biologia ei-Pääaineille i

kuten olet oppinut, virukset ovat usein hyvin tarkkoja siitä, mitä isäntäsolua ja mitä isäntäsoluja ne infektoivat. Tämä viruksen ominaisuus tekee siitä erityisen yhdelle tai muutamalle maapallolla elävälle eliölajille. Toisaalta maapallolla on niin paljon erilaisia viruksia, että lähes jokaisella elävällä organismilla on oma virussarjansa, joka yrittää tartuttaa sen soluja. Jopa pienimmät ja yksinkertaisimmat solut, prokaryoottiset bakteerit, voivat joutua tietyntyyppisten virusten hyökkäyksen kohteeksi. Bakteereihin kohdistuvia viruksia kutsutaan bakteriofageiksi.

bakteriofagilla on sekä lystisiä että lysogeenisiä syklejä. Lyyttisessä syklissä faagi monistuu ja lyseeraa isäntäsolun. Lysogeenisyklissä faagi-DNA liitetään isäntägenomiin, josta se siirtyy seuraaville sukupolville. Kun faagi-DNA liitetään isäntäsolun genomiin, sitä kutsutaan ennustukseksi. Ympäristön stressitekijät, kuten nälkiintyminen tai altistuminen myrkyllisille kemikaaleille, voivat saada ennustuksen valmistumaan ja siirtymään lyyttiseen kiertokulkuun.

kuva 1. Klikkaa isompaa kuvaa

eläinvirukset

eläinvirukset, toisin kuin kasvien ja bakteerien virukset, eivät joudu läpäisemään soluseinää päästäkseen käsiksi isäntäsoluun. Vaipattomat eli” alastomat ” eläinvirukset voivat tunkeutua soluihin kahdella eri tavalla. Koska viruksen kapsidin proteiini sitoutuu isäntäsolun reseptoriinsa, virus voi kulkeutua vesikkelin kautta solun sisälle normaalin reseptorivälitteisen endosytoosin soluprosessin aikana. Toinen vaipattomien virusten käyttämä solunsiirtomenetelmä on, että kapsidiproteiinien muoto muuttuu reseptoriin sitoutumisen jälkeen, jolloin isäntäsolukalvoon muodostuu kanavia. Viruksen perimä ”ruiskutetaan” isäntäsoluun näiden kanavien kautta tavalla, joka vastaa monien bakteriofagien käyttämää. Vaipallisilla viruksilla on myös kaksi tapaa päästä soluihin reseptoreihin sitoutumisen jälkeen: reseptorivälitteinen endosytoosi eli fuusio. Monet vaipalliset virukset pääsevät soluun reseptorivälitteisellä endosytoosilla samaan tapaan kuin jotkin vaipattomat virukset. Toisaalta fuusio tapahtuu vain vaipallisten virionien kanssa. Nämä virukset, joihin kuuluu muun muassa HIV, käyttävät kuorissaan erityisiä fuusioproteiineja, jotka saavat kuoren fuusioitumaan solun plasmakalvon kanssa, jolloin viruksen perimä ja kapsidi vapautuvat solun sytoplasmaan.

valmistettuaan proteiininsa ja kopioidessaan genominsa eläinvirukset täydentävät uusien virionien kokoonpanon ja poistuvat solusta. Kuten olemme jo käsitelleet HIV: n esimerkin käyttöä, vaipalliset eläinvirukset voivat versoa solukalvosta, kun ne kokoavat itseään, ja ottaa samalla palan solun plasmakalvosta. Toisaalta vaipattomat viruksen jälkeläiset, kuten rinovirukset, kerääntyvät infektoituneisiin soluihin, kunnes saadaan signaali lyysistä tai apoptoosista, ja kaikki virionit vapautuvat yhdessä.

