If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Viruslar evolyutsiyasi

Virus evolyutsiyasi va genetik xilmaxillik. Dori vositalariga rezistent OIV. Gripp virusining qayta shakllanishi.

Asosiy tushunchalar:

  • Viruslar ham xuddi hayotning hujayraviy shakllari singari evolyutsiya va tabiiy tanlanishga uchraydilar va ularning aksariyat qismida bu jarayon juda tez kechadi.
  • Hujayrani bir vaqtning oʻzida ikkita virus zararlasa, ular yangi, “aralash” va oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan viruslarga aylanishi uchun genetik materiallarini almashtirishlari mumkin. Misol uchun, gripp shtammlari shu yoʻl bilan paydo boʻladi.
  • RNK saqlovchi viruslar, ayniqsa, yuqori tezlikdagi evolyutsiyani taʼminlovchi yuqori mutatsion koʻrsatkichlarga ega. Bunga misol qilib OIVning dorilarga chidamlilik evolyutsiyasini keltirish mumkin.

Kirish

Nima uchun har yili gripp virusining yangi xil shtammlari kelib chiqishi haqida hech oʻylab koʻrganmisiz? Yoki OITSni keltirib chiqaruvchi virus – OIV qanday qilib dorilarga chidamli boʻlib qolishi mumkin?
Ushbu savollarga qisqa javob bu evolyutsion jihatdan rivojlanishdir. Yaʼni vaqt oʻtishi bilan virus populyatsiyasining “genofondi” oʻzgarishi mumkin. Baʼzi hollarda populyatsiyadagi viruslar, masalan, geografik mintaqadagi barcha gripp viruslari yoki bemor tanasidagi barcha OIV zarralari tabiiy tanlanish yoʻli bilan rivojlanishi mumkin. Virusning koʻpayishiga yordam beruvchi irsiy belgilar (grippning oʻtkir yuquvchanligi yoki OIVning dorilarga chidamliligi kabi) vaqt oʻtishi bilan viruslar populyatsiyasida tobora kengayib boradi.
Viruslar nafaqat rivojlanadi, balki ular oʻz xoʻjayinlari, jumladan, odamlarga qaraganda tezroq rivojlanishga ham moyil. Bu virus evolyutsiyasini nafaqat ularni tadqiq etayotgan biologlar uchun, balki shifokorlar, hamshiralar va sogʻliqni saqlash xodimlari, shuningdek, virusga duchor boʻlgan har bir inson (yaʼni yer yuzidagi barcha insonlar) uchun ham muhim mavzuga aylantiradi.

Viruslarda oʻzgaruvchanlik

Tabiiy tanlanish faqatgina kerakli boshlangʻich material – irsiy oʻzgaruvchanlik boʻlgandagina sodir boʻladi. Irsiy oʻzgaruvchanlik populyatsiyadagi bir qancha irsiy farqlarni anglatadi. Viruslarda oʻzgaruvchanlik ikki xil manba orqali sodir boʻladi1:
  • Rekombinatsiya: viruslar genetik materiallari (DNK yoki RNK)ni almashtiradi.
  • Tasodifiy mutatsiya: virusning DNK yoki RNK ketma-ketligida sodir boʻluvchi oʻzgarish.
Eʼtibor bilan kuzatsak, atrofimizda viruslarning oʻzgarishi va evolyutsiyasini koʻrishimiz mumkin, masalan, har yili paydo boʻladigan yangi gripp shtammlari bunga misol boʻla oladi.

