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जीवविज्ञान · शब्दावली

विषाणु क्या है?

परिभाषा 17.11 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 17 — कोशिकाओं और विषाणुओं के जीनोम

विषाणु किसी प्रोटीन खोल, यानी कैप्सिड, में बंद एक जीनोम है — जो कभी-कभी किसी झिल्ली में लिपटा होता है, यानी आवरण में, जो किसी पोषी कोशिका से लिया जाता है — और जो केवल किसी कोशिका के भीतर, उसी कोशिका के राइबोसोम, ऊर्जा तथा पूर्ववर्ती काम में लेकर जनन करता है। उसका जीनोम DNA या RNA हो सकता है, द्विलड़ी या एकलड़ी, रैखिक या वर्तुल, एक अणु या कई: 5kb5\,\mathrm{kb} (कुछ जीन) से लेकर 1.2Mb1.2\,\mathrm{Mb} (एक हज़ार जीन, विशाल विषाणुओं में) तक। किसी कोशिका के बाहर विषाणु कुछ नहीं करता: वह कोशिका नहीं है, उपापचय नहीं करता, और केवल इस अर्थ में जीवित है कि वह जानकारी ढोता है और विकसित होता है। जीवाणुभोजी जीवाणुओं के विषाणु हैं।

किसी जीवाणु से चिपके जीवाणुभोजी: बहुफलकी सिर, जिनमें DNA है, और पूँछें, जिनसे उसे भीतर डाला जाएगा। एक ही कोशिका आधे घंटे के भीतर सौ नए भोजी छोड़ देगी।
किसी जीवाणु से चिपके जीवाणुभोजी: बहुफलकी सिर, जिनमें DNA है, और पूँछें, जिनसे उसे भीतर डाला जाएगा। एक ही कोशिका आधे घंटे के भीतर सौ नए भोजी छोड़ देगी।

उदाहरण

उदाहरण 17.13 (RNA जीनोम वाले विषाणु)

इन्फ़्लुएंज़ा एकलड़ी RNA के आठ खंड ढोता है और उन्हें नक़ल करने के लिए अपना ही पॉलिमरेज़, क्योंकि कोशिकाओं में RNA की नक़ल करने वाला कोई एंजाइम नहीं होता; उसका पॉलिमरेज़ प्रति 1000010\,000 क्षारक एक भूल करता है और विषाणु हर ऋतु में बदल जाता है। कोई प्रतिवर्ती विषाणु (HIV) RNA और एक प्रतीप अनुलेखेज़ ढोता है जो उसे DNA में नक़ल कर देता है, और वह पोषी गुणसूत्र में किसी पूर्वफ़ेज की तरह डाल दिया जाता है — यानी एक स्थायी संक्रमण। क्रियाविधियाँ, और उनके प्रति प्रतिरक्षा अनुक्रिया, वर्ष 3 के खंड की हैं; यहाँ वे बस यह दिखाते हैं कि जीनोम कितनी तरह का हो सकता है।

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परिभाषा 13.1 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 3 · अध्याय 13 — विषाणु-विज्ञान

कोई विषाणु अनिवार्य अंतःकोशिकीय परजीवी है जिसमें कोई न्यूक्लिक अम्ल जीनोम — DNA या RNA, एकलड़ी या द्विलड़ी, रैखिक या वलयाकार, एक अणु या कई — किसी प्रोटीन कैप्सिड में भरा होता है, और अनेक स्थितियों में किसी परपोषी झिल्ली से लिए गए परिवेष्टन में लिपटा और विषाणुजन्य ग्लाइकोप्रोटीनों से जड़ा होता है। पूरा संक्रामक कण विषाणुकण है, जो अधिकांश के लिए 20 से 300nm20\text{ से }300\,\mathrm{nm} चौड़ा होता है (कुछ विशाल विषाणु एक माइक्रोमीटर तक पहुँचते हैं)। कैप्सिड एक या कुछ प्रोटीनों की अनेक प्रतियों से बनते हैं जो कुंडलित सममिति (कोई छड़, जैसे तंबाकू मोज़ेक विषाणु में) या बीसफलकी सममिति (60T60T उपइकाइयों का कोई खोल, T=1,3,4,7,T = 1, 3, 4, 7,\dots) में सजी होती हैं। बाल्टिमोर वर्गीकरण विषाणुओं को जीनोम से संदेशवाहक RNA तक के मार्ग से बाँटता है: I, द्विलड़ी DNA (हर्पीज़, चेचक, ऐडिनोवायरस, अधिकांश फ़ेज); II, एकलड़ी DNA (पार्वोवायरस); III, द्विलड़ी RNA (रोटावायरस); IV, धन-लड़ी RNA, जो स्वयं संदेशवाहक है (पोलियो, हेपटाइटिस C, कोरोना विषाणु); V, ऋण-लड़ी RNA, जो संदेशवाहक का पूरक है (इन्फ़्लुएंज़ा, खसरा, रेबीज़, इबोला); VI, RNA जिसका प्रतिलोम अनुलेखन DNA में होता है (रेट्रोवायरस, HIV); VII, DNA जिसकी प्रतिकृति किसी RNA मध्यवर्ती से होती है (हेपटाइटिस B)। I को छोड़कर हर वर्ग को कोई ऐसा एंज़ाइम लाना या बनाना पड़ता है जो कोशिका के पास नहीं — कोई RNA-निर्भर RNA पॉलीमरेज़, कोई प्रतिलोम अनुलेखक — और वही एंज़ाइम अधिकांश प्रति-विषाणु औषधों के लक्ष्य हैं।

उदाहरण

उदाहरण 13.6 (समीकरणों से पहले और बाद HIV)

1995 तक HIV संक्रमण की नैदानिक प्रसुप्ति के वर्ष — प्रति मिलीलीटर 10410^{4}10610^{6} प्रतियों का स्थिर विषाणु-भार और T कोशिकाओं की धीमी गिरावट — किसी शांत विषाणु के रूप में पढ़े जाते थे। हो, पेरेल्सन और सहयोगियों ने रोगियों को कोई प्रोटिएज़ निरोधक दिया और विषाणु-भार की गिरावट को प्रमेय से फिट किया: तेज़ प्रावस्था ने c3d1c \approx 3\,\mathrm{d}^{-1} दिया (किसी विषाणुकण का अर्ध-आयु काल लगभग छह घंटे), और धीमी प्रावस्था ने δ0.5d1\delta \approx 0.5\,\mathrm{d}^{-1} (कोई संक्रमित कोशिका लगभग डेढ़ दिन जीती है)। 15L15\,\mathrm{L} शरीर-द्रव में प्रति मिलीलीटर 10510^{5} का कोई स्थिर भार, जो cc से साफ़ होता हो, इसलिए हर दिन, वर्षों तक, लगभग 101010^{10} विषाणुकणों का उत्पादन माँगता है: “प्रसुप्त” काल संक्रमण और मृत्यु की कोई प्रचंड स्थायी अवस्था है, जिसमें T कोशिकाओं का भंडार रोज़ बदला जाता है जब तक वह चुक न जाए। अगले खंड का उत्परिवर्तन-अंकगणित फिर अपने आप निकल आता है, और उसके साथ यह कारण भी कि अकेली औषधें क्यों विफल हुईं और तीन क्यों नहीं।

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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