Retrovirüsler

 

Doğa Bahçeci - Moleküler Biyoloji ve Genetik,  Doğu Akdeniz Üniversitesi, Kıbrıs

Virüsler Hakkında Genel Bilgi

 

Virüsler hücre değildir. Canlı (konakçı) bir hücreden bağımsız olarak çoğalamayan biyolojik parçacıklardır. Virüs partikülü (virion), bir virüsün hücre dışı formudur. Konakçının dışında bulunur ve bir konak hücreden diğerine iletimi kolaylaştırır. Replikasyon/üreme sadece enfeksiyon (konakçı hücreye giriş) üzerine gerçekleşir [1, 2].

                                     Şekil 1: Virüslerin Yapısı: Zarflı ve zarfsız Virüsler [1].

Virüs yapısında kapsid adı verilen ve virüsün genomunu çevreleyen protein kılıfı bulunmaktadır.bu protein kılıfı visrüs genomuyla birlikte nükleokapsid olarak da adlandırılırlar. Zarflı virüs denilen ve genellikle hayvan virüsü olan virüslerde ise fosfolipitten oluşan bir dış tabaka ve viral proteinler bulunmaktadır. Virüs genomu DNA veya RNA’dan oluşmaktadır. Bu genom lineer ya da küresel, tek ya da çift sarmallı olabilir. Genom tek sarmallı ise plus-sense (mRNA ile aynı) ya da minus-sense (mRNA’yı tanımlayıcı) şeklinde olabilir [1, 2].

 

Virüslerin Sınıflandırılması

 

Virüsler hem canlı hem cansız olarak sınıflandırılırlar. Virüsler, bulaştırdıkları konaklara göre sınıflandırılabilir: bakteriyel virüsler (bakteriyofajlar; model sistemler), arke virüsleri, hayvan virüsleri (kapsamlı olarak incelenmiştir), bitki virüsleri (daha az çalışılmış), ve diğer virüsler [2, 3].

Şekil 2: Balmore Şemasına göre Virüslerin Sınıflandırılması [1].

Baltimore Şeması

 

Baltimore Şeması genomun mRNA ile ilişkisine dayanan yedi sınıf içermektedir. Birinci sınıfta iki sarmalla DNA virüsleri bulunmaktadır. Phage T4, bu virüslere örnek olarak gösterilebilir. İkinci sınıfta tek sarmallı plus strand (artı sarmal) DNA’lar bulunmaktadır ve sentez için minus strand (eksi sarmal) formuna sentezlenirler. Parvovirüs bu virüslere örnek olarak gösterilebilir. Yedinci sınıf çift sarmallı DNA virüsleridir. Reverse transcriptase enzimini kullanarak ters transkripsiyon yapabilirler. Hepatit B, bu virüslere örnek olarak gösterilebilir [2].

 

Kalan sınıfları RNA virüsleri oluşturmaktadır. RNA polymeraz DNA şablonuna ihtiyaç duyar. Bu yüzden RNA virüsleri ya virionun içinde replikasyone uğramalıdır ya da RNA replikaz enzimi kodlamalıdır. Üçüncü sınıfta çift sarmallı RNA virüsü bulunmaktadır ve Rotavirüs örnek gösterilebilir. Dördüncü sınıf tek sarmallı, genomu mRNA olan virüslerdir bu yüzden direkt olarak kullanılabilirler. Pollovirüs bu virüslere örnek olarak gösterilebilir. Beşinci sınıfta tek sarmallı RNA virüsleri bulunmaktadır. RNA replikaz bu sınıfta mRNA olarak kullanmak için plus strand RNA yaparken minus strand sarmallar için şablon oluşturur. Influenza virüsü bu sınıfa üyedir [2].

 

Altıncı sınıf ise bu yazının ana konusu olan retrovirüslerdir. Plus strand tek sarmallı RNA virüsleridirler. DNA ile çoğalırlar. Reverse transcriptase enzimi ile ters replikasyon işlemi gerçekleştirilir ve RNA’dan DNA üretilerek bulaş sağlanır. Human immunodeficiency virus (HIV) örnek olarak gösterilebilir [2].

Şekil 3: Retro virüs ve Retro virüs genleri [1].

Retro virüsler

 

            DNA ile çoğalan virüslere retro virüs denir. Retro virüsler zarflıdırlar. reverse transcriptase, integrase, ve protease enzimlerini içerirler. Reverse transcriptase enzimi RNA’daki bilgileri DNA’ya kopyalar [2, 4].

 

            Retro virüslerin eşsiz bir genomu vardır. İki tane özdeş plus strand RNA içeriler. Belirli genler de içermektedirler. Bu genler gag, pol, ve envdirler. Gag geni yapısal proteinleri kodlar. Pol geni reverse transcriptase, ve integrase enzimlerini kopyalar. Env geni ise zarflı proteinleri kodlamaktadır [2, 4].

 

Retro Virüsün Replikasyon Süreci

Şekil 4: Retro virüs Replikasyonu [1].

Retro virüs hücreye gireceği zaman ilk olarak zarfından kurtulur ve tek sarmallı RNA hücre zarından içeriye girer. Nükleokapsidde reverse transcriptase enzimi yardımıyla viral RNA’nın ters replikasyonu başlar. Öncelikle tek sarmallı DNA oluşur. Reverse transcriptase bu tek sarmallı DNA’yı kullanarak çift sarmallı bir DNA oluşturur. Viral çift sarmallı DNA integrase enzimi yardımıyla hücrenin çekirdeğine giriş yapar. Viral DNA integrase enzimi sayesinde konakçı DNA’sına süresiz entegre olur. Replikasiyon gerçekleşir. Oluşan DNA virüs genomu da içerdiği için viral DNA olarak sınıflandırılır.  Transkripsiyon ile viral RNA oluşturulur. Translasyon ile de yeni retro virüsler oluşur ve hücreden dışarı salgılanır [2, 4].

 

            Enfeksiyon eğer virülan (litik) enfeksiyon ise yeni retrovirüsler oluştuktan sonra asıl hücre öldürülür. Lizojenik enfeksiyonda ise viral genom, konak genomunun bir parçası haline geldiği için genetik olarak değiştirilmiş konak hücre hayatına devam eder [2, 4].

 

Referanslar

Yazı Referansları

1.      Agut, H., Fillet, A. M., & Calvez, V. (1997). [What is a virus?]. La Revue Du Praticien, 47(6), 602–607. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9183933/

2.      Madigan, Bender, Buckley, Sattley & Stahl, Brock Biology of Microorganisms, Global Edition, 15th Edition | Pearson. (n.d.). Www.pearson.com. Retrieved January 14, 2022, from https://www.pearson.com/uk/educators/higher-education-educators/program/Madigan-Brock-Biology-of-Microorganisms-Global-Edition-15th-Edition/PGM1985359.html

3.      Gelderblom, H. R. (1996). Structure and Classification of Viruses. Nih.gov; University of Texas Medical Branch at Galveston. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8174/

4.      Retrovirus. (n.d.). Genome.gov. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Retrovirus#:~:text=A%20retrovirus%20is%20a%20virus

Şekil  Referansı

1.      Madigan, Bender, Buckley, Sattley & Stahl, Brock Biology of Microorganisms, Global Edition, 15th Edition | Pearson. (n.d.). Www.pearson.com. Retrieved January 14, 2022, from https://www.pearson.com/uk/educators/higher-education-educators/program/Madigan-Brock-Biology-of-Microorganisms-Global-Edition-15th-Edition/PGM1985359.html