Ìmọ̀ nípa Mọ́kúlúkì ti Àwọn Kòrónà RNA
Àwọn kòkòrò àrùn RNA jẹ́ àkójọ àwọn kòkòrò àrùn tí àwọn ohun èlò ìbílẹ̀ wọn jẹ́ ribonucleic acid (RNA). Ẹgbẹ́ yìí ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn kòkòrò àrùn pàtàkì nínú ènìyàn, ẹranko, àti ewéko, bí ibà, dengue, hepatitis C, polio, rabies, measles, àti SARS-CoV-2. Àìlẹ́gbẹ́ àwọn kòkòrò àrùn RNA wà nínú àwọn ọ̀nà ìyípadà wọn, ìwọ̀n ìyípadà gíga, àti àwọn ọgbọ́n láti sá fún ètò ààbò ara. Lílóye ìṣẹ̀dá molecule ti àwọn kòkòrò àrùn RNA ṣe pàtàkì fún ìdàgbàsókè àwọn àjẹ́sára, àwọn oògùn antiviral, àti àwọn ètò ìwádìí àyẹ̀wò.
1. Ìṣètò àti ìṣètò àwọn kòkòrò RNA
Ni gbogbogbo, awọn jiini kokoro RNA le jẹ ọkan-stranded (ssRNA) tabi meji-stranded (dsRNA). Ninu ssRNA, jiini le jẹ boya rere-sense (+RNA) tabi odi-sense (−RNA). Awọn ọlọjẹ +RNA ni awọn jiini ti o le ṣiṣẹ taara bi mRNA, nitorinaa awọn ribosomes ti sẹẹli olugbalejo ni a tumọ wọn lẹsẹkẹsẹ lẹhin ti wọn ba wọ inu cytoplasm. Awọn apẹẹrẹ pẹlu Picornaviridae (fun apẹẹrẹ, poliovirus) ati Flaviviridae (fun apẹẹrẹ, dengue). Ni idakeji, awọn ọlọjẹ −RNA (fun apẹẹrẹ, influenza ati rabies) gbe awọn jiini ti o ni ibamu si mRNA, nitorinaa a gbọdọ kọkọ kọ wọn sinu mRNA nipasẹ awọn enzymes ọlọjẹ ṣaaju ki a to le tumọ wọn.
Àwọn genome RNA virus tún lè pín sí méjì tàbí kí wọ́n má pín sí méjì. Influenza ní genome tí a pín sí méjì, èyí tí ó fúnni láyè láti "tún-ṣe àtúnṣe," pàṣípààrọ̀ àwọn géèmù láàárín àwọn fáírọ́ọ̀sì nígbà tí wọ́n bá ń kó àkóràn bá sẹ́ẹ̀lì kan náà. Ìṣẹ̀lẹ̀ yìí lè mú àwọn onírúurú tuntun jáde tí ó lè fa ìbúgbàù ńlá. Ní àkókò kan náà, ọ̀pọ̀lọpọ̀ fáírọ́ọ̀sì RNA ní genome kan ṣoṣo tí ó gùn tí ó sábà máa ń ṣàfihàn polyprotein kan, èyí tí a ó wá pín sí àwọn protein tí ó ṣiṣẹ́.
Ní àfikún sí àwọn ìtẹ̀léra ìkọ̀wé-púrọ́tínì (àwọn férémù kíkà/ORF tí ó ṣí sílẹ̀), àwọn genome RNA viral ní àwọn èròjà tí kìí ṣe ìkọ̀wé ní òpin 5' àti 3' tí ó ṣe pàtàkì fún ìṣẹ̀dá RNA, ìtúmọ̀, àti ìdúróṣinṣin. Àwọn ìṣètò kejì bíi hairpins àti pseudoknots sábà máa ń fi ìsopọ̀ àwọn protein viral àti host cell factors hàn.
2. Wíwọlé kòkòrò àrùn náà àti ìtújáde genome (ṣíṣí kúrò nínú awọ ara)
Ìgbésí ayé kòkòrò RNA kan bẹ̀rẹ̀ nígbà tí ó bá so mọ́ olugba sẹ́ẹ̀lì tí ó wà ní ojú ọ̀run. Ìbáṣepọ̀ yìí ń pinnu ìfàsẹ́yìn àsopọ àti ìpele ààyè. Lẹ́yìn ìsopọ̀, kòkòrò náà ń wọlé nípasẹ̀ endocytosis tàbí ìfàsẹ́yìn àwọ̀ ara. Àwọn kòkòrò fáírọ́ọ̀sì tí a fi bò, bíi influenza àti coronaviruses, sábà máa ń lo ìfàsẹ́yìn àwọ̀ ara, nígbà tí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn kòkòrò fáírọ́ọ̀sì tí kò ní bò máa ń wọlé nípasẹ̀ endocytosis lẹ́yìn náà wọ́n á ṣe àyípadà ìrísí láti tú capsid wọn sílẹ̀.
