Вирусҳо ва таъсири мутақобилаи онҳо бо ҳуҷайраҳои мизбон
Вирусҳо аз ҷумлаи ҷолибтарин ва душвортарин мавҷудоти биологӣ барои фаҳмидан мебошанд. Онҳо наметавонанд мисли бактерияҳо ё занбӯруғҳо мустақилона зинда монанд ва такрор шаванд ва пурра ба ҳуҷайраҳои мизбон такя кунанд. Аз як тараф, вирусҳо "оддӣ" ҳисобида мешаванд, ки танҳо аз маводи генетикӣ ва қабати муҳофизатӣ иборатанд. Аммо, аз тарафи дигар, онҳо бениҳоят "оқил" ҳастанд ва аз механизми биологии ҳуҷайраҳои мизбон барои такрористеҳсолӣ истифода мебаранд. Фаҳмидани таъсири мутақобилаи вирусҳо бо ҳуҷайраҳои мизбон калиди вирусология, таҳияи ваксина ва терапияи зиддивирусӣ мебошад.
Сохтори асосии вирусҳо ва аҳамияти биологии онҳо
Умуман, вирусҳо аз маводи генетикӣ дар шакли ДНК ё РНК (кам ҳарду) иборатанд, ки дар капсид (сафедаи муҳофизатӣ) ҷойгир шудаанд. Баъзе вирусҳо лифофае доранд, ки аз қабати липидӣ иборат аст, ки аз мембранаи ҳуҷайраҳои мизбон гирифта шудааст ва одатан бо сафедаҳои сатҳӣ (шпакҳо) муҷаҳҳаз шудааст, ки барои шинохтани ретсепторҳои ҳуҷайраҳои мақсаднок фаъолият мекунанд. Ин сохтор муайян мекунад, ки чӣ гуна вирус ба ҳуҷайраҳо ворид мешавад, намудҳои ҳуҷайраҳое, ки он метавонад сироят кунад (тропикӣ) ва қобилияти онро барои гурехтан аз системаи масуният муайян мекунад.
Тафовутҳои назарраси байни вирусҳои ДНК ва РНК инчунин ба динамикаи сироят таъсир мерасонанд. Вирусҳои РНК майл доранд, ки зудтар мутатсия шаванд, зеро ферментҳои репликатсияи РНК одатан механизмҳои ислоҳи хатогиҳо (корректура) надоранд. Дар натиҷа, вирусҳои РНК аксар вақт вариантҳои навро зудтар ба вуҷуд меоранд, ки метавонанд сироятпазирии онҳоро тағйир диҳанд ё аз антителоҳо канорагирӣ кунанд.
Марҳилаи ибтидоӣ: пайвастшавӣ ва шинохти ретсептор
Таъсири мутақобилаи вирус бо ҳуҷайраи мизбон вақте оғоз мешавад, ки вирус ҳуҷайраи мувофиқро пайдо мекунад. Ин раванд пайвастшавӣ номида мешавад, ки вақте ба амал меояд, ки сафедаҳои вирусӣ ба ретсепторҳои мушаххас дар сатҳи ҳуҷайра пайваст мешаванд. Ин ретсепторҳо метавонанд сафедаҳо, гликопротеинҳо ё дигар молекулаҳо, ба монанди сулфати гепаран бошанд. Ин хосияти пайвастшавӣ муайян мекунад, ки чаро вирус танҳо ба намудҳои муайяни бофтаҳо сироят мекунад. Масалан, вирусҳое, ки ретсепторҳояшон танҳо дар ҳуҷайраҳои эпителиалии роҳҳои нафас мавҷуданд, эҳтимоли бештари ба вуҷуд овардани бемориҳои роҳи нафасро доранд.
Аммо, пайвастшавӣ ягона омили муайянкунандаи сироятёбии муваффақ нест. Бисёре аз вирусҳо инчунин барои оғози воридшавӣ ба ҳам ретсепторҳо ё омилҳои иловагӣ дар сатҳи ҳуҷайра ниёз доранд. Ин яке аз сабабҳоест, ки чаро баъзе афрод ё намудҳо нисбат ба дигарон ба баъзе вирусҳо бештар осебпазиранд.
Вуруд ба ҳуҷайра: омезиши мембрана ва эндоцитоз
Пас аз пайвастшавӣ, вирус бояд маводи генетикии худро ба ҳуҷайра ворид кунад. Вуруди вирус одатан тавассути ду роҳи асосӣ сурат мегирад. Аввалин роҳи пайвастшавии мембрана аст, ки дар вирусҳои лифофадор ҳангоми пайвастшавии лифофаи вирусӣ бо мембранаи ҳуҷайраи мизбон ба амал меояд. Ин ба капсид ё маводи генетикӣ имкон медиҳад, ки ба ситоплазма ворид шавад.
