معلومة

لماذا تقطعت بهم السبل الحمض النووي المزدوج و RNA واحد تقطعت بهم السبل؟

لماذا تقطعت بهم السبل الحمض النووي المزدوج و RNA واحد تقطعت بهم السبل؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لماذا يوجد الحمض النووي كبنية حلزونية مزدوجة والحمض النووي الريبي على شكل حلزون واحد؟ ما الذي يسبب الاختلاف بينهما؟ ما هي الاختلافات الفسيولوجية العملية بين dsDNA و ssRNA؟ كيف تكون السمات البيوفيزيائية الكيميائية الرئيسية مسؤولة عن تلك الاختلافات؟ ما هو دور هذه الاختلافات؟ أيضًا ، لماذا يُفضل الحمض النووي على الحمض النووي الريبي باعتباره المادة الوراثية؟


على الرغم من أن هذا سؤال أساسي (ستوفر بعض عمليات البحث على google جميع الإجابات) وقد طرحت الكثير من الأسئلة ، سأجيب عليها واحدة تلو الأخرى.

  • لماذا RNA واحد تقطعت بهم السبل (وليس مزدوج تقطعت بهم السبل مثل الحمض النووي)؟

    1. dsRNA أقل استقرارًا من dsDNA. انظر هذا: http://en.wikipedia.org/wiki/RNA#Structure. من السمات الهيكلية الهامة للحمض النووي الريبي الذي يميزه عن الحمض النووي وجود مجموعة الهيدروكسيل في موضع 2 من سكر الريبوز. يتسبب وجود هذه المجموعة الوظيفية في أن يتبنى اللولب الشكل الهندسي A بدلاً من الشكل B الأكثر شيوعًا في الحمض النووي. ينتج عن هذا أخدود رئيسي عميق وضيق للغاية وأخدود ثانوي ضحل وواسع. النتيجة الثانية لوجود مجموعة 2'-hydroxyl هي أنه في المناطق المرنة شكليًا لجزيء RNA (أي غير متورط في تكوين حلزون مزدوج) ، يمكن أن يهاجم كيميائيًا رابطة phosphodiester المجاورة لتشق العمود الفقري.

    2. RNAses شائعة جدًا. الأهم من ذلك ، في الأنظمة البيولوجية ، أن وجود الحمض الريبي النووي الريبي (dsRNA) هو إشارة للفيروسات والعناصر النشطة القابلة للتحويل ، لذا فإن ssRNA هي طريقة سهلة للخلية المضيفة لتمييز العناصر الغريبة. نعم ، كان ذلك تبسيطًا مفرطًا وتجاهل الرنا المزدوج الجديلة (dsRNA) الوظيفي ، ولكن حتى ذلك الحين ، من المحتمل أن يكون الحمض الريبي النووي الريبي (dsRNA) قد تطور من أنظمة إلى عناصر أجنبية.1

  • لماذا تقطعت بهم السبل الحمض النووي المزدوج (وليس تقطعت بهم السبل واحدة مثل الحمض النووي الريبي)؟

أولاً ، الجزء "المعلومات" من الحمض النووي هو القاعدة النيتروجينية ، على عكس سكر البنتوز أو بقايا الفوسفات. في الجزيء الوحيد الذي تقطعت به السبل ، سيتعرض هذا الجزء المهم للبيئة الخلوية ، مما يوفر فرصة أكبر لتحوره بواسطة المواد الكيميائية المختلفة الموجودة هناك. ومع ذلك ، في تكوين مزدوج تقطعت به السبل ، يتم قفل القاعدتين النيتروجينيتين داخل المجمع ، وتواجه كل منهما الأخرى في وسط الجزيء. تساعد هذه المنظمة على حمايتهم من المطفرات المحلية.

ثانيًا ، وجود خيطين متكاملين يواجهان بعضهما البعض يعني في الأساس وجود نسختين من نفس الشيء موضوعتين بجوار بعضهما البعض. هذا يسمح بتدقيق القراءة. لخص جورج سي ويليامز هذا بشكل جميل في مقطعه المليء بالحيوية (من "The Pony Fish's Glow" (1997)) (تذكر أن الأدينين [A] على خصلة واحدة يجب أن يرتبط دائمًا بالثيمين [T] على الشريط التكميلي ، والعكس صحيح ؛ وبالمثل ، يرتبط السيتوزين [C] دائمًا بالجوانين [G] ، والعكس بالعكس ، أي قاعدة Charagaff).2

مصدر

  • ما هو الفرق بين DNA و RNA؟

يمكن العثور هنا على جدول كامل للاختلافات (للأسف لا يمكنني إنشاء جدول في تخفيض السعر) مع هذه الصورة:

  • كيف يختلف دور DNA و RNA؟

يحتوي RNA على العديد من الوظائف المختلفة التي ، على الرغم من ترابطها جميعًا ، تختلف اختلافًا طفيفًا اعتمادًا على النوع. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحمض النووي الريبي (RNA):

  1. رسول RNA (mRNA) ينسخ المعلومات الجينية من الحمض النووي الموجود في نواة الخلية ، ثم ينقل هذه المعلومات إلى سيتوبلازم الخلية والريبوسوم.

