wa kiini cha virusi
• Eleza mchakato wa transduction
• Eleza mchakato wa replication wa virusi vya mmea

Virusi vyote hutegemea seli za uzazi na michakato ya kimetaboliki. Kwao wenyewe, virusi hazizingatii kwa enzymes zote zinazohitajika kwa replication ya virusi. Lakini ndani ya kiini cha jeshi, virusi vinaweza kuamuru mashine za mkononi ili kuzalisha chembe nyingi za virusi. Bacteriophages huiga tu katika cytoplasm, kwani seli za prokaryotic hazina kiini au organelles. Katika seli za eukaryotiki, virusi vingi vya DNA vinaweza kuiga ndani ya kiini, isipokuwa kuzingatiwa katika virusi kubwa vya DNA, kama vile poxviruses, ambazo zinaweza kuiga katika saitoplazimu. Virusi vya RNA zinazoambukiza seli za wanyama mara nyingi huiga katika cytoplasm.

Mzunguko wa Maisha ya Virusi na Majeshi ya Prokaryote

Mzunguko wa maisha ya bacteriophages umekuwa mfano mzuri wa kuelewa jinsi virusi vinavyoathiri seli wanazoambukiza, kwani taratibu zinazofanana zimeonekana kwa virusi vya eukaryotiki, ambazo zinaweza kusababisha kifo cha haraka cha seli au kuanzisha maambukizi ya muda mrefu au ya muda mrefu. Phages virulent kawaida kusababisha kifo cha seli kwa njia ya lisisi ya seli. Phages ya kawaida, kwa upande mwingine, inaweza kuwa sehemu ya kromosomu ya jeshi na huigwa na jenomu ya seli mpaka wakati huo wanaposababishwa na kutengeneza virusi vilivyokusanyika, au virusi vya uzao.

Mzunguko wa Lytic

Wakati wa mzunguko wa lytic wa phage ya virulent, bacteriophage inachukua seli, huzalisha phages mpya, na kuharibu seli. T-hata phage ni mfano mzuri wa darasa la sifa nzuri ya phages yenye virulent. Kuna hatua tano katika mzunguko wa bacteriophage lytic (angalia Mchoro\(\PageIndex{1}\)). Kiambatisho ni hatua ya kwanza katika mchakato wa maambukizi ambayo phage inakabiliana na receptors maalum ya uso wa bakteria (kwa mfano, lipopolysaccharides na protini ya OMPC kwenye nyuso za jeshi). Phages nyingi zina aina nyembamba za jeshi na zinaweza kuambukiza spishi moja ya bakteria au aina moja ndani ya spishi. Utambuzi huu wa kipekee unaweza kutumiwa kwa ajili ya matibabu ya walengwa ya maambukizi ya bakteria kwa tiba ya phage au kwa kuandika phage kutambua subspecies ya kipekee ya bakteria au matatizo. Hatua ya pili ya maambukizi ni kuingia au kupenya. Hii hutokea kwa njia ya contraction ya ala ya mkia, ambayo hufanya kama sindano ya hypodermic kuingiza jenomu ya virusi kupitia ukuta wa seli na utando. Kichwa cha phage na vipengele vilivyobaki hubakia nje ya bakteria.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Phage yenye uharibifu inaonyesha tu mzunguko wa lytic unaoonyeshwa hapa. Katika mzunguko wa lytic, phage inaelezea na lyses kiini cha mwenyeji.

Hatua ya tatu ya maambukizi ni biosynthesis ya vipengele vipya vya virusi. Baada ya kuingia kiini cha jeshi, virusi huunganisha endonucleases ya encoded ya virusi ili kuharibu chromosome ya bakteria. Halafu huteka kiini cha jeshi ili kuiga, kuandika, na kutafsiri vipengele muhimu vya virusi (capsomeres, ala, sahani za msingi, nyuzi za mkia, na enzymes za virusi) kwa ajili ya mkusanyiko wa virusi vipya. Jeni za polymerase kawaida huonyeshwa mapema katika mzunguko, wakati protini za capsid na mkia zinaelezwa baadaye. Wakati wa awamu ya kukomaa, virions mpya huundwa. Ili kukomboa phages bure, ukuta wa seli za bakteria huvunjika na protini za phage kama vile holini au lysozyme. Hatua ya mwisho ni kutolewa. Virusi vya kukomaa hupasuka nje ya kiini cha jeshi katika mchakato unaoitwa lysis na virusi vya uzao hukombolewa katika mazingira ili kuambukiza seli mpya.