Ìlànà ìtúpalẹ̀ ìbòrí náà—ìtújáde RNA genome láti inú capsid—jẹ́ ìgbésẹ̀ pàtàkì. Tí a kò bá tú RNA náà jáde ní ibi tí ó yẹ àti àkókò tí ó yẹ, ìyípadà kò ní ṣẹlẹ̀. Nínú àwọn fáírọ́ọ̀sì kan, pH tí ó kéré nínú endosome máa ń fa ìyípadà nínú ìṣètò àwọn fáírọ́ọ̀sì, èyí tí yóò jẹ́ kí genome náà sá lọ sínú cytoplasm.
3. Ìtumọ̀: bí àwọn kòkòrò àrùn ṣe ń lo àwọn ribosomes tí wọ́n gbàlejò
Nítorí pé àwọn kòkòrò àrùn kò ní ribosomes, wọ́n gbẹ́kẹ̀lé ẹ̀rọ ìtúmọ̀ sẹ́ẹ̀lì olùgbàlejò. A lè túmọ̀ àwọn kòkòrò àrùn RNA tààrà, ṣùgbọ́n wọ́n gbọ́dọ̀ borí ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìdènà: ìdíje pẹ̀lú mRNA sẹ́ẹ̀lì, àìní fún "okùn" ní òpin 5', àti àwọn ọ̀nà ìṣàkóso dídára sẹ́ẹ̀lì náà.
Àwọn kòkòrò àrùn kan ní òpin 5' bíi ti mRNA olùgbàlejò (fún àpẹẹrẹ, coronaviruses), nígbà tí àwọn mìíràn ń lo àwọn ọgbọ́n mìíràn, bíi ibi ìtẹ̀síwájú ribosome (IRES) nínú picornaviruses, èyí tí ó fún ribosome láàyè láti bẹ̀rẹ̀ ìtumọ̀ láìsí ìbòrí. Àwọn kòkòrò àrùn, bíi influenza, tún ń lo "cap-snatching," wọ́n ń jí ìbòrí náà gbé láti ọ̀dọ̀ mRNA olùgbàlejò láti lò lórí mRNA oníjàǹbá wọn. Àwọn ọgbọ́n wọ̀nyí ṣe pàtàkì nínú ìmọ̀ nípa molecular biology ti àwọn kòkòrò àrùn RNA, nítorí wọ́n jẹ́ ibi tí ó ṣeé ṣe fún àwọn oògùn ajẹ́sára.
Nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn kòkòrò àrùn RNA, a máa ń túmọ̀ genome sí polyprotein ńlá kan ṣoṣo. Lẹ́yìn náà, a máa ń lo àwọn proteases fáírọ́ọ̀sì (tàbí àwọn proteases host) láti ṣe polyprotein yìí sí àwọn protein structure àti àwọn tí kì í ṣe structural. Nítorí náà, àwọn proteases fáírọ́ọ̀sì jẹ́ àwọn ibi ìtọ́jú pàtàkì, gẹ́gẹ́ bí a ṣe rí i nínú ìtọ́jú hepatitis C àti COVID-19.
4. Ìṣẹ̀dá RNA: ipa ti polymerase RNA ti o gbẹkẹle RNA
Àmì pàtàkì jùlọ tí ó wà nínú àwọn kòkòrò RNA ni lílo enzyme RNA polymerase (RdRp) tí ó dúró lórí RNA, polymerase kan tí ó lè daakọ RNA láti inú àwòṣe RNA kan. Àwọn sẹ́ẹ̀lì ènìyàn kò ní RdRp fún ìdàpọ̀ RNA cytoplasmic, nítorí náà, kòkòrò fáírọ́ọ̀sì náà sábà máa ń lo enzyme yìí, ó sì jẹ́ ibi tí a fẹ́ lo oògùn pàtó kan.
Ìlànà ìyípadà náà sábà máa ń wáyé ní “àwọn ilé iṣẹ́ ìyípadà,” tàbí àwọn ibi tí a fi awọ ara ṣe àtúnṣe nípasẹ̀ àwọn fáírọ́ọ̀sì láti inú àwọn organelles sẹ́ẹ̀lì (fún àpẹẹrẹ, endoplasmic reticulum). Àwọn ibi wọ̀nyí ń ran àwọn ohun tí ó ń fa ìyípadà lọ́wọ́ láti kó àwọn ohun tí ó ń fa ìyípadà jọ, wọ́n sì ń dáàbò bo RNA fáírọ́ọ̀sì kúrò lọ́wọ́ àwọn sensọ̀ ààbò ara.