  2. نقل الحمض النووي الريبي (الحمض الريبي النووي النقال) موجود في سيتوبلازم الخلية ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ mRNA كمساعد لها. ينقل الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) حرفيا الأحماض الأمينية ، المكونات الأساسية للبروتينات ، إلى الحمض الريبي النووي النقال في الريبوسوم.

  3. RNA الريبوسوم تم العثور على (rRNA) في سيتوبلازم الخلية. في الريبوسوم ، يأخذ mRNA و tRNA ويترجم المعلومات التي يقدمونها. من هذه المعلومات ، "يتعلم" ما إذا كان يجب أن يصنع ، أو يصنع ، بولي ببتيد أو بروتين.

يتم التعبير عن جينات الحمض النووي ، أو تتجلى ، من خلال البروتينات التي تنتجها النيوكليوتيدات بمساعدة الحمض النووي الريبي. تأتي السمات (الأنماط الظاهرية) من صنع البروتينات والتي يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها. تحدد المعلومات الموجودة في الحمض النووي السمات التي يجب إنشاؤها أو تنشيطها أو تعطيلها ، بينما تقوم الأشكال المختلفة من الحمض النووي الريبي بالعمل.3

تعديل- نظرًا لأنك طرحت سؤالًا آخر في التعليقات ، سأضيفه هنا:

  • لماذا يُفضل الحمض النووي على الحمض النووي الريبي كمادة وراثية؟

يقدم الحمض النووي العديد من المزايا على الحمض النووي الريبي ، لذلك تم اختياره عن طريق الانتقاء الطبيعي لتمثيل كائنات أعلى:

  1. كان الحمض النووي أكثر استقرارًا كيميائيًا من الحمض النووي الريبي ، لذلك كان من الممكن الحفاظ على طول أكبر من الحمض النووي مقارنةً بالـ RNA. يحتوي RNA على مجموعة هيدروكسيل (OH) موجودة على 2 'كربون. تدعو مجموعة الهيدروكسيل هذه إلى تفاعل التحلل المائي ، وبالتالي لم يكن من الممكن الحفاظ على جزيء RNA طويل المدى. كانت مجموعة الهيدروكسيل هذه غائبة في الحمض النووي مما أدى إلى استقرار جزيء الحمض النووي.

  2. كان الحمض النووي أكثر قدرة على التعامل مع الإصلاح الذاتي أثناء عملية النسخ المتماثل بسبب وجود الثايمين بدلاً من اليوراسيل. كان ذلك بسبب حقيقة أنه في كثير من الأحيان تم تغيير السيتوزين إلى اليوراسيل بسبب نزع الأمين. الآن في حالة الحمض النووي الريبي ، كان من المستحيل على الخلية معرفة ما إذا كان يجب أن يكون اليوراسيل موجودًا هناك أم لا ولكن في الحمض النووي لأن اليوراسيل ليس موجودًا بالكامل ، لذلك كان من السهل تحديد الخطأ وتصحيح ذلك.

  3. يوفر الحمض النووي أيضًا مزيدًا من أمان المعلومات بسبب البنية الحلزونية المزدوجة.4

مقارنة بين التركيب الجزيئي للحمض النووي والحمض النووي الريبي من هنا

مراجع:

  1. https://www.quora.com/Why-is-RNA-single-stranded-in-general-and-not-double-stranded-like-DNA

  2. http://medicguide.blogspot.in/2008/07/why-is-dna-double-stranded-but-rna.html

  3. http://www.diffen.com/difference/DNA_vs_RNA

  4. https://www.quora.com/Why-was-DNA-chosen-to-be-the-genetic-material-instead-of-RNA

  5. http://www.atdbio.com/content/2/Molecular-weight-and-mass


لماذا تقطعت بهم السبل RNA واحد؟

أعلم أن 2 & # x27 OH في الحمض النووي الريبي تجعله أقل استقرارًا من الحمض النووي ، وهذا هو السبب في أن الحمض النووي هو الجزيء المفضل لتخزين المعلومات الجينية. لكن هل هذا له دور في تشكيل الحلزون المزدوج؟ لماذا يميل الحمض النووي إلى تكوين هياكل حلزونية مزدوجة بينما يميل الحمض النووي الريبي إلى البقاء كجزيء واحد مجدول ، حتى لو كان كلاهما لديه القدرة على تكوين أزواج قاعدية عبر روابط هيدروجينية؟ أيضًا ، سبب التذبذب هيكلي؟

نرحب بأي نظرة ثاقبة في هذه الموضوعات وفي الفيزياء الحيوية للحمض النووي الريبي!

الحمض النووي الريبي مزدوج الشريطة موجود بالفعل ، ويشكل جينومات بعض أنواع الفيروسات.

dsRNA موجود أيضًا كطريقة لقمع المزيد من الترجمة ، كمثال!

