جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى الطفرة، وشبه النوع، والانجراف والإزاحة؟

تعريف 13.7 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 13 — علم الفيروسات

البوليميرازات المعتمدة على RNA والناسخات العكسية لا تدقيق لها، وتطفر فيروسات RNA بمعدل 10410^{-4} إلى 10610^{-6} لكل نوكليوتيد في كل تضاعف — أي ألف إلى مليون ضعف معدل مضيفاتها — فتكون جمهرة فيروس RNA سحابة من الجينومات القريبة، هي شبه النوع، يحضر فيها كل طافر نقطي مفرد في كل حين إذا كانت الجمهرة كبيرة. والانتقاء بالأجسام المضادة يقود الانجراف المستضدي: فبروتينات سطح الإنفلونزا تتراكم فيها التبديلات سنةً بعد سنة، و تحمي مناعة العام الماضي أقل في كل موسم. أما الإزاحة المستضدية فقفزة: إذ يمكن إعادة توزيع جينوم مجزأ (وللإنفلونزا ثماني قطع من RNA) حين تخمج سلالتان خلية واحدة، والقطعة التي تشفّر راصة دموية من فيروس طير أو خنزير، ولا مناعة لأي إنسان تجاهها، تنتج جائحة — في 1918 و1957 و1968 و2009. وإعادة التركيب داخل جينوم تفعل الشيء نفسه في الفيروسات غير المجزأة، وفيروسات كورونا تعيد التركيب بحرية. ومعظم الفيروسات البشرية الجديدة أمراض حيوانية المصدر، تعبر من مستودع حيواني — الخفافيش لفيروسات كورونا والإيبولا والكلَب؛ والطيور والخنازير للإنفلونزا؛ والرئيسيات لفيروس HIV — والعبور مسألةُ بضع طفرات في بروتين رابط لمستقبل عادةً.

طريقان يفلت بهما فيروس الإنفلونزا من المناعة. الانجراف: تتراكم الطفرات في الأشواك تدريجيًا. والإزاحة: سلالتان في خلية واحدة تتبادلان قطع جينوم كاملة، فيظهر بروتين شوكة جديد على البشر دفعةً واحدة.
طريقان يفلت بهما فيروس الإنفلونزا من المناعة. الانجراف: تتراكم الطفرات في الأشواك تدريجيًا. والإزاحة: سلالتان في خلية واحدة تتبادلان قطع جينوم كاملة، فيظهر بروتين شوكة جديد على البشر دفعةً واحدة.

أمثلة

مثال 13.9 (لماذا احتاج HIV إلى ثلاثة أدوية)

تخطئ ناسخة HIV العكسية نحو مرة في 10510^{5} نوكليوتيد، فيحمل كل جينوم من 9700nt9700\,\mathrm{nt} يُنسخ نحو 0.10.1 طفرة، و 101010^{10} جينوم جديد في اليوم تحمل 10910^{9} طفرة بينها: فكل واحدة من الطفرات النقطية المفردة الممكنة البالغة 3×9700300003\times 9700 \approx 30\,000 تنشأ مرات كثيرة كل يوم، قبل إعطاء أي دواء. و الدواء الذي تهزمه طفرة واحدة — كما تهزم طفرة واحدة معظم مثبطات الناسخة العكسية والبروتياز — يُهزم إذن في أسابيع، وهو ما حدث لدواء AZT عام 1987. أما الطفرتان المستقلتان فتنشآن معًا بمعدل 101010^{-10} لكل جينوم، أي نحو مرة في اليوم؛ والثلاث عند 101510^{-15}، أي مرة في ألف يوم — والمريض على ثلاثة أدوية هبط حمله ألف ضعف ينتج 10710^{7} جينوم في اليوم، فلا يظهر الطافر الثلاثي قط. وذلك، مع برهان المبرهنة على أن الفيروس كان يتضاعف بأقصى سرعته، جعل المعالجة التوليفية منذ عام 1996 العلاجَ الذي حوّل الإيدز إلى حالة مزمنة.

اقرأ في الفصل ←