Eläinvirukset liittyvät moniin erilaisiin ihmisten sairauksiin. Jotkut niistä noudattavat klassista kaavaa akuutti sairaus, jossa oireet saavat yhä pahempi lyhyen ajan jälkeen poistaminen viruksen kehosta immuunijärjestelmän ja lopulta toipuminen infektio. Esimerkkejä akuuteista virustaudeista ovat flunssat ja influenssa. Toiset virukset aiheuttavat pitkäaikaisia kroonisia infektioita, kuten hepatiitti C: tä aiheuttavan viruksen, kun taas toiset, kuten herpes simplex-virus, aiheuttavat vain ajoittaisia oireita. Vielä muut virukset, kuten ihmisen herpesvirukset 6 ja 7, jotka joissakin tapauksissa voivat aiheuttaa pienen lastentaudin roseola, usein onnistuneesti aiheuttavat tuottavia infektioita aiheuttamatta mitään oireita isännässä, ja näin ollen sanomme, että näillä potilailla on oireeton infektio.

hepatiitti C-infektioissa virus kasvaa ja lisääntyy maksasoluissa aiheuttaen vähäisen maksavaurion. Vauriot ovat niin pieniä, että tartunnan saaneet ihmiset eivät useinkaan tiedä, että he ovat saaneet tartunnan, ja monet tartunnat havaitaan vain rutiininomaisilla verikokeilla potilailla, joilla on riskitekijöitä, kuten suonensisäinen huumeidenkäyttö. Toisaalta koska monet virustautien oireet johtuvat immuunivasteesta, oireiden puuttuminen on merkki heikosta immuunivasteesta virukselle. Tämä mahdollistaa sen, että virus välttyy immuunijärjestelmän poistumasta elimistöstä ja säilyy yksilöissä vuosia tuottaen samalla pieniä määriä jälkeläisvirioita niin sanotussa kroonisessa virustaudissa. Krooninen infektio maksan tämän viruksen johtaa paljon suurempi mahdollisuus kehittää maksasyöpä, joskus jopa 30 vuotta alkuperäisen infektion.

kuten jo mainittiin, herpes simplex-virus voi pysyä hermokudoksen latenssitilassa kuukausia, jopa vuosia. Koska virus ”kätkeytyy” kudokseen ja tuottaa vain vähän jos lainkaan virusproteiineja, immuunivaste ei voi toimia mitään vastaan, ja immuniteetti virusta vastaan heikkenee hitaasti. Tietyissä olosuhteissa, mukaan lukien erilaiset fyysiset ja psyykkiset rasitukset, piilevä herpes simplex-virus voi aktivoitua uudelleen ja käydä lyyttisen replikaatiosyklin läpi ihossa aiheuttaen tautiin liittyviä vaurioita. Kun ihossa syntyy virioneita ja virusproteiineja syntetisoidaan, immuunivaste taas stimuloituu ja korjaa iholeesiot muutamassa päivässä tuhoamalla viruksia ihossa. Seurauksena tämän tyyppinen replikatiivinen sykli, esiintymisiä huuliherpes ja sukupuolielinten herpes puhkeamisen vain ajoittain, vaikka virukset pysyvät hermokudoksessa elämän. Piilevät infektiot ovat yleisiä myös muiden herpesvirusten kanssa, mukaan lukien vesirokkoa aiheuttava varicella-zoster-virus. Kun on vesirokkoinfektio lapsuudessa, varicella-zoster-virus voi pysyä piilevänä useita vuosia ja aktivoitua uudelleen aikuisilla aiheuttamaan kivuliaan tilan, joka tunnetaan nimellä ”vyöruusu” (kuva 2).

kuva 2. (a) Varicella-zoster, virus, joka aiheuttaa vesirokkoa, on vaipallinen ikosaedrinen kapsidi näkyvissä tässä transmission elektroni mikrograph. Sen kaksijuosteinen DNA-perimä tulee osaksi isännän DNA: ta ja voi aktivoitua uudelleen latenssin jälkeen B) vyöruusun muodossa, jossa usein esiintyy ihottumaa. (luotto a: modification of work by Dr. Erskine Palmer, B. G. Martin, CDC; credit b: modification of work by ”rosmary”/Flickr; scale-bar data from Matt Russell)

kuva 3. HPV eli ihmisen papilloomavirus (luotto: NCI: n työn modification of work, nih; scale-bar data from Matt Russell)

joitakin eläimiä tartuttavia viruksia, mukaan lukien edellä mainittu hepatiitti C-virus, kutsutaan onkogeenisiksi viruksiksi: niillä on kyky aiheuttaa syöpää. Nämä virukset häiritsevät isäntäsolusyklin normaalia säätelyä joko ottamalla käyttöön säätelemätöntä solujen kasvua stimuloivia geenejä (onkogeenejä) tai häiritsemällä solujen kasvua estävien geenien ilmentymistä. Onkogeeniset virukset voivat olla joko DNA-tai RNA-viruksia.

syöpiä , joiden tiedetään liittyvän virusinfektioihin, ovat ihmisen papilloomaviruksen (HPV) aiheuttama kohdunkaulan syöpä, hepatiitti B-viruksen aiheuttama maksasyöpä, T-soluleukemia ja useat lymfoomatyypit.