مثير للإعجاب. لقد اعتقدت دائمًا أن الخلية تستخدم dsDNA كجزيء تخزين البيانات بسبب ثباتها ولأن بنيتها تسمح بالقواعد (المعلومات في حد ذاته) في داخل الجزيء ، مما يمنحهم الحماية. لكنني لم أفكر في الأمر من وجهة نظر الرياضيات.

إن بيولوجيا الحمض النووي الريبي معقدة بشكل لا يصدق. للإجابة على سؤالك ، يجب أن تدرك أولاً أنه نادرًا ما توجد & quot؛ تعريفات & quot في علم الأحياء. يمكن العثور على الحمض النووي في الخلايا كخيوط مفردة ، وهناك بالفعل حالات dsRNA في علم الأحياء. ومع ذلك ، بالنسبة للجزء الأكبر ، تميل الخلايا إلى تخزين المعلومات الجينية على هيئة DNA على المدى الطويل ، مع استخدام الحمض النووي الريبي كمعلومات عابرة. يستخدم الحمض النووي الريبي كخطوة وسيطة لعدة أسباب ، ولكن السبب الأكثر أهمية هو أن الحمض النووي الريبي قادر على تحفيز محدود. غالبًا ما يكون هذا بسبب 2 & # x27OH (في حالة الربط البديل) ولكن أيضًا استخدام الحمض النووي الريبي لتحفيز تكوين الببتيد داخل الريبوسومات. وهكذا ، تقسم الخلايا وظيفة الأحماض النووية بحيث تقوم RNAs بمعظم عمل الساق من حيث تنظيم التعبير الجيني.

نظرًا لأن معظم الحمض النووي الريبي يتم نسخه من الحمض النووي ، فليس هناك الكثير من الفرص لتكوين خيوط الحمض النووي الريبي التكميلية كما هو الحال في العادة يتم نسخ خيط DNA واحد فقط.

فيما يتعلق بتكوين الحلزون المزدوج ، يميل الحمض النووي الريبي إلى تفضيل الشكل A الذي له علاقة بـ & quotsugar pucker & quot الموجود على حلقة الريبوز. 3 & # x27C هو في الواقع endo في هذا التشكيل ، مما يخلق حلزونًا مزدوجًا أكثر كثافة. هذا يعني أن هناك كثافة شحنة سالبة أعلى في الرنا المزدوج الجديلة مما يجعل بنية العمود الفقري الفعلية أقل استقرارًا.


ما هو سرنا؟

ssRNA لتقف على الحمض النووي الريبي وحيد الشريطة. بشكل عام ، الحمض النووي الريبي هو واحد تقطعت بهم السبل. هناك فيروسات لها جينوم ssRNA. وهما نوعان: الحس الإيجابي والحس السلبي على أساس الإحساس أو قطبية الحمض النووي الريبي. يتصرف الحمض النووي الريبي المنفرد ذو الإحساس الإيجابي باعتباره مرنا. وبالتالي ، يمكن أن تترجم مباشرة إلى بروتين. ssRNA بالمعنى السلبي مكمل لـ mRNA. ومن ثم ، يجب تحويله إلى ssRNA ذي الإحساس الإيجابي بواسطة بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي الريبي. بعد ذلك ، يمكن أن تترجم إلى بروتين.

الشكل 01: فيروسات الحمض النووي الريبي

في تصنيف بالتيمور ، تنتمي فيروسات ssRNA ذات الإحساس الإيجابي إلى المجموعة الرابعة بينما تنتمي فيروسات ssRNA ذات الإحساس السلبي إلى المجموعة الخامسة. في تدرجات كثافة السكروز أو كلوريد السيزيوم ، تحتوي الجسيمات الأخف وزنًا على فيروسات ssRNA.


تصميم RNA مرسال مزدوج تقطعت بهم السبل منبه مناعي مع الحفاظ على نشاط متعد من خلال التهجين مع متواليات بولي أ للتحصين الفعال

