Home » Articole » Articole » Știință » Biologie » Genomul viral – Mutații genetice

Genomul viral – Mutații genetice

postat în: Biologie 0

Diversitatea genomică printre viruși:

  • Proprietate — Parametrii
  • Acid nucleic — ADN, ARN, Atât ADN, cât și ARN (în diferite etape ale ciclului de viață)
  • Formă — Liniar, Circular, Segmentat
  • Catena — Monocatenar, Dublu catenar, Dublu catenar cu regiuni cu un singur catenar
  • Polaritatea — Pozitiv (+), Negativ (-), Ambipolar (+/−)

O varietate enormă de structuri genomice poate fi văzută în rândul speciilor virale; ca grup, conțin mai multă diversitate genomică structurală decât plantele, animalele, arheele sau bacteriile. Există milioane de tipuri diferite de viruși, [deși mai puțin de 7.000 de tipuri au fost descrise în detaliu. În septembrie 2015, baza de date a genomului virusului NCBI avea peste 75.000 de secvențe complete ale genomului, dar există, fără îndoială, multe altele de descoperit.

Un virus are fie un genom ADN, fie unul ARN și se numește virus ADN sau respectiv virus ARN. Marea majoritate a virușilor au genomi ARN. Virușii vegetali tind să aibă genomi ARN monocatenar, iar bacteriofagii tind să aibă genomi ADN dublu catenar.

Genomii virali sunt circulari, ca și în poliomaviruși, sau liniari, ca și în adenoviruși. Tipul de acid nucleic este irelevant pentru forma genomului. Printre virușii ARN și anumiți viruși ADN, genomul este adesea împărțit în zone separate, caz în care este numit segmentat. Pentru virușii ARN, fiecare segment codifică adesea doar o singură proteină și se găsesc de obicei împreună într-o singură capsidă. Nu este necesar ca toate segmentele să fie în același virion pentru ca virusul să fie infecțios, așa cum demonstrează virusul mozaic brom și mai mulți alți virusuri vegetali.

Un genom viral, indiferent de tipul de acid nucleic, este aproape întotdeauna fie monocatenar, fie dublu catenar. Genomii monocatenari constau dintr-un acid nucleic nepereche, analog cu jumătate de scară despărțită în mijloc. Genomii dublu catenari constau din doi acizi nucleici complementari, analogi cu o scară. Particulele de virus ale unor familii de virusuri, cum ar fi cele aparținând Hepadnaviridae, conțin un genom care este parțial dublu catenar și parțial monocatenar.

Pentru majoritatea virușilor cu genomi de ARN și unii cu genomi de ADN monocatenar, se spune că catenele simple sunt fie cu sens pozitiv (numit „catena-plus”), fie negativ (numit „catena-minus”), în funcție de dacă sunt complementare ARN-ului viral mesager (ARNm). ARN-ul viral cu sens pozitiv este în același sens cu ARNm viral și astfel cel puțin o parte din acesta poate fi imediat tradusă de celula gazdă. ARN-ul viral cu sens negativ este complementar cu ARNm și, prin urmare, trebuie convertit în ARN cu sens pozitiv de către o ARN polimerază dependentă de ARN înainte de traducere. Nomenclatura ADN pentru viruși cu ADNss genomic cu o singură polaritate este similară cu nomenclatura ARN, deoarece ADNSS virală cu catenă pozitivă este identică în secvență cu ARNm viral și este astfel o catenă codificatoare, în timp ce ADNSS viral cu catenă negativă este complementară cu ARNm viral și este astfel o catenă șablon. Mai multe tipuri de viruși ADNss și ARNss au genomi care sunt ambipolari, deoarece transcripția poate apărea de pe ambele catene într-un intermediar replicativ cu două catene. Exemplele includ geminivirușii, care sunt viruși ADNss din plante și arenaviruși, care sunt viruși ARNss ale animalelor.

Dimensiunea genomului

Dimensiunea genomului variază foarte mult între specii. Cele mai mici – circovirusurile ADNss, familia Circoviridae – codifică doar două proteine ​​și au o dimensiune a genomului de doar două kilobaze; cea mai mare – pandoravirușii – au dimensiuni ale genomului de aproximativ două megabaze care codifică aproximativ 2500 de proteine. Genele virușilor au rareori introni și sunt adesea dispuse în genom, astfel încât să se suprapună.