Дуюмӣ эндоцитоз аст, ки дар он ҳуҷайра вирусро бо роҳи ташкил додани везикулаи эндосомӣ "фурӯ мебарад". Сипас, вирус бояд пеш аз нобуд шудан аз ҷониби равандҳои ҳуҷайра аз эндосома берун равад. Баъзе вирусҳо аз тағйирот дар рН дар эндосома барои ба вуҷуд овардани тағйироти конформатсионӣ дар сафедаҳои вирусӣ истифода мебаранд, ки сипас бо мембранаи эндосомӣ якҷоя шуда, геноми вирусиро раҳо мекунанд.
Ин ду роҳ нишон медиҳанд, ки вирус на танҳо ба ҳуҷайра «ворид» мешавад, балки механизмҳои муқаррарии ҳуҷайраро барои ворид шудан фиреб медиҳад ё аз онҳо истифода мебарад.
Кушодани пӯшиш: кушодани капсид ва озод кардани геном
Пас аз он ки вирус дар дохили ҳуҷайра ҷойгир мешавад, кушодани пӯшиш ба амал меояд, ки ин рехтани капсид барои раҳо кардани геноми вирусӣ мебошад. Ин марҳила муҳим аст, зеро геном бояд барои ферментҳои ҳуҷайра ё ферментҳои худи вирус дастрас бошад. Кушодани пӯшиш аксар вақт аз шароити дохилии ҳуҷайра, ба монанди рН, ферментҳои протеаза ё таъсири мутақобила бо сафедаҳои ҳуҷайра таъсир мерасонад. Агар кушодани пӯшиш ноком шавад, давраи сироят қатъ мешавад.
Ҷолиб он аст, ки якчанд доруҳои зиддивирусӣ таҳия шудаанд, ки ин марҳиларо ҳадаф қарор медиҳанд. Бо пешгирӣ аз кушодани пӯшиш, вирус дар дохили капсид "маҳкам" мемонад ва аз такроршавии он пешгирӣ мекунад.
Репликатсия ва ифодаи ген: ба даст гирифтани механизми ҳуҷайра
Марҳилаи навбатӣ репликатсияи геном ва истеҳсоли сафедаҳои вирусӣ мебошад. Дар ин ҷо вирус воқеан ҳуҷайраҳои мизбонро истисмор мекунад. Ҳуҷайраҳо рибосомаҳо барои табдил додани РНК ба сафедаҳо, нуклеотидҳо барои сохтани ДНК/РНК ва энергия (АТФ) барои ҳавасманд кардани биосинтез доранд. Вирусҳо ин захираҳоро надоранд, аз ин рӯ онҳо ҳуҷайраро барои афзалият додани истеҳсоли ҷузъҳои вирусӣ равона мекунанд.
Вирусҳои ДНК одатан дар ядрои ҳуҷайра такрор мешаванд, зеро он дорои ферментҳо ва омилҳои такроршавии ДНК мебошад. Дар ҳоле ки бисёре аз вирусҳои РНК дар ситоплазма такрор мешаванд, онҳо аксар вақт РНК-полимеразаи вобаста ба ферменти РНК-ро доранд ё рамзгузорӣ мекунанд. Баъзе вирусҳо, бахусус ретровирусҳо, стратегияи беназир доранд: онҳо РНК-ро бо транскриптазаи баръакси фермент ба ДНК табдил медиҳанд ва сипас ДНК-и вирусиро ба геноми мизбон муттаҳид мекунанд. Ин ҳамгироӣ имкон медиҳад, ки сироятҳои пинҳонӣ ба вуҷуд оянд, ки решакан карданашон душвор аст.
Дар натиҷаи бартарии вирусҳо, ҳуҷайраҳо аксар вақт тағйироти амиқро аз сар мегузаронанд: истеҳсоли муқаррарии сафедаҳо кам мешавад, роҳҳои мубодилаи моддаҳо тағйир меёбанд ва системаҳои назорати давраи ҳуҷайра метавонанд халалдор шаванд. Дар баъзе ҳолатҳо, ин тағйирот ба табдилёбии ҳуҷайра ба саратон мусоидат мекунанд, чунон ки бо баъзе вирусҳо рух медиҳад, ки танзими афзоиши ҳуҷайраҳоро халалдор мекунанд.
Ҷамъшавӣ ва пухта расидани вирус
Пас аз истеҳсоли ҷузъҳои вирусӣ - геном, капсид ва сафедаҳои ёрирасон -, марҳилаи навбатӣ васлкунӣ мебошад. Ин ҷузъҳо ба вирионҳои нав васл карда мешаванд. Ин раванд ҳамеша худ аз худ рух намедиҳад; баъзе вирусҳо ба пайдарпайии васлкунии мушаххас, кӯмаки сафедаҳои "шаперон" ё ҷойҳои махсус дар дохили ҳуҷайра, ки фабрикаҳои вирус номида мешаванд, ниёз доранд.
Баъзе вирусҳо инчунин аз камолот мегузаранд, ки ин тағйироти сохторӣ аст ва вирионро сирояткунанда мегардонад. Бе камолот, зарраҳои вирус метавонанд ташаккул ёбанд, аммо наметавонанд ба дигар ҳуҷайраҳо сироят кунанд.
