वायरोलॉजी: इतिहास, यह क्या अध्ययन करता है, वायरस के प्रकार, उदाहरण - जीवविज्ञान - 2025

विषाणु विज्ञान जीव विज्ञान की वह शाखा है मूल, विकास, वर्गीकरण, विकृति विज्ञान और वायरस के जैव चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी अनुप्रयोगों अध्ययन करता है। वायरस छोटे कण होते हैं, 0.01–1 माइक्रोन, जिनकी आनुवांशिक जानकारी पूरी तरह से अपनी प्रतिकृति के लिए होती है।

गुणा के लिए संक्रमित सेल के आणविक तंत्र द्वारा वायरस के जीन को डिकोड किया जाता है। इसलिए, वायरस इंट्रासेल्युलर परजीवी को जीवित कोशिकाओं के चयापचय कार्यों पर निर्भर करते हैं।

स्रोत: फोटो क्रेडिट: सिंथिया गोल्डस्मिथ सामग्री प्रदाता (एस): सीडीसी / डॉ। एर्स्किन। एल। पामर; डॉ। एमएल मार्टिन

ग्रह पर सबसे प्रचुर मात्रा में आनुवंशिक सामग्री वायरस से मेल खाती है। वे अन्य वायरस और सभी जीवित चीजों को संक्रमित करते हैं। प्रतिरक्षा प्रणाली हमेशा वायरस के खिलाफ सफलतापूर्वक बचाव नहीं करती है: मनुष्यों और जानवरों के सबसे विनाशकारी रोगों में से कुछ वायरस के कारण होते हैं।

मानव वायरल रोगों में पीले बुखार, पोलियो, इन्फ्लूएंजा, एड्स, चेचक और खसरा शामिल हैं। वायरस मानव कैंसर के लगभग 20% मामलों में शामिल हैं। हर साल, वायरल श्वसन और आंतों के संक्रमण विकासशील देशों में लाखों बच्चों को मारते हैं।

कुछ वायरस बैक्टीरिया टाइप करने के लिए उपयोगी होते हैं, एंजाइम के स्रोत के रूप में, कीट नियंत्रण के लिए, जीवाणुरोधी एजेंट के रूप में, कैंसर से लड़ने के लिए, और जीन डॉक्टर्स के रूप में।

इतिहास

19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, मार्टिनस बेइज़ेरिनक और दिमित्री इवानोव्स्की ने स्वतंत्र रूप से यह निर्धारित किया कि रोगग्रस्त तम्बाकू पौधों से बैक्टीरिया-मुक्त फ़्रीट्रेट्स में एक एजेंट शामिल था जो स्वस्थ पौधों को संक्रमित करने में सक्षम था। Beijerinck इस एजेंट contagium vivum fluidum कहा जाता है।

अब हम जानते हैं कि Beijerinck और Ivanovski filtrates में तंबाकू मोज़ेक वायरस था। साथ ही 19 वीं शताब्दी में, फ्रेडरिक लोफ्लर और पॉल फ्रॉश ने निष्कर्ष निकाला कि मवेशियों में एफएमडी एक गैर-बैक्टीरियल एजेंट के कारण होता है।

20 वीं शताब्दी के पहले दशक में, विल्हेम एलरमैन और ओलाफ बैंग ने सेल-फ्री फिल्ट्रेट्स का उपयोग करके मुर्गियों में ल्यूकेमिया के संचरण का प्रदर्शन किया। इन प्रयोगों से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि पशु वायरस हैं जो कैंसर का कारण बन सकते हैं।

20 वीं शताब्दी के दूसरे दशक में, फ्रेडरिक ट्वॉर्ट ने अगर प्लेटों में माइक्रोकॉसी के लसीका का अवलोकन किया जिसमें वह चेचक के वायरस को विकसित करने की कोशिश कर रहे थे, यह मानते हुए कि यह लसीका एक वायरस या बैक्टीरिया के एंजाइम के कारण हुआ था। अपने हिस्से के लिए, फेलिक्स डी'ह्रेले ने पाया कि पेचिश का कारण बनने वाले बैसिली को वायरस द्वारा lysed किया गया था जिसे उन्होंने बैक्टीरियोफेज कहा था।