تتطلب لقاحات الرنا الرسول (م) مادة مساعدة آمنة وفعالة منبهات المناعة. في هذه الدراسة ، أدخلنا خصائص مناعية مباشرة في جزيئات الرنا المرسال عن طريق تهجينها مع الحمض النووي الريبي التكميلي لإنشاء رنا مزدوج تقطعت بهم السبل (ds) عالي المناعة. من المتوقع أن تكون تركيبات dsRNA هذه ، المؤلفة بالكامل من RNA ، آمنة وذات كفاءة عالية بسبب تعبير المستضد وتحفيز المناعة الذي يحدث في وقت واحد في نفس خلايا تقديم المستضد. في هذه الإستراتيجية ، تصميم الرنا المزدوج الجديلة (dsRNA) مهم. في الواقع ، أدى التهجين باستخدام الحمض النووي الريبي المضاد للحساسية كامل الطول (as) إلى تقليل كفاءة الترجمة بشكل كبير. في المقابل ، من خلال قصر الجزء المهجن على منطقة mRNA poly A ، تم الحصول على ترجمة فعالة وتحفيز مناعي مكثف في وقت واحد. تم التوسط في الاستجابة المناعية لـ mRNAs متعدد U-hybridized (mRNA: pU) من خلال مستقبلات تشبه Toll (TLR) -3 وجين يحفز حمض الريتينويك (RIG) -I. أظهرنا أيضًا أن تنشيط mRNA: pU للخلايا المتغصنة البشرية كان أكثر فاعلية بشكل ملحوظ من التنشيط باستخدام mRNA الفردي الذي تقطعت به السبل. أظهرت تجارب تحصين الفئران في الجسم الحي باستخدام ovalbumin أن mRNA: pU عزز بشكل كبير من شدة الاستجابات المناعية الخلوية والخلطية المحددة ، مقارنةً بالمرنا الفردي الذي تقطعت به السبل. يمكن تقديم تركيبة mRNA الجديدة الخاصة بنا: pU باستخدام مجموعة متنوعة من ناقلات mRNA اعتمادًا على الغرض وطريق التسليم ، مما يوفر منصة متعددة الاستخدامات لتحسين كفاءة لقاح mRNA.

الكلمات الدالة: مستقبلات التعرف على أنماط لقاح RNA من نوع Messenger RNA المزدوج المجدول.


ما هو الحمض النووي الريبي المزدوج تقطعت بهم السبل؟ (مع الصور)

الحمض النووي الريبي مزدوج الجديلة (RNA) هو شكل فريد من أشكال الحمض النووي الريبي يظهر مع خيطين متكاملين ، بدلاً من خيط واحد منفصل ، كما هو أكثر شيوعًا بالنسبة لهذه المادة الوراثية. يحتوي RNA على رمز لعدد من الأنشطة البيولوجية ويلعب دورًا مهمًا في الكائنات الحية. عادةً ما يظهر الحمض النووي الريبي مزدوج الشريطة ، والمعروف أيضًا باسم الرنا المزدوج الجديلة ، في الفيروسات وهو أمر غير معتاد إلى حد ما. في الفيروسات ، إنها خاصية فريدة من نوعها ، ولا يظهر هذه السمة إلا عدد قليل من العائلات الفيروسية.

يتكون الحمض النووي الريبي من سلاسل من الأحماض النووية التي ترتبط ببعضها البعض لتشكيل خيط متصل. يمكن أن يكون للأشكال المفردة التي تقطعت بهم السبل بنية معقدة للغاية لأنها تنثني على بعضها البعض وتخلق أشكالًا ثلاثية الأبعاد متقنة. يمكن أن يصبح الحمض النووي الريبي المزدوج المجدول أكثر تعقيدًا ، حيث إن سلسلتي المادة الجينية ستطوى أيضًا وتلتف لإنجاز وظائف مختلفة. يعتبر تصوير الحمض النووي الريبي تحديا بسبب صغر حجمه. أنظمة التصوير شديدة الحساسية والقوية ضرورية لرؤية الحمض النووي الريبي في بيئة معملية.

يمكن للباحثين المهتمين بالحمض النووي الريبي المزدوج الشريطة عزله في المختبر عن طريق إدخال إنزيمات القطع إلى عينة من الحمض النووي الريبي. ستستهدف الإنزيمات أي سلاسل مفردة من الحمض النووي الريبي لفصلها ، تاركًا الخيوط المزدوجة وراءها. تتوفر هذه الإنزيمات من الموردين العلميين ، أو يمكن للمختبرات أن تصنعها لأبحاث محددة. عادة ما تكون البيئة الخاضعة للرقابة ضرورية لشق الحمض النووي الريبي بالأنزيمات ، حيث يمكن أن تؤدي الملوثات إلى مقاطعة العملية.

وظيفة واحدة من RNA مزدوج تقطعت بهم السبل هي التداخل أو الإسكات. يمكن أن تغير الخيوط الطريقة التي يعبر بها الجين أو توقفه تمامًا. بالنسبة لفيروسات الرنا المزدوج الجديلة ، فإن هذا يمنح ميزة واضحة. يمكن للفيروس أن يدخل الخلية ويوقف الجينات لحماية نفسه ، ويختطف الخلية لإنتاج المزيد من نسخ الفيروس. قد يكون من الصعب علاج الفيروسات في هذه المجموعة ، حيث قد تصبح هدفًا متحركًا في الجسم ويمكنها محاربة الأدوية التي قد يصفها الطبيب لعلاجها.

مثل نظيره الأكثر شهرة ، DNA ، يمكن تسلسل الحمض النووي الريبي بمعدات تحدد السلسلة الكيميائية في كل خيط. ستشكل الأحماض النووية في الحمض النووي الريبي أزواجًا مكملة ، وهذا يمكن أن يسهل استقراء النمط. يمكن أن يكون التسلسل الجيني للـ RNA المزدوج الشريطة مهمًا لفهم كيفية عمله في الكائنات الحية ، مما سيسمح للباحثين بتطوير عقاقير مضادة للفيروسات لاستهداف الفيروسات التي تحمل هذه الحمولة الجينية الفريدة.