Mzunguko wa Lysogenic

Katika mzunguko wa lysogenic, genome ya phage pia inaingia kwenye seli kupitia attachment na kupenya. Mfano mkuu wa phage na aina hii ya mzunguko wa maisha ni phage ya lambda. Wakati wa mzunguko wa lysogenic, badala ya kuua mwenyeji, genome ya phage inaunganisha ndani ya chromosome ya bakteria na inakuwa sehemu ya mwenyeji. Jenomu ya phage jumuishi inaitwa unabii. Jeshi la bakteria na unabii huitwa lysogen. Mchakato ambao bakteria huambukizwa na phage ya joto huitwa lysogeny. Ni kawaida ya phages kali kuwa latent au inaktiv ndani ya seli. Kama bakteria inaiga kromosomu yake, pia inaiga DNA ya phage na kuipeleka kwenye seli mpya za binti wakati wa kuzaa. Uwepo wa phage unaweza kubadilisha fenotype ya bakteria, kwani inaweza kuleta jeni za ziada (k.m., jeni za sumu zinazoweza kuongeza virulence ya bakteria). Mabadiliko haya katika phenotype ya jeshi inaitwa uongofu wa lysogenic au uongofu wa phage. Baadhi ya bakteria, kama vile Vibrio cholerae na Clostridium botulinum, ni chini ya virulent kutokana na kukosekana kwa prophage. Phages zinazoambukiza bakteria hizi hubeba jeni za sumu katika jenomu zao na huongeza virulence ya jeshi wakati jeni za sumu zinaonyeshwa. Katika kesi ya V. kipindupindu, sumu ya encoded ya phage inaweza kusababisha kuhara kali; katika C. botulinum, sumu inaweza kusababisha kupooza. Wakati wa lysogeny, unabii utaendelea katika chromosome ya jeshi mpaka induction, ambayo husababisha excision ya genome ya virusi kutoka chromosome ya jeshi. Baada ya induction imetokea phage ya joto inaweza kuendelea kupitia mzunguko wa lytic na kisha kupitia lysogeny katika kiini kipya kilichoambukizwa (angalia Mchoro\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): bacteriophage ya joto ina mzunguko wa lytic na lysogenic. Katika mzunguko wa lysogenic, DNA ya phage imeingizwa katika jenome ya jeshi, na kutengeneza unabii, ambao hupitishwa kwa vizazi vilivyofuata vya seli. Vikwazo vya mazingira kama vile njaa au yatokanayo na kemikali za sumu huweza kusababisha unabii kuwa excised na kuingia mzunguko lytic.

Unganisha na Kujifunza

Video hii inaonyesha hatua za mzunguko wa maisha ya lysogenic wa bacteriophage na mpito kwa awamu ya lytic.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

Je, phage ya latent haipatikani katika bakteria?

