גנום הוירוסים - PDF

**גנום הוירוסים** הוירוסים יכולים להיות קצרים עד כ-3.5 אלפי בסיסים ואורכים עד כ-10 בשישית נוקלאוטידים. ככל הנראה הגנום הראשוני היה מורכב ממולקולות של רנא מה שהופך את הווירוסים להיות האורגניזמים היחידים על פני כדור הארץ שהחומר הגנטי שלהם הוא רנא ולא דנא. **ויואידים (Viroids)** הם מולקולות RNA שאינן...

**גנום הוירוסים** הוירוסים יכולים להיות קצרים עד כ-3.5 אלפי בסיסים ואורכים עד כ-10 בשישית נוקלאוטידים. ככל הנראה הגנום הראשוני היה מורכב ממולקולות של רנא מה שהופך את הווירוסים להיות האורגניזמים היחידים על פני כדור הארץ שהחומר הגנטי שלהם הוא רנא ולא דנא. **ויואידים (Viroids)** הם מולקולות RNA שאינן יכולות לשכפל את עצמן ואינן כוללות קפסיד. RNA זה אינו עובר תרגום ומדביק צמחים, תוך התפשטות דרך כלים מכניים, זרעים, אבקה או חרקים. הנחת היסוד היא ש-RNA חיובי הוא הדרך הפשוטה והישירה ביותר להתחלת מחזור השכפול. עם זאת, מגבלות על גודל הגנום הובילו למעבר לגנומים מבוססי DNA. סביר להניח שאנזים רוורס טרנסקריפטאז (RT) מילא תפקיד מפתח בתהליך זה, אך אין בידינו מספיק מידע על אופן התרחשותו. **dsDNA genomes -- גנום מדנא דו-גדילי** גנום מסוג כזה נכנס אל התא, הופך למרנא או שהוא עובר רפליקציה כדי לייצר גנומים נוספים ולבסוף הם נארזים כדי ליצור וירוסים חדשים. יש נגיפי דנא דו-גדיליים מעגליים ששייכים לאותה המשפחה אבל הם בגלל שהם עגולים מתייחסים אליהם כקבוצה נוספת. **ssDNA genomes -- גנום מדנא חד-גדילי** יכול להיות חיובי או שלילי. בתהליך יצירת ווריונים חדשים אין העדפה לאחד מהשניים לכן נמצא גם כאלה וגם כאלה. אין חשיבות לאיזה אחד מהם נוצר כי בכל מקרה הם צריכים להפוך לדו-גדיליים כדי שיהיה אפשר לייצר מרנא. **gapped dsDNA genomes** הוירוס הזה הופך להיות רנא שנארז בתוך הקפסית אבל הוא לא וירוס רנא פשוט כי הוא אורז יחד איתו reverse transcriptaseשהופך את הרנא לדנא דו-גדילי. לעיתים ל- reverse transcriptase נגמרים הנוקלאוטידים לכן מתקבל גנום שהוא דו-גדילי בחלקו. כאשר הוא נכנס בצורה הזאת לגרעין, מערכות מתקנות אותו כך שנוצר ממנו לרנא ומרנא. **dsRNA genomes -- גונם מרנא דו-גדילי** הרנא הוא דו-גדילי לניארי ומחולק לסגמנטים -- בין 8 ל-12 חלקים שכל אחד מהם מקודד למרנא. רנא הזה יתורגם לחלבון או ישתמש כתבנית ליצירה של רנא נוספים. **(+)ssRNA genomes -- רנא חד-גדילי חיובי** מסוגל להיות מתורגם ישירות לחלבון כי הוא מתפקד כמרנא. כדי לייצר מרנא נוספים שייארזו בתוך הקופסית, הוא צריך להפוך לשלילי. **(+)ssRNA genomes with DNA intermediate -- רנא חד-גדילי חיובי מעורב עם דנא**  רנא חד-גדילי הופך לדנא חד-גדילי ולאחר מכן לדנא דו-גדילי שיכול להיות משועתק למרנא ומשם לחלבון או להפוך לרנא חיובי ולהיארז בקופסית. **(-)ssRNA genomes -- רנא רד-גדילי שלילי** הגנום הזה צריך להיות משועתק למרנא כדי לייצר חלבון. בגלל שהם שליליים הם לא מסוגלים להיות מתורגמים ישירות לחלבון ולייצר את האנזימים הדרושים להם. לכן הם צריכים להביא יחד איתם **RdRP** (רנא פולימראז תלוי רנא) כדי לבצע את התהליך הזה. יש וירוסים שיש להם חלקים מעורבבים -- חלק מהרנא הוא שלילי וחלק חיובי. **מבנה של רנא חד-גדילי** מולקולות רנא חד-גדיליות, בעיקר הארוכות יותר, יוצרות ביניהם זיווג בסיסים שגורם להיווצרות של מבנים שניוניים. מבנים אלה יכולים להשפיע על מנגנוני השעתוק והתרגום של הרנא זה כמו גם תהליכים אחרים שמתרחשים בווירוס. למשל האזור הסגול מאותת לחלבוני הקפסיד לארוז את מולקולת הרנא הזו בתוכה. ללא הלופ, הרנא לא היה נכנס לקפסיד. **Segmented genomes** בגלל שבגנום הזה יש גנים שמקודדים על סגמנטים שונים, הם יכולים לעבור אבולוציה בצורה שונה: לא חייבת להתרחש מוטציה ספציפית על גבי הרנא. כלומר, אם תא מודבק על ידי שני וירוסים שהם מעט שונים זה מזה, יכולה להיות היברידיזציה של הגנומים שלהם וכך יכול להיווצר סוג חדש של וירוס שהגנום שלו מורכב בפועל מסוגים שונים של וירוסים מאותה משפחה. תופעה זו נקראת **antigenic shift**. ניתן להנדס גנומים של וירוסים על ידי יצירת מוטציות ב-DNA או ב-RNA, אשר מובילות לשינויים בחומצות האמינו, לתוספות או לשינויים מבניים אחרים. בעבר, הוכנסו מוטציות באופן אקראי באמצעות קרינת UV, כימיקלים וכדומה. כיום, באמצעות הנדסה גנטית של "שיבוטים מדביקים" (infectious clones), ניתן לערוך את ה-DNA של הווירוס, או ייצוג של DNA עבור וירוסי RNA, ולאחר מכן ליצור את הווירוסים מחדש. שיטה מתקדמת זו משמשת לא רק לזיהוי וירוסים במעבדה, אלא גם למגוון יישומים כמו פיתוח וקטורים לטיפול גנטי, טיפולים לסרטן ופיתוח חיסונים. כיום במחקר לעיתים יכולים להחזיר וללמוד על וירוסים ישנים שתקפו את האנושות, בדרך כלל על ידי חפירה של גופות חולים ממקומות קרים. מחקרי "הגברת תפקוד" (GOFR) נועדו לשפר את ההבנה של פתוגנים ואת יכולתם לגרום למגפות, תוך תמיכה בפיתוח חיסונים ואמצעי נגד רפואיים. מחקרים אלו מספקים תובנות על אבולוציית פתוגנים ומסייעים בזיהוי סיכונים לבריאות הציבור. עם זאת, הם מעוררים חששות בטיחות ודורשים בקרה ואחריות גבוהה.