EINZELSTRÄNGIGES DNA-VIRUS: STRUKTUR, REPLIKATION, BEDEUTUNG - BIOLOGIE - 2025

Ein einzelsträngiges DNA-Virus (ssDNA) oder ssDNA („einzelsträngig“) ist eine infektiöse biologische Einheit, deren Genom aus einem einzelnen Strang genomischen Materials besteht, weshalb sie diesen Namen tragen.

Diese Viren zeichnen sich dadurch aus, dass sie während der Virusreplikation keine RNA als klassisches Zwischenprodukt verwenden. Dies sind die Viren, die RNA-Viren (einzel- oder doppelsträngig) oder dsDNA-Viren (doppelsträngig) verwenden.

Quelle: Englischer Wikipedia-Benutzer Graham Beards

Nach der Klassifizierung von David Baltimore gehören diese Viren zur Gruppe II, einschließlich Viren von sehr geringer Größe (bis zu 20 nm), die Bakterien, Pflanzen und Tiere infizieren können.

Struktur

Diese Viren haben eine sehr einfache Struktur. Sie bestehen aus einem Kapsid ohne Beschichtung oder Hülle, das 20 nm nicht überschreitet. Seine Form ist normalerweise kugelförmig mit ikosaedrischer Symmetrie (20-seitiges Polyeder). Jedes Kapsomer, aus dem das Kapsid besteht, hat eine dreieckige Form.

Das Kapsid, das aus einer Reihe von viralen Proteinen besteht, enthält einen einzelnen DNA-Strang (daher ssDNA-Virus), wodurch das Genom geschützt wird, und enthält auch Proteine, die auf die Erkennung von Wirtszellen spezialisiert sind. Darin befinden sich auch Proteine, die mit ssDNA assoziiert sind.

Reproduzieren

Viren erwerben nur dann eine Fortpflanzungs- oder Replikationskapazität, wenn sie in eine Zelle eindringen oder diese infizieren und ihre Replikationsmaschinerie übernehmen. Obwohl letztere ein Genom haben, reicht das genetische Material nicht aus, um sich unabhängig zu replizieren.

In vereinfachter Weise muss das Virus die Wirtszelle veranlassen, alle Komponenten herzustellen, die zur Herstellung weiterer Viren erforderlich sind. Viren mit doppelsträngiger DNA haben Banden mit positiver und negativer Polarität, die sich gegenseitig ergänzen.

In der Zwischenzeit müssen einzelsträngige Viren die Kette entwickeln, die sie zur Replikation benötigen. Dies bedeutet, dass vor der Synthese der mRNA für diese Viren eine komplementäre DNA-Bande synthetisiert werden muss, bei der es sich häufig um die negative Bande (-) handelt, da das RNA-Polymerase-Protein nur doppelsträngige DNA (dsDNA) verwendet.

Letzteres wird von diesen Viren bei der Replikation verwendet und ist auch ein Vermittler bei der Transkription, bei der der negative Strang der dsDNA in virale mRNA transkribiert wird. Die Synthese doppelsträngiger DNA und die anschließende Transkription wird durch zelluläre Enzyme und in einigen Fällen durch die Beteiligung einiger Proteine ​​viraler Natur vermittelt.

Arten von einzelsträngigen DNA-Viren

Die meisten Viren mit einem einzelsträngigen Genom (ssDNA / ssDNA) haben eine + Polarität. Dies bedeutet, dass die DNA-Kette eine positive Polarität (+) aufweist, wenn sie in vererbbares Material innerhalb des Virions verpackt wird.

Manchmal ist jedoch die negative DNA-Bande im Virus verpackt und weist somit eine negative Polarität (-) auf.

In den obigen Fällen eignet sich das Virus die zelluläre Replikationsmaschinerie an, um den komplementären Strang zu synthetisieren und dann mRNA zu synthetisieren und zu replizieren.

In anderen weniger häufigen Fällen hat das virale Genom eine +/- Polarität, was darauf hinweist, dass es sich um eine Double-Sense-Kette handelt, in der die eine oder andere komplementäre Kette synthetisiert werden kann.

SsDNA-Bakteriophage

Bakteriophagen der Ff-Familie (oder filamentöse Phagen), einschließlich der Phagen f1, fd und Phagen M13, sind bakteriellen Pili sehr ähnlich, die ein einzelnes kreisförmiges einzelsträngiges DNA-Molekül enthalten.

Andererseits hat der Phage phi-x174 auch ssDNA als Genom. Dieses winzige Virus mit einem Durchmesser von nur 25 nm ist um ein Vielfaches kleiner als die dünnste Zellmembran. Es enthält nur 5386 Nukleotide, die nur für elf Proteine ​​kodieren, die einen Teil seiner Struktur ausmachen.