Transduction

Uhamisho hutokea wakati bacteriophage inapohamisha DNA ya bakteria kutoka kwa bakteria moja hadi nyingine wakati wa maambukizi ya mtiririko. Kuna aina mbili za transduction: transduction ya jumla na maalumu. Wakati wa mzunguko wa lytic wa replication ya virusi, virusi huchukua kiini cha jeshi, huharibu chromosome ya jeshi, na hufanya genomes zaidi ya virusi. Kama inavyokusanyika na vifurushi DNA ndani ya kichwa cha phage, ufungaji mara kwa mara hufanya kosa. Badala ya kufunga DNA ya virusi, inachukua kipande cha random cha DNA ya mwenyeji na kuiingiza ndani ya capsid. Mara baada ya kutolewa, virion hii itaingiza DNA ya mwenyeji wa zamani ndani ya jeshi lililoambukizwa. Uhamisho wa asexual wa habari za maumbile unaweza kuruhusu recombination ya DNA kutokea, hivyo kutoa jeshi jipya na jeni mpya (kwa mfano, gene ya upinzani wa antibiotiki, au jeni la kimetaboliki la sukari-metabolizing). Uhamisho wa jumla hutokea wakati kipande cha random cha DNA ya chromosomal ya bakteria kinahamishwa na phage wakati wa mzunguko wa lytic. Transduction maalum hutokea mwishoni mwa mzunguko wa lysogenic, wakati unabii unasisimuliwa na bacteriophage inaingia mzunguko wa lytic. Kwa kuwa phage imeunganishwa katika jenome ya jeshi, unabii unaweza kuiga kama sehemu ya mwenyeji. Hata hivyo, baadhi ya masharti (kwa mfano, ultraviolet mwanga yatokanayo au kemikali mfiduo) kuchochea unabii kupitia induction, na kusababisha phage ushuru kutoka genome, kuingia mzunguko lytic, na kuzalisha phages mpya kuondoka seli jeshi. Wakati wa mchakato wa excision kutoka chromosome mwenyeji, phage inaweza mara kwa mara kuondoa DNA baadhi ya bakteria karibu na tovuti ya ushirikiano wa virusi. DNA ya phage na mwenyeji kutoka mwisho mmoja au mwisho wote wa tovuti ya ushirikiano ni vifurushi ndani ya capsid na huhamishiwa kwenye jeshi jipya, lililoambukizwa. Kwa kuwa DNA iliyohamishwa na phage haipatikani kwa nasibu lakini badala yake ni kipande maalum cha DNA karibu na tovuti ya ushirikiano, utaratibu huu wa uhamisho wa jeni hujulikana kama transduction maalumu (angalia Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). DNA inaweza kisha kuchanganya na chromosome ya jeshi, kutoa sifa mpya za mwisho. Transduction inaonekana kuwa na jukumu muhimu katika mchakato wa mabadiliko ya bakteria, kuwapa utaratibu wa kubadilishana asexual ya habari za maumbile.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Flowchart hii inaonyesha utaratibu wa transduction maalumu. Ushuru wa phage jumuishi, kuleta na kipande cha DNA karibu na hatua yake ya kuingizwa. Juu ya kuambukizwa tena kwa bakteria mpya, DNA ya phage inaunganisha pamoja na nyenzo za maumbile zilizopatikana kutoka kwa mwenyeji uliopita.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

Ni mzunguko gani wa maisha ya phage unaohusishwa na aina gani za transduction?

Mzunguko wa Maisha ya Virusi na Majeshi ya wanyama

Virusi vya wanyama wa Lytic hufuata hatua sawa za maambukizi kwa bacteriophages: attachment, kupenya, biosynthesis, kukomaa, na kutolewa (angalia Mchoro\(\PageIndex{4}\)). Hata hivyo, utaratibu wa kupenya, biosynthesis ya nucleic-asidi, na kutolewa hutofautiana kati ya virusi vya bakteria na wanyama. Baada ya kumfunga kwa receptors mwenyeji, virusi vya wanyama huingia kupitia endocytosis (kuingizwa na kiini cha jeshi) au kupitia fusion ya membrane (bahasha ya virusi na utando wa seli ya jeshi). Virusi vingi ni jeshi maalum, maana yake huambukiza tu aina fulani ya jeshi; na virusi vingi huambukiza tu aina fulani za seli ndani ya tishu. Ufafanuzi huu huitwa tropism ya tishu. Mifano ya hii inaonyeshwa na poliovirus, ambayo inaonyesha tropism kwa tishu za ubongo na kamba ya mgongo, au virusi vya mafua, ambayo ina tropism ya msingi kwa njia ya kupumua.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Katika maambukizi ya virusi vya mafua, glycoproteins ya virusi huunganisha virusi kwa seli ya epithelial ya mwenyeji. Matokeo yake, virusi huingizwa. RNA ya virusi na protini za virusi hufanywa na kukusanyika katika virions mpya zinazotolewa na budding.

Virusi vya wanyama havielezei jeni zao kwa kutumia mtiririko wa kawaida wa habari za maumbile —kutoka DNA hadi RNA hadi protini. Virusi vingine vina jenomu ya DSDNA kama viumbe vya seli na zinaweza kufuata mtiririko wa kawaida. Hata hivyo, wengine wanaweza kuwa na sDNA, dSRNA, au sSRNA genomes. Hali ya genome huamua jinsi genome inavyoelezwa na kuonyeshwa kama protini za virusi. Ikiwa jenome ni ssDNA, enzymes za jeshi zitatumika kuunganisha kamba ya pili ambayo ni nyongeza ya genome, na hivyo kuzalisha dsDNA. DsDNA sasa inaweza kuigwa, transcribed, na kutafsiriwa sawa na mwenyeji DNA.

