Skip to main content
Global

6.4: Virusi, Virusi, na Prions

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    174534

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

    Malengo ya kujifunza

    • Eleza viroids na sifa zao za kipekee
    • Eleza virusi na sifa zao za kipekee
    • Eleza prions na sifa zao za kipekee

    Majaribio ya utafiti wa kugundua mawakala wa causative ya magonjwa yaliyotangulia yamesababisha ugunduzi wa mawakala wa magonjwa yasiyo ya kuishi tofauti kabisa na virusi. Hizi ni pamoja na chembe zilizo na RNA tu au protini pekee ambazo, hata hivyo, zina uwezo wa kujitegemea kwa gharama ya mwenyeji-kufanana muhimu na virusi vinavyowawezesha kusababisha hali ya ugonjwa. Hadi sasa, uvumbuzi huu ni pamoja na viroids, virusoids, na prions za proteinaceous.

    Viroids

    Mwaka 1971, Theodor Diener, mtaalamu wa patholojia anayefanya kazi katika Huduma ya Utafiti wa Kilimo, aligundua chembe ya seli ambayo aliiita viroidi, maana yake “kama virusi.” Viroids hujumuisha tu ya kamba fupi ya RNA ya mviringo inayoweza kujitegemea. Viroid ya kwanza iligunduliwa iligunduliwa kusababisha ugonjwa wa spindle ya viazi, ambayo husababisha kupungua kwa polepole na uharibifu mbalimbali katika mimea ya viazi (angalia Mchoro\(\PageIndex{1}\)). Kama virusi, viroids za tuber za spindle za viazi (PSTVs) huchukua udhibiti wa mashine ya jeshi ili kuiga genome yao ya RNA. Tofauti na virusi, viroids hazina kanzu ya protini ili kulinda habari zao za maumbile.

    Picha ya viazi na ukuaji usio wa kawaida, wa lumpy.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): viazi hizi wameambukizwa na viroid viazi spindle tuber (PSTV), ambayo ni kawaida kuenea wakati visu kuambukizwa ni kutumika kukata viazi afya, ambayo ni kisha kupandwa. (mikopo: Pamela Roberts, Chuo Kikuu cha Florida Taasisi ya Chakula na Sayansi ya Kilimo, USDA ARS)

    Viroids zinaweza kusababisha hasara kubwa za mazao ya chakula muhimu ya kilimo yaliyopandwa katika mashamba na bustani. Tangu ugunduzi wa PSTV, viroids nyingine zimegunduliwa zinazosababisha magonjwa katika mimea. Nyanya planta macho viroid (TPMVD) huathiri mimea ya nyanya, ambayo husababisha hasara ya chlorophyll, majani yaliyoharibika na ya brittle, na nyanya ndogo sana, na kusababisha kupoteza uzalishaji katika mazao ya shamba hili. Avocado sunblotch viroid (ASBVD) matokeo ya mavuno ya chini na matunda duni. ASBvD ni virusi ndogo zaidi iliyogunduliwa hadi sasa ambayo huathiri mimea. Peach latent mosaic viroid (PLMvD) inaweza kusababisha necrosis ya buds maua na matawi, na jeraha ya matunda yaliyoiva, ambayo inaongoza kwa ukuaji wa vimelea na bakteria katika matunda. PLMvD pia inaweza kusababisha mabadiliko sawa ya pathological katika squash, nectarines, apricots, na cherries, na kusababisha kupungua kwa uzalishaji katika bustani hizi, pia. Viroids, kwa ujumla, inaweza kutawanywa mechanically wakati wa matengenezo ya mazao au kuvuna, uzazi wa mimea, na pengine kupitia mbegu na wadudu, kusababisha kushuka kwa kasi kwa upatikanaji wa chakula na matokeo makubwa ya kiuchumi.

    Zoezi\(\PageIndex{1}\)

    Je, ni genome ya viroid iliyofanywa na nini?

