Virüslerin Memeli Hücrelerinde Santral Dogma, Organeller ve Hücre İçi Transport Üzerindeki Etkileri, Virüsler Hücreleri Nasıl Etkiler?

Virüslerin çoğalabilmeleri için canlı hücreye gereksinimleri vardır. Çoğalabilmek için, içine girdikleri hücrenin sentez mekanizmasını, enerjisini ve kimyasal maddelerini kullanırlar. Konak hücreye kendi kendilerini sentezletmek işlemine dayalı olan bu çoğalma şekline “replikasyon” denir. Replikasyon olayı aşamalar halinde incelenir;

Adsorbsiyon : Viral partikül konak hücre membranına bağlanır.
Penetrasyon : Viral nükleik asit (DNA ya da RNA) konak hücre sitoplazması içine girer.
Eklipse (Replikasyon) : Viral bileşenler oluşturulmaya başlar. Bu dönemde virüs hastalık yapma özelliğini kaybeder.

Olgun virionların oluşumu : Sentezlenen viral bileşenler bir araya gelir ve virüs enfeksiyon yapabilir hale gelir.
Enfekte hücreyi terk : Zarflı virüsler hücreyi parçalamadan çıkarlarken zarfsız virüsler hücreyi parçalayarak dışarı çıkarlar.

Virüsler önce konak hücrenin sitoplazmik zarına ve her virüs için özgül olan algaçlara yapışırlar. Enfekte edilecek hücrenin önce yüzeyine tutunma ve sonra da hücre içine alınması işlemine “viropeksis” adı verilir.

Zarfsız virüsler kapsidleri aracılığı ile konak hücreye yapışırlar. Pinositoza benzer bir olayla hücre zarında bir torbacık içerisine alındıktan sonra sitoplazmaya girerler. Burada kapsidlerinden ayrılan virüs nükleik asitleri serbest kalır. Zarflı virüslerde ise, virüs zarfı peplomerler aracılığı ile hücre zarına tutunur ve virion hücre zarından füzyon yolu ile sitoplazmaya girer.

Virüslerde 3 tip RNA bulunabilir:

Pozitif(+)iplikli RNA
Pozitif(+)iplikli RNA
Pozitif(+)iplikli RNA

Pozitif (+) iplikli RNA:

Pozitif iplikli RNA, mRNA‘ya benzer. Pozitif iplikli bir RNA virüsü hücre içine girdiğinde RNA’sı konak hücre ribozomu tarafından hemen proteinlere transle edilebilir.

Negatif (-) iplikli RNA:

Negatif iplikli bir RNA virüsü, hücre içine girdiği zaman konak hücre ribozomu tarafından hemen proteinlere transle edilemez. Önce pozitif iplikli bir RNA’ya (mRNA gibi) transkripte edilmelidir. Bunu yapmak için negatif iplikli RNA virüsleri, kapsidleri içinde negatif ipliği pozitif ipliğe çevirecek RNA bağımlı RNA polimeraz isimli bir enzim taşırlar.

İnsan hücrelerinde RNA bağımlı RNA polimeraz enzimi yoktur. Bu enzimi negatif iplikli virüsler kendileri taşır.

Retrovirüs RNA’sı:

Retrovirüsler, sonradan keşfedilen, özel bir virüs grubudur. Çünkü bu virüsler, ters transkripsiyon adı verilen bir mekanizmaya sahiptirler. Normalde uzun yıllar, DNA’nın RNA’dan sentezlenemeyeceği düşünülmekteydi. DNA’nın RNA’yı, RNA’nın da proteinleri ürettiği biliniyor ve bu sistemin tersine çalışamayacağı düşünülüyordu. Buna, Santral Dogma adı verilmişti. Ancak sonradan keşfedilen Retrovirüsler ailesinin, ters (retro) transkriptaz isimli bir enzim sayesinde RNA’dan DNA sentezleyebildikleri tespit edildi ve bu dogma yıkılmış oldu. Ancak bu mekanizma, oldukça aksak ve sorunlu bir mekanizmadır. Süreç içerisinde bolca hataya açıktır ve bu sebeple, retrovirüsler çok hızlı evrim geçirebilirler. Aslında bu, büyük bir evrimsel başarı sağlar. Çünkü RNA gibi görece küçük bir molekülden DNA yaparken son derece fazla mutasyon gerçekleşiyor. Dolayısıyla mutasyon oranı diğer virüslerden çok fazla olur ve kısa bir sürede daha fazla mutasyon birikimi gerçekleşir.

Virüsler Hücre Organellerini Nasıl Etkiler?

Hücre çekirdeğinde en sık gözlenen morfolojik değişiklik, çekirdek zarının bozulması ve çekirdeğin parçalanmasıdır. Birçok virüs nükleolin, B 23 gibi nükleolar proteinlerin relokalizasyonu ve tüketimine neden olmakla birlikte, nükleolar PML (promiyelositik lösemi proteini)-NB’deki değişiklikler de gözlemlenmektedir.

Viral enfeksiyonlardan kaynaklanan bir başka önemli değişiklik, konak hücrede nükleostoplazmik trafiğin bozulmasıdır.

Yine viral enfeksiyon sebebi ile endoplazmik retikulumda tekli membran tübüllerinin ve çift membran veziküllerinin (DVM) oluşumu, fermuarlı görünüm gibi morfolojik değişimler görülür. Virüsler ayrıca translasyon mekanizmasına müdahale ederek, UPR (katlanmamış protein yanıtı) ve ERAD (Endoplazmik-retikulum ile ilişkili protein yıkımı) gibi endoplazmik retikulum stresine sebep olurlar.

Peroksizomların konak hücrede virüsler için elverişli bölümler olduğu bilinmektedir. Bazı hücre tiplerinde “derinden modifiye edilmiş peroksizomlar” veya “peroksizomdan türetilmiş multiveziküler gövdeler” adı verilen veziküler yapı değişiklikleri görülür. Diğer morfolojik değişiklikler arasında parçalanma, bozulma ve peroksizom sayısında değişiklikler olur.

Golgi aygıtının çeşitli morfolojik değişiklikleri bozulma, parçalanma, zarların sahte dairesel ve pleomorfik yapılara deformasyonu, vezikül oluşumu, golgi aparatı ve endoplazmik retikulumun birleşmesi şeklinde görülür. Birkaç viral protein de golgi gövdesine lokalize olur ve translasyon sonrası modifikasyona uğrayarak olgunlaşır.

Virüs enfeksiyonlarının sonucu olarak hücre içi büyük koful oluşumu,vakuolar zarın tübülasyonu ve asidifikasyonu görülür. Lipit sayısında azalma ve organel büyüklüklerinde ise artma olur. Lipid damlacıklarındaki bir başka önemli değişiklik, trigliserit seviyesinin azalmasıdır.

Hücrede kalsiyum homeostazisi kaybı, ROS (reaktif oksijen türleri) dengesizliği , MMP üzerindeki etki ve mitokondriyal DNA’nın bozulması mitokondride fonksiyon bozukluklarına neden olan virüs kaynaklı değişikliklerdir.

İlgili içerikler:

Sağlık, ilaçlar, bitkiler ve daha birçok eşsiz konu üzerine güncel makalelerimizden haberdar olmak için sosyal medya hesaplarımızı takip etmeyi unutmayın.