1960 में पीटर मेडावर को यह पता लगाने के लिए नोबेल पुरस्कार मिला कि वायरस में आनुवंशिक सामग्री (डीएनए या आरएनए) होती है।

वायरस के प्रकार

वायरस को उन विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है जो उनके पास होती हैं। ये आकृति विज्ञान, जीनोम और मेजबान के साथ बातचीत हैं।

मेजबान के साथ वायरस की बातचीत पर आधारित वर्गीकरण चार मानदंडों पर आधारित है: 1) एक संक्रामक संतान का उत्पादन; 2) वायरस मेजबान को मारता है या नहीं; 3) यदि नैदानिक ​​लक्षण हैं; 4) संक्रमण की अवधि।

प्रतिरक्षा प्रणाली वायरस और मेजबान के बीच बातचीत में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है क्योंकि यह संक्रमण के विकास को निर्धारित करता है। इस प्रकार संक्रमण तीव्र और उपविषाणु हो सकता है (वायरस शरीर से समाप्त हो जाता है), या लगातार और जीर्ण (शरीर से वायरस को समाप्त नहीं किया जाता है)।

जीनोम के अंतर (बाल्टीमोर सिस्टम) और टैक्सोनोमिक वर्गीकरण के आधार पर वर्गीकरण, जो वायरस की सभी विशेषताओं को ध्यान में रखता है, वे सिस्टम हैं जो आज कैटलॉग वायरस के लिए सबसे अधिक उपयोग किए जाते हैं।

आकारिकी के आधार पर वर्गीकरण

इस वर्गीकरण को समझने के लिए वायरस बनाने वाले भागों को जानना आवश्यक है। वायरस में एक जीनोम और कैप्सिड होता है, और एक लिफाफा हो सकता है या नहीं। जीनोम डीएनए या आरएनए हो सकता है, एकल या डबल फंसे, रैखिक या परिपत्र।

कैप्सिड एक जटिल संरचना है जो कई समान वायरल प्रोटीन सबयूनिट्स से बना होता है, जिसे कैप्सॉमर्स कहा जाता है। इसका मुख्य कार्य जीनोम की रक्षा करना है। यह होस्ट सेल को पहचानने और बाँधने और सेल में जीनोम के परिवहन को सुनिश्चित करने का काम भी करता है।

लिफाफा लिपिड और ग्लाइकोप्रोटीन से बना झिल्ली है जो कैप्सिड को घेरता है। यह मेजबान सेल से लिया गया है। यह आकार, आकृति विज्ञान और जटिलता में काफी भिन्न होता है। लिफाफे की उपस्थिति या अनुपस्थिति वायरस के वर्गीकरण के लिए एक मापदंड के रूप में कार्य करती है।

गैर-आवरण वाले वायरस की तीन श्रेणियां पहचानी जाती हैं: 1) सममित, आकार में लगभग गोलाकार (icosahedrons या icosadeltahedrons); 2) फिलामेंटस, एक साधारण हेलिक्स आकार के साथ; 3) जटिल, पिछले रूपों के बिना। कुछ वायरस, जैसे बैक्टीरियोफेज टी 2, आइसोमेट्रिक और फिलामेंटस रूपों को मिलाते हैं।

यदि वायरस को कवर किया जाता है, तो उन्हें झिल्ली के भीतर न्यूक्लियोकैप्सिड की विशेषताओं के आधार पर रूपात्मक श्रेणियों को भी सौंपा जा सकता है।

जीनोम-आधारित वर्गीकरण: बाल्टीमोर प्रणाली

डेविड बाल्टीमोर द्वारा प्रस्तावित यह वर्गीकरण, तंत्र के संदर्भ में वायरस जीनोम की प्रकृति पर विचार करता है, जो न्यूक्लिक एसिड को दोहराने के लिए उपयोग करता है और प्रोटीन जैवसंश्लेषण के लिए दूत आरएनए (एमआरएनए) को स्थानांतरित करता है।

बाल्टीमोर प्रणाली में, वायरस जिनके आरएनए जीनोम में एमआरएनए के समान वायरस होते हैं, उन्हें सकारात्मक अर्थ आरएनए (+) के साथ वायरस कहा जाता है, जबकि वायरस जिनके जीनोम में एमआरएनए के विपरीत भावना (पूरक) होती है, उन्हें वायरस कहा जाता है नकारात्मक अर्थ आरएनए (-)। डबल-फंसे हुए जीनोम वायरस दोनों तरीकों से जाते हैं।

इस वर्गीकरण का एक नुकसान यह है कि वायरस जिनमें समान प्रतिकृति तंत्र होते हैं, जरूरी नहीं कि वे अन्य विशेषताओं को साझा करते हों।

बाल्टीमोर सिस्टम क्लासेस

क्लास I वायरस एक डबल-फंसे डीएनए जीनोम के साथ। होस्ट सेल के समान ट्रांसक्रिप्शन।

कक्षा II। एकल-फंसे डीएनए जीनोम के साथ वायरस। डीएनए (+) और (-) ध्रुवीयता का हो सकता है। MRNA संश्लेषण से पहले डबल फंसे में परिवर्तित।

कक्षा III। एक डबल-फंसे आरएनए जीनोम (dsRNA) के साथ वायरस। डीएनए टेम्पलेट के प्रत्येक खंड से खंडित जीनोम और mRNA के संश्लेषण के साथ। वायरस जीनोम द्वारा एन्कोड किए गए प्रतिलेखन में भाग लेने वाले एंजाइम।

कक्षा IV। एकल फंसे आरएनए जीनोम (ssRNA), ध्रुवीयता (+) के साथ वायरस। पूरक स्ट्रैंड के संश्लेषण से पहले mRNA के संश्लेषण। प्रतिलेखन कक्षा 3 के समान है।

वर्ग वी। वायरस के साथ ssRNA जीनोम के विपरीत अर्थ की भावना mRNA (-)। एमआरएनए का संश्लेषण जिसमें वायरस-एनकोडेड एंजाइम की आवश्यकता होती है। वायरस की नई पीढ़ियों के उत्पादन के लिए मध्यवर्ती dsRNA के संश्लेषण की आवश्यकता होती है।

कक्षा VI। SsRNA जीनोम वाला वायरस जो प्रतिकृति से पहले मध्यवर्ती dsDNA का उत्पादन करता है। यह उन एंजाइमों का उपयोग करता है जो वायरस वहन करते हैं।

कक्षा VII। वायरस जो एक मध्यवर्ती ssRNA के माध्यम से अपने dsDNA को दोहराते हैं।

वर्गीकरण वर्गीकरण

वायरस की वर्गीकरण के लिए अंतर्राष्ट्रीय समिति ने वायरस को वर्गीकृत करने के लिए एक वर्गीकरण योजना की स्थापना की। यह प्रणाली डिवीजनों के आदेश, परिवार, उपपरिवार और लिंग का उपयोग करती है। वायरस के लिए प्रजाति अवधारणा के आवेदन के बारे में अभी भी एक बहस है।

वर्गीकरण वर्गीकरण के लिए उपयोग किए जाने वाले मानदंड मेजबान सीमा, रूपात्मक विशेषताओं और जीनोम की प्रकृति हैं। इसके अलावा, अन्य मानदंडों पर विचार किया जाता है, जैसे कि फेज पूंछ की लंबाई (वायरस जो बैक्टीरिया को संक्रमित करता है), जीनोम में कुछ जीनों की मौजूदगी या अनुपस्थिति, और वायरस के बीच फेलोजेनिक संबंध।

इस वर्गीकरण का एक उदाहरण है: मोनोनगाविरेल्स को ऑर्डर करें; परिवार Paramyxoviridae; Paramyxovirinae उपपरिवार, जीनस Morbillivirus; प्रजाति, खसरा वायरस।

परिवारों के नाम, उपपरिवार, और जेनेरा उत्पत्ति, मेजबान, या रोग के लक्षणों से प्रेरित होते हैं जो वायरस पैदा करते हैं। उदाहरण के लिए, ज़ैरे में इबोला नदी जीनस इबोला को नाम देती है; तंबाकू मोज़ेक जीनस टोमाबोवायरस को अपना नाम देता है।