Ikiwa genome ya virusi ni RNA, utaratibu tofauti unapaswa kutumika. Kuna aina tatu za jenomu ya RNA: DsRNA, chanya (+) moja-strand (+SSRNA) au hasi (-) moja-strand RNA (-SSRNA). Ikiwa virusi ina genome +SSRNA, inaweza kutafsiriwa moja kwa moja ili kufanya protini za virusi. Virusi vya genomic +SSRNA hufanya kama mRNA za mkononi. Hata hivyo, ikiwa virusi ina jenomu ya -SSRNA, ribosomu za mwenyeji haziwezi kutafsiri mpaka -SSRNA ikilinganishwa na +SSRNA na polymerase ya RNA inayotegemea RNA (rDrP) (tazama Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). RDRP huletwa na virusi na inaweza kutumika kutengeneza +SSRNA kutoka genome ya awali ya їSSRNA. RDRP pia ni enzyme muhimu kwa replication ya virusi vya DSRNA, kwa sababu inatumia kamba hasi ya genome mbili-stranded kama template kuunda +SSRNA. Nakala mpya za synthesized +SSRNA zinaweza kutafsiriwa na ribosomes za mkononi.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Virusi vya RNA zinaweza kuwa na +SSRNA ambazo zinaweza kusomwa moja kwa moja na ribosomes ili kuunganisha protini za virusi. Virusi zenye -SSRNA lazima kwanza kutumia -SSRNA kama template ya awali ya +SSRNA kabla protini za virusi zinaweza kuunganishwa.

Njia mbadala ya awali ya asidi ya nucleic ya virusi huzingatiwa katika retrovirus es, ambayo ni virusi +SSRNA (angalia Mchoro\(\PageIndex{6}\)). Virusi vya RNA moja-stranded kama vile VVU hubeba enzyme maalum inayoitwa reverse transcriptase ndani ya capsid ambayo huunganisha nakala ya sDNA ya ziada (cDNA) kwa kutumia jenomu +ssRNA kama kiolezo. SSDNA kisha kufanywa katika DSDNA, ambayo inaweza kuunganisha katika chromosome mwenyeji na kuwa sehemu ya kudumu ya mwenyeji. Jenomu ya virusi jumuishi inaitwa provirus. Virusi sasa vinaweza kubaki katika mwenyeji kwa muda mrefu ili kuanzisha maambukizi ya muda mrefu. Hatua ya provirus ni sawa na hatua ya kupumua katika maambukizi ya bakteria wakati wa mzunguko wa lysogenic. Hata hivyo, tofauti na unabii, provirus haipatikani baada ya kuingizwa kwenye genome.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): VVU, retrovirus iliyofunikwa, icosahedral, inahusisha na receptor ya uso wa seli ya seli ya kinga na fuses na membrane ya seli. Maudhui ya virusi hutolewa ndani ya seli, ambapo enzymes za virusi hubadilisha jenomu ya RNA moja iliyopigwa ndani ya DNA na kuiingiza kwenye jenome ya jeshi. (mikopo: mabadiliko ya kazi na NIAID, NIH)

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

Je, polymerase ya RNA inayotegemea RNA inatokana na jeni la virusi au jeni la jeshi?

Maambukizi ya kuendelea

Maambukizi yanayoendelea hutokea wakati virusi haijafutwa kabisa na mfumo wa mwenyeji lakini hukaa katika tishu fulani au viungo vya mtu aliyeambukizwa. Virusi vinaweza kubaki kimya au kufanyiwa maambukizi ya uzalishaji bila kuumiza sana au kuua mwenyeji. Utaratibu wa maambukizi ya kuendelea inaweza kuhusisha udhibiti wa maneno ya jeni ya virusi au mwenyeji au mabadiliko ya majibu ya kinga ya mwenyeji. Makundi mawili ya msingi ya maambukizi ya kuendelea ni maambukizi ya latent na maambukizi ya muda mrefu. Mifano ya virusi vinavyosababisha maambukizi ya fiche ni pamoja na virusi vya herpes rahisix (malengelenge ya mdomo na sehemu za siri), virusi vya varicella-zoster (tetekuwanga na vipele), na virusi vya Epstein-Barr (mononucleosis). Virusi vya Hepatitis C na VVU ni mifano miwili ya virusi vinavyosababisha maambukizi ya muda mrefu.

Maambukizi ya Latent

Sio virusi vyote vya wanyama vinavyotokana na mzunguko wa lytic. Kuna virusi ambazo zina uwezo wa kubaki siri au dormant ndani ya seli katika mchakato unaoitwa latency. Aina hizi za virusi hujulikana kama virusi vya latent es na zinaweza kusababisha maambukizi ya latent. Virusi ambazo zina uwezo wa latency zinaweza kusababisha maambukizi ya papo hapo kabla ya kuwa dormant.