Fún àwọn kòkòrò àrùn +RNA, RdRp kọ́kọ́ ṣe okùn α-RNA gẹ́gẹ́ bí àárín, lẹ́yìn náà láti inú àwòṣe α-RNA yìí, a ṣe ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn àwòkọ α-RNA tuntun. Fún àwọn kòkòrò àrùn α-RNA, RdRp gbọ́dọ̀ ṣe ìṣiṣẹ́ ìkọ̀wé ní ìbẹ̀rẹ̀ àkóràn láti ṣe mRNA. Ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìgbà, RdRp ń ṣiṣẹ́ pẹ̀lú àwọn ohun èlò bíi helicases (títú ìṣètò RNA kúrò) àti nucleotidyltransferases (ìṣẹ̀dá fila tàbí àtúnṣe àwọn òpin RNA).
5. Àwọn ìyípadà, àwọn ẹ̀yà ara, àti ìdàgbàsókè kíákíá
RdRp kò ní agbára ìṣàtúnṣe DNA polymerase, èyí tí ó ń yọrí sí ìwọ̀n ìyípadà gíga nínú àwọn kòkòrò RNA. Èyí ń yọrí sí àwọn ènìyàn kòkòrò tí ó para pọ̀ di “quasispecies,” àkójọ àwọn onírúurú tí ó jọra láàrín olùgbàlejò kan. Àǹfààní ìṣẹ̀dá yìí ni ìbáramu kíákíá sí àwọn ìfúnpá yíyàn, bí àwọn kòkòrò àrùn, àwọn ìtọ́jú kòkòrò àrùn, tàbí àwọn ìyàtọ̀ nínú àyíká àsopọ.
Sibẹsibẹ, awọn oṣuwọn iyipada giga tun n ṣe ewu “ajalu aṣiṣe,” ikojọpọ awọn iyipada apanirun ti o fa ki ọlọjẹ naa padanu agbara ṣiṣeeṣe. Awọn oogun egboogi-aarun kan lo imọran yii nipa jijẹ awọn aṣiṣe atunkọ. Ni iyalẹnu, awọn coronaviruses jẹ iyatọ ibatan, ti o ni enzyme atunyẹwo (exoribonuclease) ti o dinku oṣuwọn iyipada ni akawe pẹlu ọpọlọpọ awọn ọlọjẹ RNA miiran, ti o fun wọn laaye lati ṣetọju awọn jiini ti o tobi julọ.
6. Ìfarahàn ìran: àwọn ẹ̀yà ara ẹ̀dá, ìyípadà férémù, àti ìlànà
Àwọn kòkòrò àrùn RNA máa ń lo onírúurú ọgbọ́n láti mú kí ìwífún nípa ìbílẹ̀ pọ̀ sí i láàrín àwọn ìbílẹ̀ wọn tó kéré. Àpẹẹrẹ kan ni ìṣẹ̀dá àwọn mRNA subgenomic nínú coronaviruses, èyí tó ń jẹ́ kí àwọn èròjà ìṣètò láti àwọn agbègbè pàtó kan nínú ìbílẹ̀ náà hàn. Bákan náà ni ìlànà frameshifting ribosomal, èyí tó ń yí frame kíkà nígbà ìtúmọ̀ kí RNA kan lè ṣe onírúurú èròjà protein. Àwọn ọgbọ́n mìíràn tún ni stop codon readthrough àti lílo àwọn olùgbékalẹ̀ inú nínú àwọn kòkòrò àrùn kan.
Ìlànà ìfìhàn jínì sábà máa ń ní í ṣe pẹ̀lú ìtẹ̀léra àti ìṣètò RNA, àti ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú àwọn protein fáírọ́ọ̀sì àti àwọn olùgbàlejò. Àwọn eroja wọ̀nyí ní ipa lórí nígbà tí a bá ń ṣe àwọn protein ìyípadà, nígbà tí àwọn protein ìṣètò bá di olórí, àti bí fáírọ́ọ̀sì náà ṣe ń yí àwọn ohun èlò sẹ́ẹ̀lì padà.