कई वायरस समूह के नाम लैटिन या ग्रीक मूल के शब्द हैं। उदाहरण के लिए, पोडोविरिडे, ग्रीक पॉडोस से लिया गया है, जिसका अर्थ है पैर। यह नाम लघु-पूंछ वाले चरणों को संदर्भित करता है।

वायरस के उदाहरण

इन्फ्लूएंजा वायरस

वे पक्षियों और स्तनधारियों को संक्रमित करते हैं। लिफाफे के साथ उनके पास विविध आकारिकी है। एकल फंसे आरएनए जीनोम। वे बाल्टिमोर के कक्षा V से ताल्लुक रखते हैं और परिवार Orthomyxoviridae के हैं।

इन्फ्लुएंजा वायरस इस परिवार के हैं। इन्फ्लूएंजा के अधिकांश मामले इन्फ्लूएंजा ए वायरस के कारण होते हैं। इन्फ्लूएंजा बी वायरस के कारण होने वाले प्रकोप हर 2-3 साल में होते हैं। इन्फ्लूएंजा सी वायरस द्वारा उत्पादित वे कम लगातार होते हैं।

इन्फ्लूएंजा ए वायरस ने चार महामारियों का कारण बना है: 1) स्पेनिश फ्लू (1918-1919), अज्ञात मूल के एच 1 एन 1 वायरस का एक उपप्रकार; 2) एशियन फ्लू (1957-1958), H2N2 उपप्रकार, एवियन मूल का; 3) हांगकांग फ्लू (1968-1969), एवियन मूल का उपप्रकार H3N3; 4) स्वाइन फ़्लू (2009–2010), सूअर मूल का H1N1, उपप्रकार।

ज्ञात सबसे विनाशकारी महामारी स्पैनिश फ्लू के कारण था। इसने प्रथम विश्व युद्ध की तुलना में अधिक लोगों को मार डाला।

H और N अक्षर क्रमशः ग्लाइकोप्रोटीन हेमग्लगुटिनिन और न्यूरोमिनिडेस से आते हैं। ये ग्लाइकोप्रोटीन एंटीजेनिक रूपों की एक महान विविधता में मौजूद हैं और नए वेरिएंट में शामिल हैं।

रेट्रोवायरस

वे स्तनधारियों, पक्षियों और अन्य कशेरुकियों को संक्रमित करते हैं। लिफाफे के साथ गोलाकार आकृति विज्ञान। एकल फंसे आरएनए जीनोम। वे बाल्टीमोर वर्ग छठी और रेट्रोविरिडे परिवार से हैं।

मानव इम्यूनोडिफ़िशिएंसी वायरस (एचआईवी), जीनस लेंटवायरस, इस परिवार से संबंधित है। यह वायरस संक्रमित व्यक्ति की प्रतिरक्षा प्रणाली को नुकसान पहुंचाता है, जिससे यह बैक्टीरिया, वायरस, कवक और प्रोटोजोआ द्वारा संक्रमण के लिए अतिसंवेदनशील होता है। एचआईवी के कारण होने वाली बीमारी को अधिग्रहित इम्यूनोडिफीसिअन्सी सिंड्रोम (एड्स) के रूप में जाना जाता है।

रेट्रोविरिडे से संबंधित अन्य उत्पत्ति भी गंभीर बीमारियों का कारण बनती हैं। उदाहरण के लिए: स्पुमावायरस (सिमियन शराबी वायरस); एप्सिलोंरोत्रोवायरस (वाल्लेय डर्मल सार्कोमा वायरस); गैमेत्रोवोवायरस (मुराइन ल्यूकेमिया वायरस, फेलिन ल्यूकेमिया वायरस); बेटेरोवायरस (मुराइन स्तन ट्यूमर वायरस); और अल्फारेट्रोवायरस (रोस सारकोमा वायरस)।

हरपीज वायरस

यह शीत-रक्त वाले स्तनधारियों, पक्षियों और कशेरुकियों को संक्रमित करता है। वायरस की आकृति विज्ञान: आइकोसाहार्डल कैप्सूल, लिफाफे के साथ। डबल-असहाय डीएनए जीनोम। वे बाल्टीमोर के वर्ग I और हर्पीसवायरल ऑर्डर के हैं।