منذ أن بدأت في المساهمة في الموقع قبل عدة سنوات ، تبنت ماري التحدي المثير المتمثل في كونها باحثة وكاتبة في InfoBloom. ماري حاصلة على شهادة في الفنون الحرة من كلية جودارد وتقضي وقت فراغها في القراءة والطهي واستكشاف الأماكن الرائعة في الهواء الطلق.

منذ أن بدأت في المساهمة في الموقع قبل عدة سنوات ، تبنت ماري التحدي المثير المتمثل في كونها باحثة وكاتبة في InfoBloom. ماري حاصلة على شهادة في الفنون الحرة من كلية جودارد وتقضي وقت فراغها في القراءة والطهي واستكشاف الأماكن الرائعة في الهواء الطلق.


ELI5: لماذا تقطعت بهم السبل جميع الحمض النووي مزدوجًا وكل الحمض النووي الريبي أحادي تقطعت بهم السبل

كنت أقوم بالمراجعة من أجل امتحاني ورأيت ملاحظة تقول أن كل الحمض النووي مزدوج الشريطة وأن كل الحمض النووي الريبي واحد تقطعت به السبل. هل هذا صحيح لجميع الكائنات الحية؟ هذا صحيح في الفيروسات والبكتيريا؟ وإذا كان كذلك ، فلماذا؟

لست متأكدًا من وجود خلايا تعمل بكامل طاقتها ولكني أعلم أنه يمكنك الحصول على فيروسات الحمض النووي المفردة التي تقطعت بها السبل (مثل Parvovirus B19 الذي يسبب مرض الخد الصفعي) ويمكنك الحصول على فيروسات RNA مزدوجة الجديلة (مثل فيروس الروتا وهو سبب شائع لالتهاب المعدة والأمعاء ). في الخلايا الطبيعية ، أنا متأكد تمامًا من أن الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل هو أكثر استقرارًا وهو ما تريده لترميز معلوماتك الجينية ويكون الحمض النووي الريبي أصغر وأقل استقرارًا حتى يتمكن من الخروج من النواة ثم يتفكك بعد ترجمته إلى بروتين.

شكرا لك. أيضًا في البكتيريا ، يكون الحمض النووي مزدوجًا تقطعت به السبل ، كما هو الحال في الميتوكوندريا والكلوروفيل ، أليس كذلك؟

وهذا بالتأكيد ليس صحيحا. في عظم هذا صحيح ، لكن الفيروسات تأتي مع حمض نووي منفرد تقطعت به السبل ، وحمض نووي مزدوج مجدول ، وحمض نووي مزدوج مجدول ، وحمض نووي منفرد تقطعت به السبل. ثم مرة أخرى ، لم تعد الفيروسات كائنات حية ، لذلك اعتمادًا على التعريف ، قد تحتوي جميع الكائنات الحية على DNA مزدوج تقطعت بهم السبل و RNA فردي تقطعت بهم السبل.

جميع الحمض النووي مزدوج الجديلة ويمكن أن يكون الجدي أحادي الحمض النووي الريبي هو السبب في الحجم الخلوي للكائنات الحية. نظرًا لأن بعض الكائنات الحية أحادية الخلية ، فهذا يعني أنها بسيطة وأقل تجزئة (نفس النوع من الخلايا يعمل في منطقة متعددة من الكائن الحي). وبالتالي ، فإن وجود الحمض النووي الريبي المنفرد الذي تقطعت به السبل يجعل من المنطقي أن يتلاءم مع الكائنات الحية الأبسط. في حين أن الحمض النووي أكثر تعقيدًا ، فهناك المزيد من العمليات عليه والكائنات الأكبر مثل البشر بحاجة إلى الحمض النووي بدلاً من الحمض النووي الريبي بسبب الشفرة الجينية التي تجعلنا بشرًا ، يمكن لـ rna & # x27t بمعنى ما (وهو ما لا أعرفه & # x27t ).


الحمض النووي مزدوج الشريطة هو شكل خطي من التركيب الجيني وهو مستقر تمامًا. يتصرف مثل هيكل صلب يشبه القضيب وهو موجود في جميع الكائنات الحية.

الشروط الأساسيةDNA وحيد تقطعت بهم السبلDNA مزدوج تقطعت بهم السبل
مظهر خارجيلها شكل نجمي أو نجميلها شكل خطي أو خيطي
علاقة التركيبلا علاقةالثايمين يساوي الأدينين. الجوانين يساوي السيتوزين
نسبة A: T.0.771
نسبة G: C1.31
استقرارأقل استقراراأكثر استقرارًا
مقاومة الفورمالديهايدعرضة للعملمقاومة تماما
امتصاص الأشعة فوق البنفسجيةيزيد من 20 إلى 900 درجة مئويةيزيد من 0 إلى 800 درجة مئوية
علم التشكل المورفولوجياملفوف بشكل عشوائي البوليمرهيكل صلب يشبه القضيب
حادثةالقليل من الفيروساتكل كائن حي
حكم Chargaffلا تتبعتميل للمتابعة
نسبة البيورين والبيريميدينتميل إلى الاختلاف1

دورة تكرار فيروس نقص المناعة البشرية

يعتمد تكاثر فيروس نقص المناعة البشرية على سلسلة معقدة ومنسقة من الأحداث حيث يندمج الفيروس في الحمض النووي للخلايا المضيفة.