Озодшавӣ: лизис ё навдабандӣ
Вирионҳои нав бояд аз ҳуҷайра берун раванд, то ба ҳуҷайраҳои дигар сироят кунанд. Ду роҳи асосии ин кор вуҷуд дорад. Вирусҳои ғайрипӯшида аксар вақт тавассути лизис берун мешаванд, ки дар он ҳуҷайра кафида мемирад. Ин одатан боиси осеби назарраси бофтаҳо мегардад ва илтиҳобро ба вуҷуд меорад.
Вирусҳои пӯшонидашуда аксар вақт тавассути навдашавӣ берун мешаванд, ки ин вақте рух медиҳад, ки онҳо аз мембранаи ҳуҷайра берун мешаванд ва қисми мембранаро ҳамчун лифофа ишғол мекунанд. Раванди навдашавӣ на ҳамеша ҳуҷайраро мустақиман мекушад, балки метавонад ҳуҷайраро суст кунад ва вазифаи бофтаро тағйир диҳад. Ғайр аз ин, азбаски лифофа аз ҳуҷайраи мизбон сарчашма мегирад, вирус метавонад худро қисман аз системаи масуният "ниқоб" кунад.
Вокунишҳои ҳуҷайраҳои мизбон: муҳофизат ва оқибатҳои онҳо
Ҳуҷайраҳои мизбон ғайрифаъол нестанд. Пас аз сироят ёфтан, онҳо системаи ҳассосияти масунияти модарзодӣ доранд, ки намунаҳои имзои вирусро, ба монанди РНК-и дуқабата, эътироф мекунад. Сипас, ҳуҷайраҳо интерферон ва дигар молекулаҳои сигнализатсияро барои огоҳ кардани ҳуҷайраҳои ҳамсоя ва фаъол кардани вокуниши масуният истеҳсол мекунанд.
Аммо, вирусҳо роҳҳои гуногуни канорагирӣ аз ин муҳофизатро таҳия кардаанд. Баъзе вирусҳо истеҳсоли интерферонро бозмедоранд, муаррифии антигенро манъ мекунанд ё маводи генетикии худро дар сохторҳои мембрана пинҳон мекунанд. Дигарон апоптозро (марги барномарезишудаи ҳуҷайра) пахш мекунанд, то ҳуҷайраҳоро барои тавлиди вирионҳои сершумор ба қадри кофӣ зинда нигоҳ доранд.
Ин таъсири мутақобилаи "ҳамла ва дифоъ" муайян мекунад, ки оё сироят зуд шифо меёбад, музмин мешавад ё ба бемории ҷиддӣ табдил меёбад.
Таъсири клиникӣ ва аҳамияти фаҳмидани таъсири мутақобилаи вирус ва мизбон
Аз нигоҳи саломатӣ, фаҳмидани таъсири мутақобилаи зина ба зинаи вирусҳо бо ҳуҷайраҳои мизбон ба олимон кӯмак мекунад, ки нуқсонҳои онҳоро муайян кунанд. Ваксинаҳо одатан барои пешгирӣ аз пайвастшавӣ ё воридшавии вирус тавассути истеҳсоли антителоҳои безараргардонанда, ки сафедаҳои рӯизаминиро ҳадаф қарор медиҳанд, тарҳрезӣ шудаанд. Аз тарафи дигар, доруҳои зиддивирусӣ метавонанд ферментҳоеро, ки дар такрористеҳсолкунӣ, кушодани пӯшиш, пухта расидан ё раҳо шудани вирус иштирок мекунанд, ҳадаф қарор диҳанд.
Ғайр аз ин, таҳқиқоти вирусҳо ба биология манфиатҳои васеъ овардааст. Бисёре аз мафҳумҳои муҳим дар генетикаи молекулавӣ аз омӯзиши вирусҳо, аз ҷумла механизмҳои транскрипсия, тарҷума ва танзими генҳо бармеоянд.
Penutup
Вирусҳо паразитҳои дохилиҳуҷайравии облигатӣ мебошанд, ки барои зинда мондан ва такроршавӣ ба ҳуҷайраҳои мизбон вобастаанд. Таъсири мутақобилаи онҳо бо ҳуҷайраҳои мизбон пайвастшавӣ, воридшавӣ, кушодани пӯшиш, такроршавӣ, васлшавӣ ва раҳоӣ аз инҳо иборат аст. Дар ҳар як марҳила, байни стратегияи вирус барои ба даст овардани механизми ҳуҷайра ва кӯшишҳои ҳуҷайраи мизбон барои дифоъ аз худ "муборизаи кашишӣ" ба амал меояд. Бо дарки амиқи ин таъсири мутақобила, мо метавонем стратегияҳои муассиртари пешгирӣ ва табобатро таҳия кунем ва дар айни замон фаҳмиши худро дар бораи он ки чӣ гуна ҳаёт дар сатҳи ҳуҷайра кор мекунад, васеъ кунем.