Kwa mfano, virusi vya varicella-zoster huathiri seli nyingi katika mwili na husababisha tetekuwanga, inayojulikana na upele wa malengelenge yanayofunika ngozi. Kuhusu siku 10 hadi 12 baada ya kuambukizwa, ugonjwa huo hutatua na virusi huenda dormant, wanaoishi ndani ya ganglia ya neva kwa miaka. Wakati huu, virusi haiui seli za ujasiri au kuendelea kuiga. Ni wazi kwa nini virusi ataacha kuiga ndani ya seli za neva na huonyesha protini chache virusi lakini, wakati mwingine, kwa kawaida baada ya miaka mingi ya dormancy, virusi ni reactivated na husababisha ugonjwa mpya aitwaye vipele (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Ingawa tetekuwanga huathiri maeneo mengi katika mwili, shingles ni ugonjwa maalum wa seli za neva unaojitokeza kutoka ganglia ambamo virusi vilikuwa vimeharibika.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): (a) Varicella-zoster, virusi vinavyosababisha tetekuwanga, ina capsid ya icosahedral iliyofunikwa inayoonekana katika micrograph hii ya maambukizi ya elektroni. Jenomu yake ya DNA iliyopigwa mara mbili inakuwa kuingizwa katika DNA ya mwenyeji. (b) Baada ya kipindi cha utulivu, virusi vinaweza kuimarisha kwa njia ya shingles, kwa kawaida hudhihirisha kama upele wa chungu, uliowekwa ndani ya upande mmoja wa mwili. (mikopo a: muundo wa kazi na Erskine Palmer na B.G. data Partin-Scale-bar kutoka Matt Russell; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Rosmarie Voegtli)

Virusi fiche inaweza kubaki dormant na zilizopo kama molekuli mviringo virusi genome nje ya kromosomu jeshi. Wengine huwa proviruses kwa kuunganisha katika jenome ya jeshi. Wakati wa dormancy, virusi hazisababisha dalili yoyote ya ugonjwa na inaweza kuwa vigumu kuchunguza. Mgonjwa anaweza kuwa hajui kwamba yeye anabeba virusi isipokuwa mtihani wa uchunguzi wa virusi umefanyika.

Maambukizi ya muda mrefu

Maambukizi ya muda mrefu ni ugonjwa wenye dalili ambazo ni za kawaida au zinazoendelea kwa muda mrefu. Maambukizi mengine ya virusi yanaweza kuwa sugu ikiwa mwili hauwezi kuondoa virusi. VVU ni mfano wa virusi vinavyozalisha maambukizi ya muda mrefu, mara nyingi baada ya muda mrefu wa latency. Mara baada ya mtu kuambukizwa VVU, virusi vinaweza kugunduliwa katika tishu kuendelea baada ya hapo, lakini wagonjwa wasiotibiwa mara nyingi hupata dalili kwa miaka. Hata hivyo, virusi huendelea kuendelea kwa muda mrefu kupitia njia kadhaa zinazoingilia kazi ya kinga, ikiwa ni pamoja na kuzuia usemi wa antijeni za virusi kwenye uso wa seli zilizoambukizwa, kubadilisha seli za kinga wenyewe, kuzuia usemi wa jeni za virusi, na kubadilisha haraka antijeni za virusi kupitia mabadiliko. Hatimaye, uharibifu wa mfumo wa kinga husababisha maendeleo ya ugonjwa unaosababishwa na ugonjwa wa immunodeficiency (UKIMWI). Njia mbalimbali ambazo VVU hutumia ili kuepuka kufutwa na mfumo wa kinga pia hutumiwa na virusi vingine vya kuambukiza sugu, ikiwa ni pamoja na virusi vya hepatitis C.

Zoezi\(\PageIndex{4}\)

Ni njia gani mbili ambazo virusi vinaweza kudumisha maambukizi ya kuendelea?

Mzunguko wa Maisha ya Virusi na Majeshi ya M

Kupanda virusi ni sawa na virusi vya wanyama kuliko wao ni kwa bacteriophages. Kupanda virusi vinaweza kupandwa au zisizo zimefunikwa. Kama virusi vingi vya wanyama, virusi vya mimea vinaweza kuwa na jenomu ya DNA au RNA na kuwa moja iliyopigwa au mara mbili iliyopigwa. Hata hivyo, virusi vingi vya mimea hazina genome ya DNA; wengi wana genome +SSRNA, ambayo hufanya kama RNA ya mjumbe (mRNA). Wachache tu wa virusi vya mimea wana aina nyingine za genomes.