أهداف التعلم

قارن وقارن بين تكاثر فيروس نقص المناعة البشرية والفيروسات الأخرى

الماخذ الرئيسية

النقاط الرئيسية

  • أولاً ، يرتبط فيروس HIV viron بالخلية المضيفة ، بعد ربط الفيروس واندماج الخلية ، والذي يطلق الإنزيمات المختلفة التي يحتاجها HIV لعكس النسخ والاندماج في جينوم المضيف.
  • النسخ العكسي من الحمض النووي الريبي لفيروس نقص المناعة البشرية إلى الحمض النووي عرضة للخطأ ، مما يتسبب في ارتفاع معدل تحور فيروس نقص المناعة البشرية. هذا يجعل من الصعب تصميم علاجات ضد فيروس نقص المناعة البشرية.
  • يمكن أن يظل فيروس HIV كامنًا في جينوم المضيف لسنوات. قد يصبح نشطًا عندما يتم تنشيط الخلية التائية المضيفة نفسها عن طريق مكافحة العدوى التي يواجهها الجسم.
  • سيساعد فهم دورة حياة فيروس نقص المناعة البشرية في توفير علاجات فعالة ضد فيروس نقص المناعة البشرية.

الشروط الاساسية

  • طاهر: جينوم الفيروس ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية ، الذي يدمج نفسه في الحمض النووي للخلية المضيفة بحيث يتم نسخه بشكل سلبي مع جينوم المضيف.
  • النسخ العكسي: إنزيم يحفز تكوين الحمض النووي من الحمض النووي الريبي الموجود في الفيروسات القهقرية.

فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) هو فيروس بطني (عضو في عائلة الفيروسات القهقرية) يسبب متلازمة نقص المناعة المكتسب (الإيدز). الإيدز هو حالة تصيب البشر حيث يسمح الفشل التدريجي للجهاز المناعي للعدوى الانتهازية والسرطانات المهددة للحياة بالنمو.

يمكن أن يصيب فيروس نقص المناعة البشرية الخلايا التغصنية (DCs). DC هي واحدة من أولى الخلايا التي واجهها الفيروس أثناء انتقاله عن طريق الاتصال الجنسي. يُعتقد حاليًا أنهم يلعبون دورًا مهمًا عن طريق نقل فيروس نقص المناعة البشرية إلى الخلايا التائية عندما يتم التقاط الفيروس في الغشاء المخاطي بواسطة DCs. يدخل فيروس نقص المناعة البشرية الضامة والخلايا التائية عن طريق امتصاص البروتينات السكرية على سطحه إلى المستقبلات الموجودة على الخلية المستهدفة. ويتبع ذلك اندماج الغلاف الفيروسي بغشاء الخلية وإطلاق قفيصة فيروس نقص المناعة البشرية في الخلية.

النسخ المتماثل لفيروس نقص المناعة البشرية: خطوات دورة النسخ المتماثل لفيروس العوز المناعي البشري: اندماج خلية فيروس العوز المناعي البشري على سطح الخلية المضيفة ، يدخل دخول الخلية ، و RNA لفيروس العوز المناعي البشري ، والنسخة العكسية ، والدمج ، والبروتينات الفيروسية الأخرى إلى الخلية المضيفة ، ويتكون الحمض النووي الفيروسي عن طريق النسخ العكسي ، والحمض النووي الفيروسي هو تنتقل عبر النواة وتتكامل في الحمض النووي المضيف ، يتم استخدام الحمض النووي الريبي الفيروسي الجديد كرنا جيني لصنع البروتينات الفيروسية ، ينتقل الحمض النووي الريبي الفيروسي الجديد والبروتينات إلى سطح الخلية ويتشكل فيروس نقص المناعة البشرية الجديد غير الناضج. بروتينات فيروس نقص المناعة البشرية.

بعد وقت قصير من دخول القفيصة الفيروسية للخلية ، يقوم إنزيم يسمى النسخ العكسي بتحرير جينوم الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة (+) من البروتينات الفيروسية المرفقة ونسخه إلى جزيء DNA التكميلي (cDNA). عملية النسخ العكسي معرضة للغاية للخطأ ، وقد تتسبب الطفرات الناتجة في مقاومة الأدوية أو تسمح للفيروس بالتهرب من نظام المناعة في الجسم. يحتوي النسخ العكسي أيضًا على نشاط ريبونوكلياز يعمل على تحطيم الحمض النووي الريبي الفيروسي أثناء تخليق (كدنا) ، بالإضافة إلى نشاط بوليميريز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي والذي ينتج عنه إحساس الحمض النووي من الحمض النووي الريبي المضاد. معًا ، يشكل الحمض النووي (كدنا) ومكملاته دنا فيروسيًا مزدوج الشريطة يتم نقله بعد ذلك إلى نواة الخلية.

