ENKELSTRENGS DNA-VIRUS: STRUCTUUR, REPLICATIE, BELANG - BIOLOGIE - 2025

Een enkelstrengs DNA-virus (ssDNA) of ssDNA ("enkelstrengs") is een besmettelijke biologische entiteit waarvan het genoom bestaat uit een enkele streng genomisch materiaal, en daarom worden ze bij die naam genoemd.

Deze virussen worden gekenmerkt door het niet gebruiken van RNA als klassiek tussenproduct tijdens virale replicatie, namelijk de virussen die wel RNA-virussen (enkel- of dubbelstrengs) of dsDNA-virussen (dubbelstrengs) gebruiken.

Bron: Engelse Wikipedia-gebruiker Graham Beards

Volgens de classificatie van David Baltimore behoren deze virussen tot groep II, inclusief zeer kleine virussen (tot 20 nm) die bacteriën, planten en dieren kunnen infecteren.

Structuur

Deze virussen hebben een heel eenvoudige structuur. Ze bestaan ​​uit een capside zonder coating of envelop die niet groter is dan 20 nm. De vorm is meestal bolvormig met icosahedrale symmetrie (20-zijdig veelvlak). Elk capsomeer waaruit het capside bestaat, heeft een driehoekige vorm.

De capside, die bestaat uit een reeks virale eiwitten, omvat een enkele DNA-streng (vandaar het ssDNA-virus), waardoor het genoom wordt beschermd en ook eiwitten die gespecialiseerd zijn in het herkennen van gastheercellen. Binnenin zijn er ook eiwitten die zijn geassocieerd met ssDNA.

Replicatie

Virussen verwerven alleen een reproductief of replicatief vermogen door een cel binnen te gaan of te infecteren en de replicatieapparatuur over te nemen. Hoewel deze laatste een genoom hebben, is het genetisch materiaal onvoldoende om onafhankelijk te repliceren.

Op een vereenvoudigde manier moet het virus de gastheercel ertoe brengen alle componenten te maken die nodig zijn om meer virussen te maken. Virussen met dubbelstrengs DNA hebben banden met positieve en negatieve polariteit, die elkaar aanvullen.

Ondertussen moeten enkelstrengs virussen de ketting ontwikkelen die ze nodig hebben om te kunnen repliceren. Dit betekent dat voordat het mRNA van deze virussen kan worden gesynthetiseerd, er een complementaire DNA-band moet worden gesynthetiseerd, wat vaak de negatieve band (-) is omdat het RNA-polymerase-eiwit alleen dubbelstrengs DNA (dsDNA) gebruikt.

Dit laatste wordt door deze virussen gebruikt bij replicatie en is ook een intermediair bij transcriptie, waarbij de negatieve streng van dsDNA wordt getranscribeerd in viraal mRNA. De synthese van dubbelstrengs DNA en de daaropvolgende transcriptie wordt gemedieerd door cellulaire enzymen en in sommige gevallen door de deelname van sommige eiwitten van virale aard.

Soorten enkelstrengs DNA-virussen

De meeste virussen met een enkelstrengs genoom (ssDNA / ssDNA) hebben + polariteit, dit betekent dat wanneer verpakt in erfelijk materiaal binnen het virion, de DNA-streng een positieve polariteit (+) heeft.

Soms is de negatieve DNA-band echter verpakt in het virus en heeft deze dus een negatieve polariteit (-).

In de bovenstaande gevallen eigent het virus zich de cellulaire replicatie-machinerie toe om de complementaire streng te synthetiseren en vervolgens mRNA te synthetiseren en te repliceren.

In andere, minder frequente gevallen heeft het virale genoom +/- polariteit, wat aangeeft dat het een double-sense-keten is, waar een of andere complementaire keten kan worden gesynthetiseerd.

SsDNA-bacteriofaag

Bacteriofagen van de Ff-familie (of filamenteuze fagen), waaronder faag f1, fd en faag M13, lijken sterk op bacteriële pili die een enkel circulair enkelstrengs DNA-molecuul bevatten.

Aan de andere kant heeft de faag phi-x174 ook ssDNA als genoom. Dit kleine virus met een diameter van slechts 25 nm is meerdere keren kleiner dan het dunste celmembraan. Het bevat slechts 5386 nucleotiden, die coderen voor slechts elf eiwitten die deel uitmaken van de structuur.

Enkelstrengs DNA-virussen in planten

In het plantenrijk komen ook een groot aantal ziekten voor die door dit virus worden veroorzaakt. Over het algemeen behoren deze ssDNA-virussen voornamelijk tot de families Geminiviridae en Nanoviridae, die verschillende ziekten veroorzaken die van fytosanitair belang zijn.