    Virusoids

    Aina ya pili ya RNA pathogenic ambayo inaweza kuambukiza mazao ya kilimo muhimu kibiashara ni virusoid s, ambayo ni chembe subviral bora kama zisizo binafsi replicating SSRNAs. RNA replication ya virusoids ni sawa na ile ya viroids lakini, tofauti na viroids, virusoids zinahitaji kwamba kiini pia kuambukizwa na virusi maalum “msaidizi”. Kwa sasa kuna aina tano tu zilizoelezwa za virusoids na virusi vya msaidizi vinavyohusishwa. Virusi vya msaidizi wote ni kutoka kwa familia ya Sobemoviruses. Mfano wa virusi vya msaidizi ni virusi vya clover ya chini ya ardhi, ambayo ina virusi vinavyohusishwa vifurushi ndani ya capsid ya virusi. Mara baada ya virusi vya msaidizi kuingia kiini cha jeshi, virusoids hutolewa na inaweza kupatikana bure katika cytoplasm ya seli ya mimea, ambapo wana shughuli za ribozyme. Virusi vya msaidizi hupata replication ya kawaida ya virusi huru ya shughuli za virusoid. Genomes ya virusi ni ndogo, tu nucleotides 220 hadi 388 kwa muda mrefu. Jenome ya virusoid haina kanuni kwa protini yoyote, lakini badala yake hutumikia tu kuiga RNA ya virusoid.

    Virusoids ni ya kundi kubwa la mawakala wa kuambukiza inayoitwa RNAs satellite, ambayo ni sawa RNAs pathogenic kupatikana katika wanyama. Tofauti na virusoids kupanda, RNAs satellite inaweza encode kwa protini; Hata hivyo, kama virusoids kupanda, RNAs satellite lazima coinfect na virusi msaidizi kuiga. Moja satellite RNA ambayo huathiri binadamu na ambayo imekuwa ilivyoelezwa na baadhi ya wanasayansi kama virusoid ni hepatitis delta virusi (HDV), ambayo, kwa baadhi ya ripoti, pia huitwa hepatitis delta virusoid. Kubwa zaidi kuliko virusoid ya mimea, HDV ina mviringo, sSRNA genome ya nyukleotidi 1,700 na inaweza kuelekeza biosynthesis ya protini zinazohusiana na HDV. Virusi vya msaidizi wa HDV ni virusi vya hepatitis B (HBV). Kuambukizwa kwa HBV na HDV husababisha mabadiliko makubwa zaidi ya pathological katika ini wakati wa maambukizi, ndio jinsi HDV ilivyogunduliwa kwanza.

    Zoezi\(\PageIndex{2}\)

    Ni tofauti gani kuu kati ya viroid na virusoid?

    Prions

    Wakati mmoja, wanasayansi waliamini kwamba chembe yoyote ya kuambukiza lazima iwe na DNA au RNA. Kisha, mwaka 1982, Stanley Prusiner, daktari wa matibabu anayejifunza scrapie (ugonjwa mbaya, unaoharibika katika kondoo) aligundua kwamba ugonjwa huo unasababishwa na chembe za kuambukiza za protini, au prions. Kwa sababu protini ni za seli na hazina DNA au RNA, matokeo ya Prusiner awali yalikutana na upinzani na wasiwasi; hata hivyo, utafiti wake hatimaye ulithibitishwa, na alipokea Tuzo ya Nobel ya Fiziolojia au Tiba mwaka 1997.

    Kielelezo A inaonyesha mchakato wa jinsi protini ya kawaida ya prion inabadilishwa kuwa aina ya ugonjwa unaosababisha. PrPC endogenous kuingiliana na PRPSc. Hii waongofu PRPC katika PRPSC. PRPSC hujilimbikiza. Kielelezo B ni micrograph inayoonyesha mashimo katika tishu za ubongo.
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): PrpSc ya kawaida ya protini ya kawaida (PRPC) inabadilishwa kuwa fomu inayosababisha ugonjwa (PRPSC) inapokutana na aina hii ya protini. PRPSc inaweza kutokea kuwaka katika tishu ubongo, hasa kama fomu mutant ya protini ni sasa, au inaweza kuwa asili ya prions misfolded zinazotumiwa katika chakula kwamba hatimaye kutafuta njia yao katika tishu ubongo. (mikopo b: mabadiliko ya kazi na USDA)

    Prion ni aina ya rogue isiyoharibika ya protini ya kawaida (PRPC) inayopatikana kwenye seli. Hii protini rogue prion (PRPSC), ambayo inaweza kuwa imesababishwa na mabadiliko ya maumbile au kutokea hiari, inaweza kuwa ya kuambukiza, kuchochea wengine endogenous protini ya kawaida kuwa misfolded, kutengeneza plaques (tazama Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Leo, prions zinajulikana kusababisha aina mbalimbali za ugonjwa wa ubongo wa spongiform (TSE) katika binadamu na wanyama. TSE ni ugonjwa wa kupungua kwa nadra unaoathiri ubongo na mfumo wa neva. Mkusanyiko wa protini za rogue husababisha tishu za ubongo kuwa kama sifongo, na kuua seli za ubongo na kutengeneza mashimo katika tishu, na kusababisha uharibifu wa ubongo, kupoteza uratibu wa magari, na shida ya akili (angalia Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Watu walioambukizwa wana shida ya akili na hawawezi kusonga au kuzungumza. Hakuna tiba, na ugonjwa unaendelea haraka, hatimaye kusababisha kifo ndani ya miezi michache au miaka michache.

    Ubongo wa CJD una nafasi kubwa kama inavyoonekana na mikoa nyeusi zaidi katika sura ya ubongo wote. Micrograph inaonyesha mashimo katika tishu za ubongo.
    Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Ugonjwa wa Creutzfeldt-Jakob (CJD) ni ugonjwa mbaya unaosababisha kuzorota kwa tishu za neural. (a) Hizi scans ubongo kulinganisha ubongo wa kawaida kwa moja na CJD. (b) Ikilinganishwa na ubongo wa kawaida, tishu za ubongo za mgonjwa wa CJD zimejaa vidonda vya sifongo, vinavyotokana na maumbo yasiyo ya kawaida ya protini ya prion. (mikopo a (haki): mabadiliko ya kazi na Dk Laughlin Dawes; mikopo b (juu): mabadiliko ya kazi na Suzanne Wakim; mikopo b (chini): mabadiliko ya kazi na Vituo vya Kudhibiti na Kuzuia Magonjwa)

    TSes katika binadamu ni pamoja na kuru, mbaya familia usingizi, ugonjwa Gerstmann-Straussler-Scheinker, na ugonjwa Creutzfeldt-Jakob (angalia Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). TSEs katika wanyama ni pamoja na ugonjwa wa ng'ombe wazimu, scrapie (katika kondoo na mbuzi), na ugonjwa sugu kupoteza (katika elk na kulungu). TSe zinaweza kuambukizwa kati ya wanyama na kutoka kwa wanyama hadi kwa binadamu kwa kula nyama iliyochafuliwa au kulisha wanyama. Uhamisho kati ya binadamu unaweza kutokea kwa njia ya urithi (kama ilivyo mara nyingi kwa GSS na CJD) au kwa kuwasiliana na tishu zilizochafuliwa, kama inaweza kutokea wakati wa kuongezewa damu au kupandikiza chombo. Hakuna ushahidi wa maambukizi kupitia mawasiliano ya kawaida na mtu aliyeambukizwa. Jedwali\(\PageIndex{1}\) linaorodhesha TSes zinazoathiri binadamu na njia zao za maambukizi.

