Różnicowanie wirusów RNA i DNA

Wirusy są wszędzie – i są obfite. Infekcje wirusowe mogą stanowić łagodne zagrożenie dla naszego zdrowia, jak przeziębienie, lub zagrożenie dla naszego życia, jak zakażenie wirusem HIV. Wirusy można pogrupować według materiału genetycznego: DNA lub RNA. Oba typy mogą infekować organizmy gospodarza i powodować choroby. Jednak sposoby, w jakie wirusy DNA i RNA infekują komórki gospodarza i przejmują biochemiczną maszynerię komórki, są różne.

Wirusy to małe, nieożywione pasożyty, które nie mogą się replikować poza komórką gospodarza. Wirus składa się z informacji genetycznej – DNA lub RNA – pokrytej białkiem. Wirus wstrzykuje swoją informację genetyczną do komórki gospodarza, a następnie przejmuje kontrolę nad maszynerią komórki. Proces ten umożliwia wirusowi tworzenie kopii swojego DNA lub RNA i wytwarzanie białek wirusowych wewnątrz komórki gospodarza. Wirus może szybko utworzyć wiele kopii samego siebie w jednej komórce, uwolnić te kopie, aby zainfekować nowe komórki gospodarza i stworzyć jeszcze więcej kopii. W ten sposób wirus może bardzo szybko replikować się wewnątrz gospodarza.

Jak sama nazwa wskazuje, wirusy DNA wykorzystują DNA jako materiał genetyczny. Niektóre typowe przykłady wirusów DNA to parwowirus, wirus brodawczaka i wirus opryszczki. Wirusy DNA mogą wpływać zarówno na ludzi, jak i na zwierzęta i mogą powodować łagodne objawy, a także stanowić bardzo poważne zagrożenie dla zdrowia.

Wirusy DNA dostają się do komórki gospodarza, zwykle gdy błona wirusa łączy się z błoną komórki. Zawartość wirusa przedostaje się do komórki, podróżuje do jądra i przejmuje biochemiczną maszynerię komórki do replikacji DNA i transkrypcji do RNA. RNA kontroluje tworzenie białek potrzebnych wirusowi do powlekania wirusowego DNA. Ta powłoka wirusowego DNA jest znana jako kapsyd. Kapsydy gromadzą się wewnątrz komórki, aż komórka osiągnie pojemność i pęknie, uwalniając nowo powstałe wirusy, aby zainfekować nowe komórki gospodarza.

Wirusy RNA, znane również jako retrowirusy, mają RNA jako materiał genetyczny. Niektóre przykłady retrowirusów to wirusy zapalenia wątroby i HIV. Kiedy te wirusy dostaną się do komórki gospodarza, muszą najpierw przekształcić swój RNA w DNA. Proces ten, zwany odwrotną transkrypcją, umożliwia wirusowi wstrzyknięcie swojego materiału genetycznego do komórki gospodarza i wykorzystanie jego biochemicznej maszynerii, podobnej do wirusa DNA.

Często retrowirusy wykorzystują enzym zwany integrazą do wstawiania retrowirusowego DNA do genomu komórki gospodarza. Zdolność retrowirusów do integracji tego DNA z DNA komórki gospodarza zwiększa szanse wywołania raka lub innych chorób. Na przykład, jeśli retrowirusowy DNA zostanie wstawiony do środka jednego z genów komórki gospodarza, gen ten może przestać funkcjonować, prowadząc do choroby.

Szczepionki są dostępne dla wielu bardziej powszechnych wirusów DNA. Te szczepionki działają poprzez wstrzyknięcie pacjentowi nieaktywnej formy wirusa, zwykle płaszcza białkowego bez DNA. W przypadku braku DNA nie ma żadnego materiału genetycznego do skopiowania, a wirus nie może się replikować. Jednak wystawienie pacjentów na działanie białek wirusowych zwiększa prawdopodobieństwo, że ich układ odpornościowy rozpozna wirusa jako obcego i zniszczy go, zanim będzie miał szansę zainfekować komórki gospodarza.

Retrowirusy, które do reprodukcji wykorzystują biochemiczny system gospodarza, są trudniejsze w leczeniu. Leczenie tych wirusów zazwyczaj obejmuje leczenie lekiem, który hamuje aktywność odwrotnej transkryptazy, enzymu, który przekształca retrowirusowy RNA w DNA. Często pacjenci z zakażeniami retrowirusowymi, takimi jak HIV, przyjmują mieszankę wielu różnych rodzajów leków, z których każdy ma na celu inny etap cyklu życia wirusa.