Vectoren zijn altijd insecten die de plant als voedselbron gebruiken. Onder deze ziekten kunnen we het chlorose-virus in kikkererwten en maïsstrepen noemen, die sprinkhanen als de belangrijkste vector hebben. In beide gevallen is het betrokken virus van het Mastrevirus-geslacht.

Andere voorbeelden zijn het Chinese tomatenvirus, veroorzaakt als gevolg van een infectie met Begomovirus, waarvan de vector wittevlieg (Aleyrodidae) is, en het necrotische blad in bonen geproduceerd door het Nanovirus, dat vooral vlinderbloemige planten treft.

Enkele medisch belangrijke enkelstrengige DNA-virussen

Er zijn verschillende virussen die van medisch belang zijn voor de mens waarvan het genoom bestaat uit enkelstrengs DNA. Sommige ssDNA-virussen die de mens treffen, zijn virussen die tot de Parvoviridae-familie behoren, zoals parvovirus en bocavirus.

Parvovirus B19

Parvovirus is een klein virus (tussen 18 en 26 nm) met een naakte icosaëdrische capsule (zonder envelop), met een mucoketengenoom dat zowel negatief als positief kan zijn (- / +). Voor zijn replicatie is de aanwezigheid van groeiende cellen of een adjuvans virus (afhankelijkovirus) noodzakelijk.

De hypothesen over de replicatie ervan geven aan dat, eenmaal geïnternaliseerd in de gastheercel, het zijn genoom zodanig naar de kern overdraagt ​​dat het enkelstrengs DNA dubbelstrengs wordt door de replicatiefactoren van de gastheer, evenals door DNA-polymerasen die alleen in de gastheercellen voorkomen. groeiende cellen.

De symptomen van deze virale ziekte zijn gewoonlijk niet gevaarlijk, treft voornamelijk kinderen en veroorzaakt de zogenaamde "vijfde ziekte". De meest kenmerkende symptomen zijn het optreden van een merkbare roodheid in de wangen, verstopte neus, lage koorts, spierpijn en hoofdpijn (typische kenmerken van verkoudheid).

Ondanks dat het niet ernstig is, kan het bij patiënten met chronische hemolytische anemie episodes van een aplastische crisis veroorzaken en bij volwassenen acute polyartritis.

In die gevallen waarin het virus een vrouw treft tijdens de zwangerschap, kan het een aandoening veroorzaken die bekend staat als 'hydrops fetalis', die de dood van de foetus tot gevolg heeft.

Bocavirus

Bocavirus is ook een recent ontdekt virus met enkelstrengs DNA. Bij kinderen kan het een acute ademhalingsziekte veroorzaken die vaak gecompliceerd en ernstig is. Bij die patiënten jonger dan twee jaar kan het bocavirus bronchiolitis veroorzaken met piepende ademhaling en viremie die meerdere dagen aanhoudt. Er is slechts één dodelijk geval geregistreerd.

Overdracht van dit virus is over het algemeen in verband gebracht met afscheidingen uit de luchtwegen.

Adeno-geassocieerde virussen

Het zijn die virussen die behoren tot het geslacht Dependovirus. Deze infecteren meestal mensen, maar kunnen zich alleen vermenigvuldigen met behulp van een adjuvant virus, dat meestal een adenovirus is. Deze virussen veroorzaken op zich geen ziekte en ze veranderen de effecten van infectie met een adenovirus niet.

Door deze kenmerken te bezitten, samen met de eigenschap om te integreren in de chromosomen van de gastheer, hebben ze het mogelijk gemaakt dat adenogeassocieerde virussen die genetisch gemodificeerd zijn, uitstekende kandidaten zijn voor genvervangende therapieën.

Andere virussen van de Parvoviridae-familie met enkelstrengs DNA tasten alleen bepaalde zoölogische groepen aan. Densovirussen infecteren bijvoorbeeld voornamelijk insecten.

Referenties

1. Erskine, W. (2009). De linze: plantkunde, productie en toepassingen. CABI.
2. Evans, J., en Manson, A. (2011). De essentie van cel en genetica + StudentConsult in het Spaans. Elsevier Spanje.
3. King, AM, Lefkowitz, E., Adams, MJ, & Carstens, EB (Eds.). (2011). Virustaxonomie: negende rapport van het International Committee on Taxonomy of Viruses (deel 9). Elsevier.
4. Marcdante, K., & Kliegman, RM (2016). Nelson Essentials of Pediatrics-E-Book: First South Asia Edition. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
5. Murray, PR, Rosenthal, KS en Pfaller, MA (2017). Medische microbiologie. Elsevier Gezondheidswetenschappen.
6. Oxford, JS, Collier, LH en Kellam, P. (2016). Menselijke virologie. Oxford Universiteit krant.
7. Woodbury, CP (2003). Biochemie: de chemische reacties van levende cellen, deel 1 en 2, door David E. Metzler en Carol M. Metzler (Iowa State University). Academic Press, New York.