    Jedwali\(\PageIndex{1}\): Incephalopathies ya Spongiform inayoambukizwa (TSes) katika Binadamu
    Magonjwa Mfumo (s) wa Uhamisho 1
    CJD isiyo ya kawaida (ScJD) Haijulikani; pengine kwa mabadiliko ya protini ya kawaida kabla (PRP) kwa fomu rogue kutokana na mabadiliko ya kuacha za kimwili
    Tofauti CJD (vCjd) Kula bidhaa za ng'ombe zilizochafuliwa na maambukizi ya sekondari ya damu
    Familia CJD (FCJD) Mabadiliko katika gene ya germline PRP
    Iatrogenic CJD (ICJD) Vyombo vya neurosurgical vilivyosababishwa, ufisadi wa corneal, homoni ya gonadotrophic, na, sekondari, kwa kuongezewa damu
    Kuru Kula nyama iliyoambukizwa kwa njia ya uharibifu wa ibada
    Ugonjwa wa Gerstmann-Straussler-Scheinker (GSS) Mabadiliko katika gene ya germline PRP
    Mbaya familia usingizi (FFI) Mabadiliko katika gene ya germline PRP

    Prions ni vigumu sana kuharibu kwa sababu ni sugu kwa joto, kemikali, na mionzi. Hata taratibu za sterilization za kawaida hazihakikishi uharibifu wa chembe hizi. Hivi sasa, hakuna tiba au tiba ya ugonjwa wa TSE, na nyama zilizochafuliwa au wanyama walioambukizwa lazima washughulikiwe kulingana na miongozo ya shirikisho ili kuzuia maambukizi.

    Zoezi\(\PageIndex{3}\)

    Je, prion ina genome?

    Mtazamo wa Hospitali

    Siku chache baadaye, daktari wa Daudi anapata matokeo ya mtihani wa immunofluorescence kwenye sampuli yake ya ngozi. Mtihani ni hasi kwa antigen ya rabies. Mtihani wa pili wa antigen ya virusi kwenye sampuli yake ya mate pia inarudi hasi. Licha ya matokeo haya, daktari anaamua kuendelea na matibabu ya sasa ya Daudi. Kutokana na mtihani mzuri wa RT-PCR, ni bora sio kuondokana na maambukizi ya rabies iwezekanavyo.

    Karibu na tovuti ya bite, Daudi anapata sindano ya immunoglobulin ya kichwani, ambayo inaunganisha na inactivates virusi yoyote ya kichwani ambayo inaweza kuwepo katika tishu zake. Zaidi ya siku 14 zifuatazo, anapata mfululizo wa chanjo nne za kichwani katika mkono. Chanjo hizi huamsha mwitikio wa kinga wa Daudi na kusaidia mwili wake kutambua na kupambana na virusi. Kwa kushukuru, kwa matibabu, dalili za Daudi zinaboresha na hufanya ahueni kamili.

    Sio kesi zote za rabies zina matokeo kama hayo. Kwa kweli, kichaa cha mbwa huwa mbaya mara moja mgonjwa anaanza kuonyesha dalili, na matibabu ya postbite ni hasa ya kupendeza (yaani, sedation na usimamizi wa maumivu).

    Muhtasari

    • Wakala wengine wa seli kama vile viroids, virusoids, na prions pia husababisha magonjwa. Viroids zinajumuisha SSRNAs ndogo, uchi zinazosababisha magonjwa katika mimea. Virusoids ni SSRNAs zinazohitaji virusi vingine vya msaidizi kuanzisha maambukizi. Prions ni chembe za kuambukiza za proteinaceous zinazosababishwa na spongiform encephalopathies.
    • Prions ni sugu sana kwa kemikali, joto, na mionzi.
    • Hakuna matibabu ya maambukizi ya prion.

    maelezo ya chini

    1. 1 Taasisi ya Taifa ya Matatizo ya Neurological na Kiharusi. “Karatasi ya Ukweli ya ugonjwa wa Creutzfeldt-Jakob.” http://www.ninds.nih.gov/disorders/cjd/detail_cjd.htm (ilifikia Desemba 31, 2015).