قد يظل هذا الحمض النووي الفيروسي كامنًا في المرحلة الكامنة من الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. لإنتاج الفيروس بنشاط ، يجب أن تكون بعض عوامل النسخ الخلوي موجودة. وأهمها NF-κB (NF kappa B) ، والذي يتم تنظيمه عندما يتم تنشيط الخلايا التائية. هذا يعني أن تلك الخلايا التي يُحتمل أن تُقتل بسبب فيروس نقص المناعة البشرية هي تلك الخلايا التي تقاوم العدوى حاليًا. أثناء تكاثر الفيروس ، يتم نسخ فيروس DNA المدمج إلى mRNA ، والذي يتم بعد ذلك تقطيعه إلى قطع أصغر. يتم تصدير هذه القطع الصغيرة من النواة إلى السيتوبلازم ، حيث يتم ترجمتها إلى البروتينات المنظمة Tat (التي تشجع على إنتاج فيروسات جديدة) و Rev.

نظرًا لأن بروتين Rev المنتج حديثًا يتراكم في النواة ، فإنه يرتبط بـ mRNAs الفيروسية ويسمح لـ RNAs غير المقسمة بمغادرة النواة ، حيث يتم الاحتفاظ بها حتى يتم تقطيعها. في هذه المرحلة ، يتم إنتاج البروتينات الهيكلية Gag و Env من mRNA كامل الطول. الحمض النووي الريبي كامل الطول هو في الواقع جينوم الفيروس الذي يرتبط ببروتين Gag ويتم تعبئته في جزيئات فيروس جديدة. تبدأ الخطوة الأخيرة من الدورة الفيروسية ، وهي تجميع فيروسات HIV-1 الجديدة ، عند غشاء البلازما للخلية المضيفة. يمر بروتين Env عبر الشبكة الإندوبلازمية ويتم نقله إلى مجمع جولجي. هناك ، يتم شقها بواسطة بروتياز فيروس نقص المناعة البشرية ومعالجتها في البروتينات السكرية لمغلف فيروس نقص المناعة البشرية ، gp41 و gp120. يتم نقلها إلى غشاء البلازما للخلية المضيفة حيث يثبت gp41 gp120 في غشاء الخلية المصابة. ترتبط البروتينات المتعددة Gag (p55) و Gag-Pol (p160) أيضًا بالسطح الداخلي لغشاء البلازما جنبًا إلى جنب مع الحمض النووي الريبي الجينومي لفيروس نقص المناعة البشرية حيث تبدأ الفيريون المكون في البرعم من الخلية المضيفة.

يحدث النضج إما في برعم التكوين أو في virion غير الناضج بعد أن يتبرعم من الخلية المضيفة. أثناء النضج ، يشق البروتياز HIV البروتينات المتعددة في بروتينات HIV الوظيفية الفردية. يمكن منع خطوة الانقسام هذه بواسطة مثبطات الأنزيم البروتيني. ثم تتجمع المكونات الهيكلية المختلفة لإنتاج فيريون ناضج لفيروس نقص المناعة البشرية. وبعد ذلك يكون الفيروس الناضج قادرًا على إصابة خلية أخرى.


مناعة فطرية

كين جي إيشي ، شيزو أكيرا ، في علم المناعة السريرية (الطبعة الثالثة) ، 2008

يتم إنشاء RNA مزدوج الشريطة (ds) في الخلايا المضيفة أثناء تكرار معظم الفيروسات. وبالتالي ، يتعرف الجهاز المناعي الفطري للمضيف على الحمض الريبي النووي الريبي باعتباره PAMP ، مما يؤدي إلى استجابات مناعية قوية تتميز بإنتاج النوع الأول من الإنترفيرات الدموية IFN والسيتوكينات المسببة للالتهابات. بينما تستخدم نظائر دسرنا الاصطناعية المتعددة (I: C) على نطاق واسع كمحفزات IFN في العديد من التطبيقات البحثية والسريرية ، لم يتم وصف جزيئات معينة شبيهة بالمستقبلات والتي تتعرف على poly (I: C) بشكل كامل.