Rekombinatsiya

Gripp virusini koʻrib chiqishdan oldin, keling, viruslar rekombinatsiya deb nomlangan jarayonda DNK va RNK larini qanday almashishini koʻrib chiqamiz.
Rekombinatsiya odatda ikkita virus bir vaqtning oʻzida bitta hujayrani zararlaganida roʻy beradi. Ikkala virus ham hujayradan koʻproq virus zarralarini hosil qilish uchun foydalangani sababli bir vaqtning oʻzida hujayrada juda koʻp virus qismlari, shu jumladan, yangi genomlar paydo boʻladi.
Bitta hujayrani zararlagan ikkita virus shtammlari oʻrtasidagi qayta taqsimlanish jarayoni.
A shtamm genetik materialida sakkizta segment mavjud. B shtamm ham oʻxshash genlarni farqli koʻrinishda saqlovchi sakkizta segmentga ega.
Ikkala shtamm ham bitta xoʻjayin hujayrani bir vaqtda zararlaydi. Xoʻjayin hujayrada segmentlar oʻzaro aralashadi.
Natijada reassortant virus paydo boʻladi. Reassortant virus A shtammdan olingan 3, 6, 7 va 8 segmentlariga va B shtammdan olingan 1, 2, 4 va 5 segmentlariga ega.
Manba: “Segment reassortment” (Segment reassortatsiyasi) / ViralZone/Shveysariya bioinformatika instituti, CC BY-NC 4.0.
Bunday sharoitda rekombinatsiya ikki xil yoʻl bilan sodir boʻlishi mumkin. Birinchisi: DNK yoki RNK parchalanishi va qayta ulanishi orqali virus genomlarining oʻxshash qismlari oʻzaro juftlashishi va alamashinishi mumkin. Ikkinchisi: turli segmentlarga ega boʻlgan viruslar (xuddi shunday xromosomalar kabi) ushbu segmentlarning bir qismini almashtirishi mumkin, bu jarayon reassortatsiya (qayta taqsimlanish) deb yuritiladi. 2,3

Rekombinatsiya va gripp

Gripp viruslari reassortatsiyaga (qayta taqsimlanishga) juda usta boʻladi. Ularda har birida bitta yoki bir nechtadan gen boʻlgan sakkizta RNK segmentlari mavjud.4
Bir vaqtning oʻzida ikkita gripp virusi bir hujayrani zararlaganda, baʼzi hujayra ichida hosil boʻlgan yangi viruslar aralash segmentlarga ega boʻlishi mumkin (masalan, A shtammidan olingan 1-4 segmentlar va B shtammidan olingan 5-8 segmentlar).
Odam grippi va parranda grippi virusi bitta choʻchqa hujayrasini zararlaydi. Ularning har biri oʻz genomida sakkizta RNK segmentiga ega.
Hujayrada yangi viruslar paydo boʻlar ekan, segmentlar aralashadi.
Bunda turli xil kombinatsiyalar hosil boʻlishi mumkin. Masalan, bitta yangi virus zarrasini olishimiz uchun odam virusidan 1-4, boshqa virusdan esa 5-8 segmentlarini olishimiz mumkin va aksincha.
Choʻchqa, xususan, gripp viruslari uchun “aralashtiruvchi organizm” sifatida maʼlum.5 Choʻchqa hujayralarini odam va parranda grippi viruslari (shuningdek, choʻchqa grippi viruslari) tanib oladi va shu tariqa ular virus bilan zararlanadi.6 Agar choʻchqa hujayrasi bir vaqtning oʻzida ikki turdagi virus bilan zararlansa, odam va parranda viruslarining genetik materiallari aralashmasini oʻz ichiga olgan yangi viruslar hosil boʻlishi mumkin.
Bu turdagi almashinish tabiatda gripp viruslari uchun keng tarqalgan. Masalan, 2009-yilda pandemiyaga sabab boʻlgan H1N1 shtammi (“choʻchqa grippi”)ni eslaysizmi? H1N1 odam va parranda viruslari, shuningdek, Shimoliy Amerika va Osiyo choʻchqa grippi viruslarining RNK segmentlariga ega edi. Ushbu kombinatsiya H1N1 shtammini hosil qilish uchun yillar davomida bosqichma-bosqich sodir boʻlib kelgan bir qator reassortatsiyalar natijasidir.5,7