Kupanda virusi inaweza kuwa na aina nyembamba au pana ya jeshi. Kwa mfano, virusi vya machungwa ya tristeza huathiri mimea michache tu ya jenasi ya Citrus, wakati virusi vya mosaic ya tango huathiri maelfu ya mimea ya familia mbalimbali za mimea. Virusi vingi vya mimea hupitishwa kwa kuwasiliana kati ya mimea, au kwa fungi, nematodi, wadudu, au arthropods nyingine zinazofanya kazi kama wadudu wa mitambo. Hata hivyo, virusi vingine vinaweza kuhamishwa tu na aina maalum ya vector ya wadudu; kwa mfano, virusi fulani huenda ikaambukizwa na apidi lakini si whiteflies. Katika hali nyingine, virusi vinaweza pia kuingia mimea yenye afya kupitia majeraha, kama yanaweza kutokea kutokana na kupogoa au uharibifu wa hali ya hewa.

Virusi ambazo huambukiza mimea huchukuliwa kama vimelea vya biotrophic, ambayo ina maana kwamba wanaweza kuanzisha maambukizi bila kuua jeshi, sawa na kile kinachoonekana katika mzunguko wa maisha ya lysogenic ya bacteriophages. Maambukizi ya virusi yanaweza kuwa ya kutosha (latent) au inaweza kusababisha kifo cha seli (maambukizi ya lytic). Mzunguko wa maisha huanza na kupenya kwa virusi ndani ya kiini cha jeshi. Kisha, virusi hufunuliwa ndani ya cytoplasm ya seli wakati capsid imeondolewa. Kulingana na aina ya asidi ya nucleic, vipengele vya seli hutumiwa kuiga genome ya virusi na kuunganisha protini za virusi kwa ajili ya mkusanyiko wa virions mpya. Kuanzisha maambukizi ya utaratibu, virusi lazima iingie sehemu ya mfumo wa mishipa ya mmea, kama vile phloem. Wakati unaohitajika kwa maambukizi ya utaratibu unaweza kutofautiana kutoka siku chache hadi wiki chache kulingana na virusi, aina za mimea, na hali ya mazingira. Mzunguko wa maisha ya virusi umekamilika wakati unapitishwa kutoka kwenye mmea unaoambukizwa kwenye mmea wa afya.

Zoezi\(\PageIndex{5}\)

Je! Ni muundo gani na genome ya virusi vya kawaida vya mmea?

Curve ya ukuaji wa virusi

Tofauti na curve ukuaji kwa idadi ya bakteria, Curve ukuaji kwa idadi ya virusi juu ya mzunguko wa maisha yake haina kufuata Curve sigmoidal. Katika hatua ya awali, inoculum ya virusi husababisha maambukizi. Katika awamu ya kupatwa, virusi hufunga na kupenya seli bila virions zilizogunduliwa katikati. Tofauti kuu inayoonekana ijayo katika pembe ya ukuaji wa virusi ikilinganishwa na curve ya ukuaji wa bakteria hutokea wakati virions hutolewa kutoka kiini cha jeshi la lysed kwa wakati mmoja. Tukio hilo linaitwa kupasuka, na idadi ya virions kwa bakteria iliyotolewa inaelezewa kama ukubwa wa kupasuka. Katika hatua moja ya kuzidisha Curve kwa bacteriophage, seli za jeshi lyse, ikitoa chembe nyingi za virusi kwa kati, ambayo inasababisha kupanda kwa kasi sana kwa titer ya virusi (idadi ya virions kwa kiasi cha kitengo). Ikiwa hakuna seli za jeshi zinazobaki, chembe za virusi zinaanza kuharibu wakati wa kupungua kwa utamaduni (angalia Mchoro\(\PageIndex{8}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Curve ya kuzidisha hatua moja kwa idadi ya watu wa bacteriophage ifuatavyo hatua tatu: 1) inoculation, wakati ambapo virions ambatanisha na seli mwenyeji; 2) kupatwa, wakati ambapo kuingia kwa genome ya virusi hutokea; na 3) kupasuka, wakati idadi ya kutosha ya virions mpya huzalishwa na kuibuka kutoka jeshi kiini. Ukubwa wa kupasuka ni idadi kubwa ya virions zinazozalishwa kwa bakteria.