7. Àkójọpọ̀ àti ìtúsílẹ̀
Lẹ́yìn tí a bá ti ṣe àgbékalẹ̀ genome àti structure protein tuntun, fáírọ́ọ̀sì náà yóò kó pàǹtí tuntun jọ. Ìkójọpọ̀ rẹ̀ ní í ṣe pẹ̀lú dídì RNA sínú capsid kan, èyí tí ó sábà máa ń gbára lé àwọn àmì ìdìpọ̀ nínú RNA. Àwọn fáírọ́ọ̀sì tí kò ní ìdìpọ̀ sábà máa ń jáde nípasẹ̀ sẹ́ẹ̀lì lysis, nígbà tí àwọn fáírọ́ọ̀sì tí a ti fi ìdìpọ̀ kún inú sẹ́ẹ̀lì tàbí organelle, ní lílo apá kan nínú membrane gẹ́gẹ́ bí envelope. Ìlànà ìdàgbàsókè náà nílò ìṣọ̀kan àwọn matrix proteins, envelope glycoproteins, àti cellular factors.
8. Ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú ètò ààbò ara àti àwọn ọgbọ́n ìyẹra fún
Àwọn sensọ̀ ààbò ara ẹni bíi RIG-I àti MDA5 ni a mọ̀ nípa RNA aláìsàn, èyí tí ó ń ṣàwárí RNA àjèjì tàbí àwọn ètò pàtó kan. Ìwádìí yìí ń fa ìṣẹ̀dá interferon àti ìṣiṣẹ́ ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jínì àjẹ́sára. Láti yege, àwọn kòkòrò RNA máa ń ṣe àwọn èròjà interferon-antagonist, wọ́n máa ń fi RNA wọn pamọ́ nípasẹ̀ capping àti methylation, tàbí kí wọ́n fi ìyípadà wọn pamọ́ sínú àwọn ibi tí a ti fi membrane ṣe.
Ogun molikula yii n pinnu ipele ti arun ati abajade ikolu. Awọn iyipada kekere ninu awọn amuaradagba alatako ajẹsara le yi agbara ọlọjẹ naa pada lati tan kaakiri tabi fa arun ti o le buru si.
9. Àwọn ìtumọ̀ fún ìtọ́jú, àjẹsára, àti àyẹ̀wò
Ìmọ̀ nípa ìṣẹ̀dá àwọn kòkòrò àrùn RNA ni ìpìlẹ̀ ìṣẹ̀dá tuntun nípa ìṣègùn. Àwọn proteases RdRp àti àwọn kòkòrò àrùn jẹ́ àwọn ibi tí a ń fojú sí oògùn nítorí wọ́n ṣe pàtàkì àti pé wọ́n ṣe pàtó. Ní apá àjẹsára, lílóye àwọn prótíìnì ojú ilẹ̀ àti ìyípadà ìyípadà ṣe pàtàkì fún ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn kòkòrò àrùn tí ó dúró ṣinṣin. Àwọn àyẹ̀wò mókúlà bíi RT-PCR lo òtítọ́ pé RNA ni genome ti kòkòrò àrùn, èyí tí ó nílò ìgbésẹ̀ ìkọ̀wé ìyípadà láti yí RNA padà sí DNA kí ó tó di ìdàgbàsókè.
Ni afikun, abojuto jiini n ran lọwọ lati tọpa itankalẹ awọn ọlọjẹ RNA ati lati ṣawari awọn iyatọ tuntun. Eyi ṣe pataki paapaa fun awọn ọlọjẹ ti o yipada ni kiakia tabi ti o wa ninu ewu ti a le tun pin wọn.
Ipari
Ìmọ̀ nípa àwọn kòkòrò àrùn RNA fi bí àwọn ohun alààyè tí ó rọrùn ṣe lè lo àwọn ọgbọ́n ìgbẹ̀mí tó díjú: wíwọ inú àwọn sẹ́ẹ̀lì, lílo àwọn ribosomes tí wọ́n gbàlejò, ṣíṣe àwòkọ àwọn genome nípasẹ̀ RdRp, yíyípadà kíákíá nípasẹ̀ ìyípadà, àti yíyẹra fún ètò ààbò ara. Òye pípéye nípa àwọn ìlànà wọ̀nyí kìí ṣe pàtàkì fún ìmọ̀ ìpìlẹ̀ nípa virology nìkan, ṣùgbọ́n ó tún fi ìpìlẹ̀ lélẹ̀ fún ìdarí àrùn nípasẹ̀ àwọn àjẹsára, àwọn oògùn ajẹ́sára, àti àwọn ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ ìwádìí òde òní. Pẹ̀lú ewu àwọn àrùn tí ń pọ̀ sí i, ìkẹ́kọ̀ọ́ àwọn kòkòrò àrùn RNA yóò máa jẹ́ pápá tí ó yẹ àti tí ń dàgbàsókè kíákíá.