لقد ثبت أن TLR3 يمكن أن يمنح تنشيط NF-B الناجم عن dsRNA قويًا في 293 خلية عندما يتم التعبير عنه خارج الرحم وأن الفئران TLR3 تعرض استجابات منخفضة للـ dsRNA ، بما في ذلك بولي (I: C). وفقًا لذلك ، تكون الفئران التي تعاني من نقص TLR3 عرضة للإصابة بالفيروس المضخم للخلايا (mcmv) بسبب انخفاض إنتاج الإنترفيرون. 15 في المقابل ، تنجو الفئران التي تعاني من نقص TLR3 من عدوى فيروس غرب النيل المميتة بسبب انخفاض دخول الفيروس إلى الدماغ وانخفاض الاستجابات الالتهابية التي يسببها TLR3 ، والتي تساهم في التسبب في المرض بدلاً من الحماية. 16

كان Poly-I: C واحدًا من أوائل العوامل العلاجية المستخدمة لعلاج مرضى فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) وسرطان الدم ، ولكن تم التخلي عنه نظرًا لسميته. 17 تم إجراء العديد من الدراسات لتقليل سمية poly-I: C ، مع التجارب السريرية المستمرة ضد سرطان الثدي وسرطان المبيض. تبين أن النضج الناجم عن dsRNA ، بوساطة TLR3 للخلايا التغصنية CD8 يلعب دورًا مهمًا في تحريض استجابات الخلايا التائية CD4 و CD8 الخاصة بمستضد عبر النوع الأول عبر فتيلة إنترفيرون. 18 ومع ذلك ، لا يزال الرنا المزدوج الجديلة يحفز الخلايا التغصنية من الفئران TLR3 ، خاصة عند إعطائه مباشرة في العصارة الخلوية عن طريق تعداء. أدت هذه الملاحظة إلى اكتشاف نظام كشف داخل الخلايا مستقل عن TLR3. تم وصف نظام الكشف هذا في قسم لاحق.


خصوصية التكوين المعقد ثلاثي الجديلة بين الحمض النووي مزدوج الشريطة والحمض النووي الريبي أحادي السلسلة الذي يحتوي على متواليات نيوكليوتيدات متكررة ☆

ثبت أن مجمعات الأحماض النووية ثلاثية الجديلة تتشكل من DNA مزدوج الشريطة وبوليمرات RNA أحادية الشريطة ذات تسلسلات أساسية مقيدة. يحدث التكوين المعقد فقط عندما يحتوي الحمض النووي على جميع قواعد البيورين في خيط واحد وجميع قواعد بيريميدين في الخيط الآخر ويجب أن يكون الحمض النووي الريبي بوليمر بولي بيريميدين. ومن ثم ، يشكل poly (dA) · (dT) مركبًا ثلاثي الخيوط مع poly U ، ويشكل poly d (T-C) · d (G-A) † مركبًا ثلاثي الخيوط مع poly (U-C) في المحاليل الحمضية. لا يوجد RNA & # x27s أخرى بما في ذلك البوليمر المشترك العشوائي poly (U ، C) يتفاعل مع poly d (T-C) · dG-A) لإعطاء بنية متكافئة ثلاثية الشرائط. تحت أي ظرف من الظروف ، يتم اكتشاف معقد بين poly d (T-G) · d (C-A) أو poly d (A-T) · d (A-T) وأي بولي نيوكليوتيد. تم تمييز poly d (T-C) · d (G-A) · (U-CH +) ثلاثي الجديلة بدراسات الكثافة الطافية لكبريتات السيزيوم ، ودراسة التغيرات المستمرة ، وخواص الطيف فوق البنفسجي ، وملامح درجة حرارة الكثافة الضوئية.

إضافة poly (U-C) إلى poly d (T-C) · d (G-A) وإضافة poly U إلى poly (dA) · (dT) ، قبل إضافة الإشريكية القولونية RNA polymerase ، قلل بشكل فعال من معدل النسخ لكل من خيوط هذه DNA & # x27s. مجموعات أخرى من RNA & # x27s مع DNA & # x27s أظهرت بشكل أساسي عدم وجود أي تثبيط ، كما تم العثور على جميع خلائط RNA-DNA هذه خاملة فيما يتعلق بالتشكيل الثلاثي. تمت مناقشة الأدوار البيولوجية المحتملة للثلاثي.

تم دعم هذا العمل من خلال المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة (المنحة رقم CA-05178) والمؤسسة الوطنية للعلوم (رقم المنحة GB-3342 و GB-6629) ومؤسسة أبحاث الخريجين في ولاية ويسكونسن.

الاختصارات الخاصة بالنيوكليوتيدات المستخدمة في هذه الدراسة هي تلك الواردة في القواعد المؤقتة المنقحة (1965) من IUPAC-IUB في J. بيول. تشيم. (1966) 241، 527. يشير الاختصار CH + إلى الشكل البروتوني لحمض السيتيدليك.


شاهد الفيديو: From DNA to protein - 3D (سبتمبر 2022).


تعليقات:

  1. Nekinos

    برأيي أنك أخطأت. دعنا نناقش. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سوف نتحدث.

  2. Franta

    الصور القاتمة هكذا :)

  3. Dikree

    وهل فهمت نفسك؟

  4. Boynton

    أعتقد أنني ارتكب أخطاء. نحن بحاجة إلى مناقشة. اكتب لي في رئيس الوزراء ، تحدث.

  5. Blaisdell

    انت مخطئ. يمكنني الدفاع عن موقفي. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سنناقش.



اكتب رسالة