Chapter 7: DNA Repair and Recombination

Back to chapter

7.13:

الفيروس المرتد

JoVE Core
Molecular Biology

This content is Free Access.

JoVE Core Molecular Biology

Retroviruses

Previous Video
7.12: DNA-only Transposons

Next Video
7.14: LTR Retrotransposons

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

تبديل الموضع الجينى يستخدم على نطاق واسع من قبل مجموعة متنوعة من مسببات الأمراض لإختطاف جينوم الخلية المضيفة. واحدة من فئات مسببات الأمراض الفتاكة التي تستخدم هذه العملية تسمى الفيروسات الإرتجاعية. خارج خلية المضيف الفيروس الإرتجاعي يكون موجود كمغلف دهني غلاف بروتينى أساسي أو قفيصة 00:00:21.380 00:00:24.590 يحتوي القفيصة على بروتين فيروسي وإنزيمات وجينوم الحمض النووي الريبي الثنائى الوحدة الذى يشفر 00:00:28.580 00:00:30.510 ثلاثة أنواع بروتينات رئيسية.الأول هم انتجين محدد بالمجموعة أو جاج بروتينات الذى يكوّن التركيب الأساسي للجسيم الفيروسي. المجموعة الثانية ترمز للبروتينات الغلاف التي تميّز مستقبلات سطح خلية مضيفة محددة وتمكّن الربط بها. أخيرًا يشمل الجينات و بروتينات تشفير متضمنة إنزيم النسخ العكسي 00:00:53.150 00:00:57.810 إنزيم انتجراز و آر إن أيز إتش.عند إصابة خلية فإن الفيروسات الإرتجاعية 00:01:00.300 00:01:04.150 تدمج غلافها الدهني مع غشاء الخلية المضيفة. بمجرد دخولها الخلية فإنه يتم فقدان المغلف البروتين 00:01:07.860 00:01:10.080 وانزيم النسخ العكسي الفيروسي 00:01:10.080 00:01:12.750 ينسخ الحمض النووي الريبي الجينومي الفيروسي إلى دى إن إيه أحادى الشريط الذي يرتبط 00:01:16.050 00:01:21.190 بالآر إن أيه الفيروسي كثنائى مزدوج دى إن أيه آر إن أيه بعد ذلك, آر إن أياز إتش يحلل آر إن إيه القالب 00:01:24.700 00:01:27.250 وإنزيم النسخ العكسى ترانسكريبتاز يُخلّق شريط الدى إن إيه التكميلى منتجا نسخة دى إن إيه مزدوجة الشريط من الجينوم الفيروسي المعروف بإسم دى إن أيه بروفيروس 00:01:37.190 00:01:42.460 بعد ذلك الأنزيم الفيروسي الدامج يشق الحمض النووي المضيف ويرفق البروفيرال دى إن ايه بالحمض النووي في جينوم المضيف. 00:01:47.470 00:01:53.340 يمكن تصنيف الفيروسات الإرتجاعية على أنها داخلية أو خارجية.الفيروسات الإرتجاعية الداخلية تكون غير مسببة للأمراض 00:01:56.790 00:02:01.020 باقية في الخلية كعنصر قابل للنقل غير ضار. 00:02:01.020 00:02:05.280 يحتوي الجينوم البشري بين 100 و 1000 نسخة من هذه الفيروسات. المجموعة الثانية الفيروسات الإرتجاعية الخارجية أو الفيروسات الخارجية تكون مسببات للأمراض.يدخلون الخلية ويستغلون آلات تضاعف الخلية المضيفة و الترجمة لخلق المزيد من نسخ الفيروس وإنتاج بروتينات مشفرة للفيروس أمثلة معروفة على هذه تشمل فيروس الإيدز ابيضاض الدم في الخلايا التائية والتهاب الكبد ب.

7.13:

الفيروس المرتد

تقوم كل من الفيروسات القهقرية واللينقولات العكسية بإدخال نسخ من عناصرها الجينية في جينوم الخلية المضيفة. وهكذا، يتم تمرير الجينات الفيروسية عند تكرار جينوم المضيف أو ترجمته. يحتوي تسلسل الحمض النووي الفيروسي النموذجي على 3-4 جينات ترميز البروتينات المختلفة المطلوبة لتجميعها الهيكلي ووظيفتها كطفيلي جزيئي. يتم نسخ هذا الحمض النووي إلى mRNA واحد، وهو مشابه جداً في هيكله لـ mRNAs التقليدية، أي أنه متوج عند الطرف 5&#8217؛ وله تذييل في طرفه بعديد الأدينيلات 3&#8217؛. وهكذا، فإن الريبوسوم للخلية المضيفة يترجم mRNA الفيروسي إلى سلسلة واحدة من البروتينات المتعددة. بعض الفيروسات القهقرية تستخدم البروتياز المشفر بالفيروس لمعالجة هذه السلسلة المفردة إلى البروتينات اللازمة لتجميع الفيروس. يتم بعد ذلك حزم mRNA في قلب مع بروتينات gag، مغلفة ببروتينات قفيصة. لإطلاق الفيروس من الخلية، يتم قرص جزء من طبقة الدهون ثنائية غشاء الخلية المضيفة لتشكيل الغلاف الخارجي للفيروس. ثم يتم إطلاق جزيئات الفيروس المجمعة لمواصلة دورة العدوى.

الأحداث الشبيهة بالتبديل في دورة حياة الفيروسات القهقرية ليست مصادفة. يُقترح أن تكون الفيروسات القهقرية الحالية قد تطورت من الفيروس الرغوي، وهو سلالة قديمة من الفيروسات القهقرية التي عاشت في المحيط. احتوت الفقاريات مثل الأسماك على الينقولات العكسية للجينات المشفرة لبروتينات الغلاف التي تلتقط الفيروسات الرغوية.

توجد علاقة وثيقة بين الينقولات العكسية والفيروسات القهقرية حتى اليوم. العامل الرئيسي الذي يميز الاثنين هو أنه على الرغم من أن اللينقولات العكسية يمكن أن تشكل بروتينات قفيصة، إلا أنها لا تستطيع تصنيع المغلفات الفيروسية. لذلك، لا تتشكل جزيئات فيروسية ناضجة، ولا يمكن نقل الينقولات العكسية أفقياً من خلية إلى أخرى.

كشف تسلسل الجينوم البشري أن 8٪ من الجينوم البشري يحتوي على عناصر الفيروسات القهقرية، على الرغم من أنها في حالة كامنة. تعتبر هذه العناصر &#8220؛حفريات&#8221؛ للفيروسات القهقرية القديمة وهي مفيدة للغاية في فهم ليس فقط تطور الفيروس ولكن أيضاً تطور الفقاريات.

Suggested Reading

Krebs, Jocelyn E., Elliott S. Goldstein, and Stephen T. Kilpatrick. Lewin's genes X. Jones & Bartlett Publishers, 2009.
Aiewsakun, Pakorn, and Aris Katzourakis. "Marine origin of retroviruses in the early Palaeozoic Era." Nature communications 8 (2017): 13954.