În general, virușii ARN au dimensiuni mai mici ale genomului decât virușii ADN din cauza unei rate de eroare mai mari la replicare și au o limită maximă de dimensiune superioară. Dincolo de aceasta, erorile la reproducere fac virusul inutil sau necompetitiv. Pentru a compensa, virușii ARN au adesea genomi segmentați – genomul este împărțit în molecule mai mici – reducând astfel șansa ca o eroare într-un genom cu o singură componentă să incapaciteze întregul genom. În schimb, virușii ADN au, în general, genomi mai mari datorită fidelității ridicate a enzimelor lor de replicare. Virușii ADN monocatenari sunt o excepție de la această regulă, deoarece ratele de mutație pentru aceste genomi se pot apropia de extremitatea cazului virusului ARNss.

Mutația genetică

Schimbarea antigenică sau reasortarea poate duce la tulpini noi și foarte patogene de gripă umană.
Sursa:  Dhorspool / Jiver, https://en.wikipedia.org/wiki/File:Influenza_geneticshift.svg, CC Attribution-Share Alike 3.0 Unported license, Traducere Nicolae Sfetcu

(Schimbarea antigenică sau reasortarea poate duce la tulpini noi și foarte patogene de gripă umană.)

Virușii suferă modificări genetice prin mai multe mecanisme. Acestea includ un proces numit deriva antigenică în care bazele individuale din ADN sau ARN mutează la alte baze. Majoritatea acestor mutații punctuale sunt „silențioase” – nu modifică proteina pe care gena o codifică – dar altele pot conferi avantaje evolutive, cum ar fi rezistența la medicamente antivirale. Schimbarea antigenică are loc atunci când există o schimbare majoră în genomul virusului. Acest lucru poate fi rezultatul recombinării sau reasortării. Când se întâmplă acest lucru cu virușii gripali, ar putea rezulta pandemii. Virușii ARN există adesea ca cvasispecii sau roiuri de viruși din aceeași specie, dar cu secvențe nucleozidice ale genomului ușor diferite. Astfel de cvasispecii sunt o țintă principală pentru selecția naturală.

Genomii segmentați conferă avantaje evolutive; diferite tulpini ale unui virus cu un genom segmentat pot amesteca și combina gene și pot produce viruși descendenți care au caracteristici unice. Aceasta se numește reasortare sau „sex viral”.

Recombinarea genetică este procesul prin care o catenă de ADN este ruptă și apoi unită cu capătul unei molecule de ADN diferite. Acest lucru poate apărea atunci când virușii infectează celulele simultan și studiile de evoluție virală au arătat că recombinarea a fost intensă la speciile studiate. Recombinarea este comună atât virușilor ARN, cât și virușilor ADN.

Controversa dintre Isaac Newton și Robert Hooke despre prioritatea în legea gravitației
Controversa dintre Isaac Newton și Robert Hooke despre prioritatea în legea gravitației

Una din cele mai disputate controverse privind prioritatea unor descoperiri științifice este cea privind legea gravitației universale, între Isaac Newton și Robert Hooke. În acest eseu extind o lucrare mai veche pe aceeași temă, ”Isaac Newton vs. Robert Hooke în … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $0,00$1,95 Selectează opțiunile
Eugenia
Eugenia – Trecut, Prezent, Viitor

Așa cum este definită eugenia, este foarte dificil de făcut o diferențiere clară între știință (medicină, ingineria genetică) și eugenie. Și de stabilit o linie peste care ingineria genetică nu ar trebui să treacă, conform unor norme morale, juridice și … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $1,99 Selectează opțiunile
Solaris (Andrei Tarkovsky): Umanitatea dezumanizată
Solaris (Andrei Tarkovsky): Umanitatea dezumanizată

O analiză a principalelor aspecte psihologice și filosofice desprinse din filmul Solaris regizat de Andrei Tarkovski, precum și tehnicile cinematografice utilizate de regizor pentru a-și transmite mesajele spectatorului. După o prezentare a cărții, filmului și regizorului Andrei Tarkovsky, se evidențiază … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $1,99$4,79 Selectează opțiunile

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *