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जीवविज्ञान · शब्दावली

उत्परिवर्तन, अर्ध-जाति, अपवाह और विस्थापन क्या है?

परिभाषा 13.7 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 3 · अध्याय 13 — विषाणु-विज्ञान

RNA-निर्भर पॉलीमरेज़ों और प्रतिलोम अनुलेखकों में कोई शुद्धि-पाठन नहीं होता, और RNA विषाणु प्रति न्यूक्लियोटाइड प्रति प्रतिकृति 10410^{-4} से 10610^{-6} की दर से उत्परिवर्तित होते हैं — अपने परपोषियों की दर से हज़ार से दस लाख गुना — इसलिए किसी RNA विषाणु की समष्टि संबंधित जीनोमों का एक बादल है, यानी कोई अर्ध-जाति, जिसमें समष्टि बड़ी हो तो हर एक बिंदु उत्परिवर्ती हर समय मौजूद रहता है। प्रतिरक्षियों द्वारा चयन प्रतिजनी अपवाह चलाता है: इन्फ़्लुएंज़ा के पृष्ठ-प्रोटीन साल-दर-साल प्रतिस्थापन जमा करते हैं, और पिछले वर्ष की प्रतिरक्षा हर मौसम में कम रक्षा करती है। प्रतिजनी विस्थापन एक छलाँग है: कोई खंडित जीनोम (इन्फ़्लुएंज़ा में आठ RNA खंड हैं) तब पुनर्मिश्रित हो सकता है जब दो प्रजातियाँ एक ही कोशिका को संक्रमित करें, और किसी पक्षी या सूअर विषाणु का हीमैग्लुटिनिन कूटबद्ध करता कोई खंड, जिसके प्रति किसी मनुष्य में प्रतिरक्षा न हो, कोई महामारी पैदा कर देता है — 1918, 1957, 1968, 2009। किसी जीनोम के भीतर पुनर्संयोजन अखंडित विषाणुओं के लिए वही करता है, और कोरोना विषाणु स्वच्छंद पुनर्संयोजन करते हैं। अधिकांश नए मानव विषाणु प्राणिजन्य हैं, जो किसी पशु-भंडार से पार आते हैं — कोरोना विषाणुओं, इबोला और रेबीज़ के लिए चमगादड़; इन्फ़्लुएंज़ा के लिए पक्षी और सूअर; HIV के लिए नरवानर — और यह पार आना प्रायः किसी ग्राही-बंधक प्रोटीन के कुछ उत्परिवर्तनों की ही बात होती है।

किसी इन्फ़्लुएंज़ा विषाणु के प्रतिरक्षा से बचने के दो रास्ते। अपवाह: काँटों में उत्परिवर्तन धीरे-धीरे जमा होते हैं। विस्थापन: एक ही कोशिका में दो प्रजातियाँ पूरे जीनोम-खंड बदल लेती हैं, और मनुष्यों के लिए नया कोई काँटा-प्रोटीन एक ही बार में प्रकट हो जाता है।
किसी इन्फ़्लुएंज़ा विषाणु के प्रतिरक्षा से बचने के दो रास्ते। अपवाह: काँटों में उत्परिवर्तन धीरे-धीरे जमा होते हैं। विस्थापन: एक ही कोशिका में दो प्रजातियाँ पूरे जीनोम-खंड बदल लेती हैं, और मनुष्यों के लिए नया कोई काँटा-प्रोटीन एक ही बार में प्रकट हो जाता है।

उदाहरण

उदाहरण 13.9 (HIV को तीन औषधें क्यों चाहिए थीं)

HIV का प्रतिलोम अनुलेखक लगभग 10510^{5} न्यूक्लियोटाइडों में एक बार चूकता है, इसलिए नकल किया गया हर 9700nt9700\,\mathrm{nt} जीनोम लगभग 0.10.1 उत्परिवर्तन ढोता है, और हर दिन के 101010^{10} नए जीनोम मिलकर 10910^{9} उत्परिवर्तन ढोते हैं: संभव 3×9700300003\times 9700 \approx 30\,000 एकल बिंदु उत्परिवर्तनों में से हर एक हर दिन कई बार उठता है, किसी भी औषध के दिए जाने से पहले। जिस औषध को कोई एक उत्परिवर्तन हरा दे — जैसे कोई एक उत्परिवर्तन अधिकांश प्रतिलोम-अनुलेखक और प्रोटिएज़ निरोधकों को हरा देता है — वह इसलिए हफ़्तों में हार जाती है, और 1987 में AZT के साथ यही हुआ। दो स्वतंत्र उत्परिवर्तन प्रति जीनोम 101010^{-10} से एक साथ उठते हैं, यानी लगभग दिन में एक बार; तीन 101510^{-15} से, यानी हज़ार दिनों में एक बार — और तीन औषधों पर पड़ा कोई रोगी, जिसका भार हज़ार गुना गिर चुका हो, हर दिन 10710^{7} जीनोम बनाता है, इसलिए तिहरा उत्परिवर्ती कभी प्रकट नहीं होता। यही, और प्रमेय का यह प्रदर्शन कि विषाणु पूरी गति से प्रतिकृति कर रहा था, 1996 से संयोजन चिकित्सा को वह उपचार बना गए जिसने एड्स को किसी चिरकारी दशा में बदल दिया।

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