कुछ सदस्य हैं: हरपीज सिंप्लेक्स वायरस 2 (जननांग दाद का कारण); मानव साइटोमेगालोवायरस (जन्म दोष का कारण बनता है); हरपीसवायरस कपोसीबी ^™ सरकोमा (कपोसी के सारकोमा का कारण बनता है); EpsteinB gBarr वायरस या EBV (ग्रंथियों के बुखार और ट्यूमर का कारण बनता है)।

वायरस जो पोलियो और अन्य संबंधित वायरस का कारण बनते हैं

यह स्तनधारियों और पक्षियों को संक्रमित करता है। वायरस की आकृति विज्ञान: आइसोमेट्रिक या इकोसाहेड्रल। एकल फंसे आरएनए जीनोम। वे बाल्टीमोर वर्ग IV और पिकोर्नवीरिडे परिवार से हैं।

इस परिवार के कुछ उदार हैं: हेपेटोवायरस (हेपेटाइटिस ए का कारण बनता है); एंटरोवायरस (पोलियोमाइलाइटिस का कारण बनता है); एफ्थोवायरस (पैर और मुंह की बीमारी का कारण बनता है)।

वायरस जो रेबीज और संबंधित वायरस का कारण बनते हैं

वे स्तनपायी, मछली, कीड़े और पौधों को संक्रमित करते हैं। लिफाफे के साथ पेचदार आकृति विज्ञान। एकल फंसे आरएनए जीनोम। वे बाल्टिमोर के वर्ग V के हैं और परिवार Rhabdoviridae के।

वायरस जो रेबीज जैसे रोगों का कारण बनते हैं, जीनस लिसैवायरस के कारण, इस परिवार से संबंधित हैं; vesicular stomatitis, जीनस Vesiculovirus के कारण; और पीले बौने आलू, जीनस Novirirhabdovirus के कारण होता है।

वायरस जो संक्रामक एरिथ्रेमा का कारण बनता है

यह स्तनधारियों, पक्षियों और कीड़ों को संक्रमित करता है। सममित आइकोसाइडल आकृति विज्ञान। एकल-फंसे डीएनए जीनोम। वे बाल्टीमोर के द्वितीय श्रेणी के हैं और परिवार Parvoviridae के लिए।

इस परिवार का एक सदस्य B19 वायरस है, जीनस एरीथ्रोवायरस से संबंधित है, जो मनुष्यों में संक्रामक एरिथ्रेमा का कारण बनता है, जो आमतौर पर लक्षण पैदा नहीं करता है। B19 वायरस लाल रक्त कोशिकाओं के अग्रदूत कोशिकाओं को संक्रमित करता है।

Parvoviridae के कुछ सदस्यों को जीन वैक्टर के रूप में उपयोग किया जाता है।

वायरस अनुप्रयोग

वायरस का उपयोग पुनः संयोजक वायरस के निर्माण से मनुष्य के लाभ के लिए किया जा सकता है। उनके पास आणविक जीव विज्ञान तकनीकों द्वारा संशोधित जीनोम है।

जीन थेरेपी के लिए रिकॉम्बिनेंट वायरस संभावित रूप से उपयोगी होते हैं, जिसका उद्देश्य विशिष्ट बीमारियों या टीकों के उत्पादन को ठीक करना है।

एचआईवी का इस्तेमाल जीन थेरेपी के लिए जीन वैक्टर (लेंटीवायरल वेक्टर) के निर्माण के लिए किया गया है। इन वैक्टर को रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियल बीमारी के पशु मॉडल में कुशल दिखाया गया है, जैसे कि रेटिनोइटिस पिगमेंटोसा जो ऑटोसोमल रिसेसिव इनहेरिटेंस या म्यूटेशन के कारण होता है।

वैक्सीन वैक्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले वायरस में कम रोगजनक क्षमता होनी चाहिए। यह पशु मॉडल का उपयोग करके सत्यापित किया गया है। यह चेचक के वायरस या वेसक्यूलर स्टामाटाइटिस और इबोला के खिलाफ विकसित या विकसित होने वाले टीकों का मामला है।

संदर्भ

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