Virus mutatsiyalari

Biz rekombinatsiya virus evolyutsiyasiga qanday taʼsir qilishi mumkinligini koʻrdik, ammo mutatsiya haqida nima deyish mumkin? Mutatsiya – bu virusning genetik materiali (DNK yoki RNK)dagi doimiy oʻzgarishlar. Virusning DNK yoki RNKsini nusxalashda xatolik boʻlsa, mutatsiya yuzaga kelishi mumkin.
Baʼzi viruslarning mutatsion koʻrsatkichlari juda yuqori, ammo bu doimiy emas. Umuman olganda, RNK saqlovchi viruslar yuqori, DNK saqlovchi viruslar esa past mutatsion koʻrsatkichlarga ega.8
Nega shunday boʻladi? Asosiy farq nusxa koʻchirishga asoslanadi. Aksariyat DNK saqlovchi viruslar oʻzlarining genetik materiallarini xoʻjayin hujayradan DNK polimerazalari deb nomlangan fermentlar yordamida nusxalab koʻchirishadi, bu esa “korreksiyalash” (xatolarni aniqlash va ularni toʻgʻrilash) bilan boʻladi. RNK saqlovchi viruslar esa RNK polimerazalari deb nomlangan fermentlardan foydalanadi, ularda korreksiyalash xususiyati yoʻq va shu tufayli koʻp turdagi xatolar sodir boʻladi.9

Tematik vaziyat: OIVning dori moddalariga chidamliligi

Odam immunotanqisligi virusi (OIV) – bu orttirilgan immunitet tanqisligi sindromi (OITS) kasalligiga sabab boʻluvchi virus. OIV – bu RNK saqlovchi virus boʻlib, yuqori mutatsion koʻrsatkichlarga ega, bu esa ularning tez rivojlanib, dori vositalariga chidamli shtammlarning paydo boʻlishiga olib keladi.

OIVning yuqori mutatsiya koʻrsatkichi

OIV kabi RNK saqlovchi viruslarning mutatsiya koʻrsatkichlari yuqori boʻlgani sababli bemor tanasida OIV viruslari populyatsiyasida juda koʻp irsiy oʻzgarishlar sodir boʻladi. Aksariyat mutatsiyalar zararli boʻladi va mutant viruslar shunchaki “halok boʻladi” (koʻpayish qobiliyatiga ega boʻlmay qoladi). Biroq baʼzi bir mutatsiyalar viruslarning muayyan sharoitlarda koʻpayishiga yordam beradi. Masalan, mutatsiya natijasida dori vositalariga chidamlilik rivojlanishi mumkin.10

OIVda dorilarga chidamlilik evolyutsiyasi

Baʼzi dorilar asosiy virus fermentlarini ingibirlash orqali OIV replikatsiyasini bloklashi mumkin. Ushbu dorilardan birini qabul qilish dastlab bemorda virus darajasini pasaytiradi. Birmuncha vaqt oʻtgach, garchi organizmda dori hali ham mavjud boʻlsa-da, OIV viruslari koʻpincha “ortga qaytadi” va odatdagi yuqori darajaga koʻtariladi. Boshqacha qilib aytganda, virusning dorilarga chidamli shakllari paydo boʻladi.10
Nima sababdan bunday boʻlishini muayyan bir virusga qarshi preparat va teskari transkriptaza ingibitori misolida koʻrib chiqamiz. Quyidagi rasmda nevirapin molekulasi kabi teskari transkriptaza ingibitorlari tasvirlangan, u teskari transkriptaza deb nomlangan (qizil-jigarrang strukturali) virus fermentiga bogʻlangan. Preparat fermentga OIVning RNK genomini DNKga nusxalash vazifasini bajarishiga imkon bermaydi. Agar ushbu ferment faol boʻlmasa, OIV virusi hujayrani doimiy ravishda zararlay olmaydi.11
OIVning teskari transkriptaza fermenti va unga bogʻlangan nevirapinning “shar va tayoqcha” molekulyar modeli.
David S. Goodsell, RCSB PDB Molecule of the Month, CC BY 4.0ʼga tegishli “Exploring the structure” nomli grafik material oʻzgartirib olindi.
Koʻpgina OIV viruslarini nevirapin toʻxtatadi. Ammo teskari transkriptaza uchun gendagi mutatsiyalar OIV populyatsiyasida viruslarning juda oz qismini (tasodifan) dorilarga chidamli qiladi. Masalan, ular genetik oʻzgarishga uchrashi natijasida fermentning preparat bogʻlanadigan qismi oʻzgarishi mumkin, shunda preparat ferment faolligini ushlab turolmaydi va ingibirlay olmaydi.
Ushbu chidamlilik natijasida mutatsiyaga ega boʻlgan viruslar preparat mavjud boʻlishiga qaramay koʻpayadi va avloddan avlodga oʻtish davomida preparatni kiritishdan oldin mavjud boʻlgan virus sonini qayta tiklab boradi. Nafaqat bunday xususiyatga ega virus, balki virusning butun populyatsiyasi endi preparatga qarshi tura oladi!