Zoezi\(\PageIndex{6}\)

Ni kipengele gani cha mzunguko wa maisha ya virusi husababisha ongezeko la ghafla la ukuaji wa ukuaji?

Matibabu yasiyosajiliwa

Ebola haiwezi kutibiwa na mauti. Mlipuko katika Afrika Magharibi mwaka 2014 ulikuwa usio na kawaida, na kudhoofisha magonjwa mengine ya Ebola ya binadamu katika kiwango cha vifo. Kati ya kesi 24,666 zilizoshukiwa au kuthibitishwa zilizoripotiwa, watu 10,179 walikufa. ¹

Hakuna tiba zilizoidhinishwa au chanjo za Ebola zinazopatikana. Wakati baadhi ya madawa ya kulevya yameonyesha uwezo katika tafiti za maabara na mifano ya wanyama, hawajajaribiwa kwa binadamu kwa usalama na ufanisi. Sio dawa hizi tu ambazo hazijasajiliwa au zisizosajiliwa lakini pia hazipatikani.

Kutokana na mateso makubwa na viwango vya juu vya vifo, ni haki kuuliza kama dawa zisizosajiliwa na zisizojaribiwa ni bora kuliko hakuna hata. Je! Dawa hizo zinapaswa kutolewa na, ikiwa ni hivyo, ni nani anayepaswa kupokea, kwa sababu ya vifaa vyao vidogo sana? Je, ni maadili ya kutibu madawa ya kulevya yasiyothibitishwa kwa wagonjwa wenye Ebola? Kwa upande mwingine, ni kimaadili kuzuia dawa zinazoweza kuokoa maisha kutokana na wagonjwa wanaokufa? Au je, dawa hizo zinaweza kuhifadhiwa kwa watoa huduma za afya wanaofanya kazi ili kuzuia ugonjwa huo?

Mnamo Agosti 2014, wafanyakazi wawili wa misaada ya Marekani walioambukizwa na padri mmoja wa Hispania walitibiwa na ZMAPP, dawa isiyosajiliwa ambayo ilikuwa imejaribiwa katika nyani lakini si kwa wanadamu. Wafanyakazi wawili wa misaada wa Marekani walipona, lakini kuhani huyo alikufa. Baadaye mwezi huo, WHO ilitoa ripoti juu ya maadili ya kutibu wagonjwa wenye madawa ya kulevya. Kwa kuwa Ebola mara nyingi huwa mbaya, jopo hilo lilijadiliana kuwa ni kimaadili kutoa dawa zisizosajiliwa na zisizo na maadili kuzizuia kwa wasiwasi wa usalama. Hali hii ni mfano wa “matumizi ya huruma” nje ya mfumo ulioanzishwa vizuri wa udhibiti na utawala wa matibabu.

Ebola nchini Marekani

Mnamo Septemba 24, 2014, Thomas Eric Duncan aliwasili katika Hospitali ya Texas Health Presbyterian huko Dallas akilalamika kwa homa, maumivu ya kichwa, kutapika, na kuhara—dalili zinazoonekana kwa kawaida kwa wagonjwa wenye homa au mafua. Baada ya uchunguzi, daktari wa idara ya dharura alimkuta na sinusitis, akaagiza baadhi ya antibiotics, na kumpeleka nyumbani. Siku mbili baadaye, Duncan alirudi hospitali kwa gari la wagonjwa. Hali yake ilikuwa imeharibika na vipimo vya ziada vya damu vilithibitisha kuwa ameambukizwa na virusi vya Ebola.

Uchunguzi zaidi ulifunua kwamba Duncan alikuwa amerejea kutoka Liberia, mojawapo ya nchi zilizokuwa katikati ya janga kali la Ebola. Tarehe 15 Septemba, siku tisa kabla ya kuhudhuria hospitali huko Dallas, Duncan alikuwa amesaidia kusafirisha jirani aliyepigwa na Ebola kwenda hospitali nchini Liberia. Hospitali iliendelea kumtendea Duncan, lakini alifariki siku kadhaa baada ya kuingizwa.

