Οι ιοί και το γενετικό τους προφίλ (Μέρος Α’)

ιοί

Οι ιοί είναι γενετικά στοιχεία που αντιγράφονται μεν ανεξάρτητα από τα χρωμοσώματα των κυττάρων, αλλά που εξαρτώνται από αυτά καθαυτά τα κύτταρα που μολύνουν.

Για να πολλαπλασιαστεί ένας ιός πρέπει πρώτα να εισχωρήσει σε εκείνο το είδος κυττάρου στο οποίο θα έχει τη δυνατότητα να αντιγραφεί. Ένα τέτοιο κύτταρο λέγεται κύτταρο-ξενιστής. Οι ιοί χαρακτηρίζονται επίσης από μια ώριμη, μολυσματική μορφή που τυπικά είναι εξωκυτταρική.

Οι ιοί, όπως τα πλασμίδια και διάφορα άλλα γενετικά στοιχεία, εκμεταλλεύονται τον μεταβολικό μηχανισμό που κωδικεύεται από τα χρωμοσώματα των ξενιστικών κυττάρων. Όπως και τα διάφορα άλλα γενετικά στοιχεία, οι ιοί μπορούν να προσδώσουν σημαντικές νέες ιδιότητες στο ξενιστικό κύτταρο. Αυτές οι ιδιότητες κληρονομούνται κατά τη διαίρεση του ξενιστικού κυττάρου, σε όσα βεβαίως από τα θυγατρικά κύτταρα κληρονομήσουν το ιικό γονιδίωμα. Κατά κανόνα, οι προκαλούμενες μεταβολές δεν είναι επιβλαβείς αντίθετα, μπορεί να είναι και ωφέλιμες. Σε αντίθεση όμως με τα άλλα γενετικά στοιχεία π.χ. με τα πλασμίδια, οι ιοί έχουν και μια εξωκυτταρική μορφή (ιόσωμα). Αυτή η δομή τους επιτρέπει να μεταδίδονται εύκολα από το ένα ξενιστικό κύτταρο στο άλλο. Η εξωκυτταρική μορφή δίνει τη δυνατότητα σε ορισμένους ιούς να πολλαπλασιάζονται και να προκαλούν την καταστροφή του ξενιστικού κυττάρου.

Το γεγονός ότι ορισμένοι ιοί είναι φορείς ασθενειών οφείλεται σε αυτό ακριβώς το καταστροφικό είδος αντιγραφής. Σε πολλές περιπτώσεις, το αν ένας ιός προκαλέσει ασθένεια ή απλώς μια κληρονομήσιμη μεταβολή εξαρτάται από το ίδιο το κύτταρο του ξενιστή και τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Επειδή οι ιοί διαθέτουν εξωκυτταρική μορφή σε κάποια από τις φάσεις της ζωής τους, ορισμένοι τους αποκαλούν «ζωντανούς οργανισμούς». Χωρίς τα κύτταρα μέσα στα οποία θα πολλαπλασιαστούν, οι ιοί δεν μπορούν να υπάρξουν.

Οι ιοί συγκαταλέγονται στους πολυπληθέστερους «μικροοργανισμούς» του πλανήτη και μπορούν να μολύνουν κάθε είδος κυτταρικού οργανισμού.

Επομένως, και μόνο από αυτή την άποψη, παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον ως αντικείμενο μελέτης. Πέρα από αυτό, όμως, οι ιοί μελετώνται για ό,τι μπορούν να μας μάθουν σχετικά με τη γενετική και τη βιοχημεία του κυτταρικού μεταβολισμού, καθώς και σε ορισμένες περιπτώσεις για την εξέλιξη διαφόρων ασθενειών.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Οι ιοί μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τους ξενιστές τους οποίους μολύνουν. Κατά συνέπεια υπάρχουν ιοί ζώων, ιοί φυτών, ιοί Αρχαίων και ιοί βακτηρίων. Οι ιοί είναι μικρότεροι από τα κύτταρα και το μέγεθος τους κυμαίνεται μεταξύ 0,02 και 0,3 μm. Η διάμετρος του ιού της ευλογιάς, ενός από τους μεγαλύτερους ιούς, είναι περίπου 200 nm ενώ η διάμετρος του ιού της πολιομυελίτιδας, ενός από τους μικρότερους ιούς, είναι μόλις 28 nm.

Οι ιοί μπορούν να περιέχουν είτε RNA είτε DNA και ανάλογα με τον ιό, το νουκλεϊκό οξύ μπορεί να είναι είτε μονόκλωνο είτε δίκλωνο.

Το γονιδίωμα των ιών είναι μικρότερο από εκείνο των περισσότερων κυττάρων. Το μεγαλύτερο ιικό γονιδίωμα, έχει μέγεθος 670 κιλοβάσεις ζευγών και ανήκει στο βακτηριοφάγο G. Αυτός ο ιός μολύνει τον Bacillus megaterium. Το νουκλεϊκό οξύ των ιοσωμάτων βρίσκεται πάντοτε στο εσωτερικό και περιβάλλεται από ένα πρωτεϊνικό κάλυμμα που λέγεται καψίδιο. Εναλλακτικά  χρησιμοποιείται και ο όρος κάλυμμα. Το πρωτεϊνικό κάλυμμα αποτελείται από δομικές υπομονάδες, πρωτεϊνικά μόρια που διατάσσονται γύρω από το νουκλεϊκό οξύ με μεγάλη ακρίβεια και σε αυστηρά επαναλαμβανόμενα πρότυπα.

Το καψίδιο μερικών ιών αποτελείται από ένα μόνο είδος πρωτεΐνης. Στους περισσότερους όμως υπάρχουν διάφορες χημικά διακριτές δομικές υπομονάδες. Αυτές συνδέονται μεταξύ τους με συγκεκριμένο τρόπο και σχηματίζουν μεγαλύτερες διατάξεις που λέγονται καψομερή.

οί
Πηγή εικόνας: mistry07.wordpress.com

Η πληροφορία για την ορθή διάταξη των δομικών υπομονάδων ενός καψομερούς περιέχεται στην ίδια τη δομή των πρωτεϊνών. Για αυτό και όλη η διαδικασία συγκρότησης ενός καψομερούς λέγεται αυτοσυγκρότηση. Σε πολλούς ιούς η διαδικασία αυτοσυγκρότητσης υποβοηθείται από τους μοριακούς συνοδούς. Οι μοριακοί συνοδοί είναι πρωτεΐνες που βοηθούν στην αναδίπλωση και την τελική συγκρότηση του καψομερούς. Παρόλα αυτά δεν συμμετέχουν οι ίδιες στην τελική δομή του. Το πλήρες σύμπλοκο του νουκλεϊκού οξέος και της πρωτεΐνης που συσκευάζονται στο ίδιο ιόσωμα λέγεται νουκλεοκαψίδιο.

Μέσα στο ιόσωμα συνήθως υπάρχουν ανάλογα με τον ιό ένα ή περισσότερα ειδικά ένζυμα.

Στο Μέρος Β’ θα αναφερθούν αυτά τα ένζυμα που συμμετέχουν στη διαδικασία της μόλυνσης και της αντιγραφής.

Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Αρετή Λύτα

Σπούδασα στο τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας και πλέον είμαι μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο τμήμα της Φαρμακευτικής. Το πάθος μου για την Επιστήμη και την Αρθρογραφία με οδήγησαν στο MaxMag.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;