YAART va dorilarga chidamlilik

Agar OIV dori vositasiga chidamlilikka ega boʻlib borsa, unda virusni qanday toʻxtatish mumkin? Bir vaqtning oʻzida uchta yoki undan ortiq dori preparatlarini qabul qilgan holda, davolashga kombinatsiyalashgan holda yondashuv eng yaxshi usul boʻlib tuyuladi. Davolashga bunday yondashuv yuqori aktiv antiretrovirus terapiyasi yoki qisqacha YAART deb nomlanadi. YAART “aralashmasida” beriladigan dorilar odatda OIV hayot siklining turli davrlariga taʼsir qiladi.12,13
YAART yondashuvi yaxshi samara beradi, chunki populyatsiyadagi har qanday OIV virusida bir vaqtning oʻzida uchta dori preparatiga qarshi turishini taʼminlaydigan mutatsiyalar yuzaga kelishi ehtimoli juda kam. Virusning bir nechta dori preparatlariga chidamli shakllari keyinchalik rivojlanib borishiga qaramay, bir nechta dorilar kombinatsiyasi chidamlilik evolyutsiyasini sezilarli darajada sekinlashtiradi.10
OIVning biologiyasi haqida koʻproq maʼlumotga ega boʻlish uchun virus hayot sikli maqolasi bilan tanishib chiqing. OIV va OITSning simptomlari, muolajasi va uning oldini olish haqida toʻliqroq maʼlumot olish uchun esa “Salomatlik va tibbiyot” boʻlimidagi OIV va OITS maqolasi bilan tanishing.

Nima sababdan viruslar shunchalik tez rivojlanadi?

Viruslar evolyutsiya jihatidan qaraganda, odamlarga nisbatan tezroq rivojlanadi. Nega bunday boʻladi?
Yuqorida OIV misolida koʻrganimizdek, baʼzi viruslar yuqori mutatsion koʻrsatkichga ega, bu esa evolyutsiya uchun boshlangʻich material sifatida koʻproq oʻzgarishni taʼminlab, viruslarning tez rivojlanishiga sharoit yaratib beradi. Viruslarning tez rivojlanishiga yordam beradigan yana ikkita omil koʻp sonli populyatsiya va tez aylanuvchi hayot siklidir.14
Populyatsiya qanchalik katta boʻlsa, tabiiy tanlanish taʼsir qilishi mumkin boʻlgan, muayyan bir tasodifiy mutatsiyaga (masalan, doriga chidamlilik yoki yuqori virulentlikka) uchragan virus paydo boʻlish ehtimoli shunchalik yuqori boʻladi. Shuningdek, viruslar tez koʻpayadi, shu bois ularning populyatsiyalari oʻzlarining xoʻjayinlariga nisbatan qisqa vaqt oraligʻida rivojlanadi. Misol uchun, OIV virusining hayot sikli 52 soatdan iborat, uni tashib yuruvchi odamning hayot sikli esa, qoʻpol qilib aytganda, 20 yil.15
Tez taraqqiy etuvchi viruslarga qarshi qanday kurasha olamiz? Kasallik yuqishining oldini olish maqsadida maxsus chora-tadbirlar koʻrish, muolaja uchun yangi dori vositalarini tadqiq etish hamda vaksinalarni ishlab chiqish va ulardan foydalanish kabi usullarning hammasi muhim hisoblanadi.