Ratiba ya matukio ya kesi ya Duncan ni dalili ya mzunguko wa maisha ya virusi vya Ebola. Wakati wa kuchanganya kwa Ebola huanzia siku 2 hadi siku 21. Siku tisa zilipita kati ya mfiduo wa Duncan kwa maambukizi ya virusi na kuonekana kwa dalili zake. Hii inafanana, kwa sehemu, kwa kipindi cha kupatwa katika ukuaji wa idadi ya virusi. Wakati wa awamu ya kupatwa, Duncan angeweza kusambaza ugonjwa huo kwa wengine. Hata hivyo, mara moja mtu aliyeambukizwa anaanza kuonyesha dalili, ugonjwa unakuwa unaambukiza sana. Virusi vya Ebola huambukizwa kwa njia ya kuwasiliana moja kwa moja na matone ya maji ya mwili kama vile mate, damu, na matapishi. Duncan angeweza kuambukiza ugonjwa huo kwa wengine wakati wowote baada ya kuanza kuwa na dalili, labda muda fulani kabla ya kuwasili hospitali huko Dallas. Mara baada ya hospitali kutambua mgonjwa kama Duncan anaambukizwa na virusi vya Ebola, mgonjwa huyo mara moja ametengwa, na maafisa wa afya ya umma wanaanzisha maelezo ya nyuma ili kutambua kila mtu ambaye mgonjwa kama Duncan anaweza kuwa ameingiliana wakati wa kipindi ambacho alikuwa akionyesha dalili.

Maafisa wa afya ya umma waliweza kufuatilia watu 10 wenye hatari (familia ya Duncan) na watu 50 walio na hatari ndogo kufuatilia kwa ishara za maambukizi. Hakuna aliyeambukizwa ugonjwa huo. Hata hivyo, mmoja wa wauguzi walioshtakiwa kwa huduma ya Duncan aliambukizwa. Hii, pamoja na utambuzi wa awali wa Duncan, ulionyesha wazi kuwa hospitali za Marekani zinahitajika kutoa mafunzo ya ziada kwa wafanyakazi wa matibabu ili kuzuia kuzuka kwa Ebola nchini Marekani.

Zoezi\(\PageIndex{7}\)

1. Ni aina gani ya mafunzo inayoweza kuandaa wataalamu wa afya kuwa na magonjwa yanayojitokeza kama kuzuka kwa Ebola mwaka 2014?
2. Ni tofauti gani kati ya pathogen inayoambukiza na pathogen inayoambukiza?

Kielelezo\(\PageIndex{9}\): Watafiti wanaofanya kazi na virusi vya Ebola hutumia tabaka za ulinzi dhidi ya maambukizi ya ajali, ikiwa ni pamoja na mavazi ya kinga, mifumo ya kupumua, na makabati mabaya ya shinikizo la hewa kwa kazi ya benchi (mikopo: mabadiliko ya kazi na Randal J. Schoepp)

Unganisha na Kujifunza

Kwa maelezo ya ziada kuhusu Ebola, tafadhali tembelea tovuti CDC.

Muhtasari

• Virusi nyingi hulenga majeshi maalum au tishu. Wengine wanaweza kuwa na jeshi zaidi ya moja.
• Virusi nyingi hufuata hatua kadhaa kuambukiza seli za jeshi. Hatua hizi ni pamoja na attachment, kupenya, uncoating, biosynthesis, kukomaa, na kutolewa.
• Bacteriophages zina mzunguko wa lytic au lysogenic. Mzunguko wa lytic unasababisha kifo cha mwenyeji, wakati mzunguko wa lysogenic unasababisha ushirikiano wa phage ndani ya jenome ya jeshi.
• Bacteriophages huingiza DNA ndani ya kiini cha jeshi, ambapo virusi vya wanyama huingia kwa endocytosis au fusion ya memb
• Virusi vya wanyama wanaweza kupata latency, sawa na lysogeny kwa bacteriophage.
• Wengi wa virusi vya mmea ni SSRNA chanya na inaweza kuambukizwa, sugu, au lytic maambukizi, kama ilivyoonekana kwa virusi vya wanyama.
• Curve ya ukuaji wa wakazi wa bacteriophage ni Curve ya kuzidisha hatua moja na sio safu ya sigmoidal, ikilinganishwa na curve ya ukuaji wa bakteria.
• Bacteriophages huhamisha habari za maumbile kati ya majeshi kwa kutumia transduction ya jumla

maelezo ya chini

1. 1 Shirika la Afya Duniani. “WHO Ebola Data na Takwimu.” Machi 18, 2005. http://apps.who.int/gho/data/view.eb...150318? lang=sw