Einzelsträngige DNA-Viren in Pflanzen

Im Pflanzenreich gibt es auch eine Vielzahl von Krankheiten, die durch dieses Virus verursacht werden. Im Allgemeinen gehören diese ssDNA-Viren hauptsächlich zu den Familien Geminiviridae und Nanoviridae, die mehrere Krankheiten verursachen, die von pflanzengesundheitlicher Bedeutung sind.

Vektoren sind immer Insekten, die die Pflanze als Nahrungsquelle nutzen. Unter diesen Krankheiten können wir das Chlorosevirus in Kichererbsen und Maisstreifen erwähnen, die Heuschrecken als Hauptvektor haben. In beiden Fällen gehört das Virus zur Gattung Mastrevirus.

Andere Beispiele sind das chinesische Tomatenvirus, das infolge einer Infektion mit dem Begomovirus verursacht wird, dessen Vektor Weiße Fliegen (Aleyrodidae) sind, und das nekrotische Blatt in Bohnen, die vom Nanovirus produziert werden und hauptsächlich Hülsenfrüchte betreffen.

Einige medizinisch wichtige einzelsträngige DNA-Viren

Es gibt mehrere Viren von medizinischer Bedeutung für den Menschen, deren Genom aus einzelsträngiger DNA besteht. Einige ssDNA-Viren, die den Menschen betreffen, sind Viren der Parvoviridae-Familie wie Parvovirus und Bocavirus.

Parvovirus B19

Das Parvovirus ist ein kleines Virus (zwischen 18 und 26 nm) mit einer nackten ikosaedrischen Kapsel (ohne Hülle) und einem mukokettigen Genom, das einen negativen oder positiven Sinn haben kann (- / +). Für seine Replikation ist das Vorhandensein wachsender Zellen oder eines Adjuvansvirus (abhängiges Virus) erforderlich.

Die Hypothesen über seine Replikation deuten darauf hin, dass es, sobald es in der Wirtszelle internalisiert ist, sein Genom so auf den Kern überträgt, dass die einzelsträngige DNA durch die Replikationsfaktoren des Wirts sowie durch DNA-Polymerasen, die nur in den Wirtszellen existieren, doppelsträngig wird. wachsende Zellen.

Die Symptome dieser Viruserkrankung sind normalerweise nicht gefährlich, betreffen hauptsächlich Kinder und verursachen die sogenannte "fünfte Krankheit". Die charakteristischsten Symptome sind das Auftreten einer spürbaren Rötung der Wangen, eine verstopfte Nase, niedriges Fieber, Muskelschmerzen und Kopfschmerzen (typische Merkmale der Erkältung).

Obwohl dies nicht schwerwiegend ist, kann es bei Patienten mit chronischer hämolytischer Anämie zu Episoden einer aplastischen Krise und bei Erwachsenen zu akuter Polyarthritis kommen.

In den Fällen, in denen das Virus eine Frau während der Schwangerschaft befällt, kann es eine als „Hydrops fetalis“ bekannte Erkrankung verursachen, die zum Tod des Fötus führt.

Bocavirus

Bocavirus ist auch ein kürzlich entdecktes einzelsträngiges DNA-Virus. Bei Kindern kann es zu einer akuten Atemwegserkrankung kommen, die oft kompliziert und schwerwiegend ist. Bei Patienten unter zwei Jahren kann das Bocavirus eine Bronchiolitis verursachen, bei der das Keuchen und die Virämie über mehrere Tage andauern. Es wurde nur ein tödlicher Fall registriert.

Die Übertragung dieses Virus wurde im Allgemeinen mit Sekreten aus den Atemwegen in Verbindung gebracht.

Adeno-assoziierte Viren

Dies sind die Viren der Gattung Dependovirus. Diese infizieren normalerweise Menschen, können sich jedoch nur mit Hilfe eines Adjuvans, das normalerweise ein Adenovirus ist, vermehren. Diese Viren verursachen an sich keine Krankheit und verändern die Auswirkungen einer Infektion mit einem Adenovirus nicht.

Indem diese Eigenschaften zusammen mit der Eigenschaft der Integration in die Chromosomen des Wirts vorliegen, haben sie es Adeno-assoziierten Viren, die genetisch verändert wurden, ermöglicht, ausgezeichnete Kandidaten für Genersatztherapien zu sein.

Andere Viren der Familie der Parvoviridae mit einzelsträngiger DNA betreffen nur bestimmte zoologische Gruppen. Densoviren infizieren beispielsweise hauptsächlich Insekten.

Verweise

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