HPV: llä eli ihmisen papilloomaviruksella (kuten kuvassa 3) on paljas ikosaedrinen kapsidi, joka näkyy tässä transmissioelektronimikrografiassa, ja kaksijuosteinen DNA-perimä, joka on yhdistetty isäntäelektroniin. Sukupuoliteitse tarttuva virus on onkogeeninen ja voi johtaa kohdunkaulan syöpään.

Kasvivirukset

kasvivirukset sisältävät muiden virusten tavoin joko DNA-tai RNA-ytimen. Olet jo saanut tietää yhdestä näistä, tupakan mosaiikkiviruksesta. Koska kasveilla on soluseinä solujensa suojana, nämä virukset eivät käytä reseptorivälitteistä endosytoosia isäntäsoluihin pääsemiseksi, kuten eläinviruksilla. Jotta monet kasvivirukset siirtyisivät kasvista toiseen, joidenkin kasvien solujen on vaurioiduttava, jotta virus pääsisi uuteen isäntään. Tämän vahingon aiheuttaa usein sää, hyönteiset, eläimet, tulipalo tai ihmisen toiminta, kuten maanviljely tai maisemointi. Lisäksi kasvien jälkeläiset voivat periä virustauteja emokasveista. Kasvivirukset voivat tarttua eri vektoreiden välityksellä, kontaktin välityksellä tartunnan saaneen kasvin mahlaan, elävien organismien kuten hyönteisten ja sukkulamatojen välityksellä sekä siitepölyn välityksellä. Kun kasvien virukset siirtyvät eri kasvien välillä, Tätä kutsutaan horisontaaliseksi transmissioksi, ja kun ne periytyvät vanhemmalta, tätä kutsutaan vertikaaliseksi transmissioksi.

virustautien oireet vaihtelevat viruksen ja sen isännän mukaan (katso alla oleva taulukko). Yksi yleinen oire on liikakasvu, solujen epänormaali lisääntyminen, joka aiheuttaa ulkonäkö kasvien kasvaimia tunnetaan galls. Muut virukset aiheuttavat kasvien lehdissä hypoplasiaa eli solujen kasvun hidastumista aiheuttaen ohuiden, keltaisten alueiden ilmaantumista. Vielä toiset virukset vaikuttavat kasviin tappamalla suoraan kasvisoluja, jota kutsutaan solunekroosiksi. Muita oireita kasvivirusten ovat epämuodostuneet lehdet, musta raitoja varret kasvien, muuttunut kasvu varret, lehdet, tai hedelmät, ja rengas täplät, jotka ovat pyöreitä tai lineaarisia alueita värimuutoksia löytyy lehtiä.

kasvivirukset voivat häiritä vakavasti kasvustojen kasvua ja kehitystä, mikä vaikuttaa merkittävästi ravinnonsaantiimme. Ne ovat vastuussa huonosta sadon laadusta ja määrästä maailmanlaajuisesti, ja ne voivat aiheuttaa valtavia taloudellisia menetyksiä vuosittain. Toiset virukset voivat vahingoittaa maisemoinnissa käytettäviä kasveja. Joitakin maatalouden ravintokasveihin tarttuvia viruksia ovat niiden tartuttaman kasvin nimi, kuten tomaattipilkkuvirus, papujen yleinen mosaiikkivirus ja kurkun mosaiikkivirus. Maisemointiin käytetyissä kasveissa kaksi yleisintä virusta ovat pionin rengastäplä ja ruusumosaiikkivirus. Kasviviruksia on aivan liian paljon, jotta niistä voitaisiin keskustella yksityiskohtaisesti, mutta papujen yleisen mosaiikkiviruksen oireet johtavat pavun tuotannon vähenemiseen ja kitukasvuisiin, tuottamattomiin kasveihin. Koristeruusussa ruusumosaiikkitauti aiheuttaa aaltoilevia keltaisia juovia ja värillisiä läiskiä kasvin lehdille.

Osallistu!

paranna tätä sivunumeroa enemmän