Şengül Şirin
|
Cevap : Böcek Virüslerinin Biyoteknolojik Önemi-The Significance of Insect Viruses in Biotechnology
Böcek virüslerinin genel özellikleri: Böcek virüsleri şimdiye kadar böceklerden izole edilmiş en küçük formlardır Bir nükleik asit ve bunu çevreleyen protein bir örtüye (kapsid) sahiptirler Bazılarında da nükleik asit ve kapsidi çevreleyen lipid bir zarf mevcuttur Bazı virüsler etraflarını çevreleyen protein örtünün yanı sıra başka bir protein yapı içine de gömülmüş olabilirler Bu yapı inklüzyon cisimciği olarak adlandırılır inklüzyon yapılar içerisine gömülü halde olan virüsler gömülü virüsler (OV) olarak adlandırılırlar inklüzyon yapılar şimdiye kadar sadece Baculoviridae, Reoviridae ve Poxviridae gibi virüs familyalarında tespit edilmiştir (Hunter-Fujita ve ark 1998) Böceklerden izole edilen virüslerin, genom özellikleri, kaydedildikleri konukçu takımları ve konukçularının biyolojik dönemleri Çizelge 1'de özetlenmiştir
Başta bakülovirüsler, reovirüsler, entomopoksvirüsler ve iridovirüsler olmak üzere hemen hemen bütün böcek virüsleri biyoteknolojik amaçla kullanılmaktadır (Nalçacıoğlu 2003, Demir 2004, Sezen 2004) Ancak, şu ana kadar en çok çalışılan ve biyoteknolojik amaçla en yoğun kullanılan böcek virüsleri bakülovirüslerdir (Possee 1997, Inceoğlu ve ark 2001, Kost ve ark 2005, Knipe ve ark 2007, URL3) Bu nedenle, konuların daha iyi anlaşılması için burada özellikle bakülovirüslerin özelliklerinden ve biyoteknolojik kullanımlarından bahsedilecektir
Bakülovirüslerin biyolojisi: Bakülovirüsler, 25x250 nm büyüklükte ve 80-180 kbp kapalı yuvarlak ve çift zincir, süpersarmal DNA ihtiva ederler (Hayakawa ve ark 2000, Herniou ve ark 2001, Theilmann ve ark 2005) Virüs DNA'sı, hücre zarı yapısına benzer ve karmaşık yapıda olan bir zarf ile çevrili nükleokapsid içerisine paketlenmiştir
intrasellüler virüsler, polihedra veya granula olarak isimlendirilen protein yapısında inklüzyon yapılar içerisine gömülürler Baculoviridae familyası inklüzyon yapıların şekline göre nükleopolihedrovirüs ve granulozis virüs olmak üzere iki alt cinse ayrılır (Slack ve Arif 2007) Bu gruplandırma morfolojik, serolojik ve genetik bilgilere dayanılarak yapılmaktadır
Autographa califonica nükleopolihedrovirüsü (AcNPV, Baculoviridae), ilk olarak yonca tırtılı böceğinden izole edilmiş, nükleopolihedrovirüs cinsine aittir ve en çok çalışılan örnek bir bakülovirüs tipidir (Demirbağ 1993) Tip türü olması ve bakülovirüslere ait özellikleri yansıtması nedeniyle, bakülovirüslerin biyolojileri hakkındaki bilgiler, AcNPV üzerinden verilmektedir Nükleopolihedrovirüsler, 1-18 nükleokapsidin bir zarf içerisine gömülmesiyle oluşur Daha sonra bu zarfa sahip virüsler (virionlar), polihedrin (28 kDa) denilen tek bir proteinden oluşan kristal benzeri cisimler içerisine gömülürler Bunlar polihedral inklüzyon yapılar (PIB) olarak adlandırılır
PIB içerisine gömülen virüslere gömülü virüsler (OV) adı verilir Virüse ait protein miktarının %90'ı polihedrin proteini olmasına rağmen, bu protein virüsün hücrelerde replikasyonu için gerekli değildir O sadece virüs partiküllerinin tabiat şartlarında korunmasını sağlayan matriks oluşumunda rol alır Bu nedenle, polihedrin proteinini şifreleyen polh geni, biyoteknolojik uygulamalarda bakülovirüslerin etkili bir şekilde kullanılmalarına imkan sağlamaktadır
AcNPV'nin replikasyonu enfekte hücrelerin nukleuslarında gerçekleşir (Volkman ve Keddie 1990; Demirbağ 1993; Mikhailov 2003, Slack ve Arif 2007) Şekil 1'de de görüldüğü gibi bu işlem iki aşamada gerçekleşir Birinci aşamada, nukleus içerisinde nükleokapsidler oluşur Silindir şeklindeki nükleokapsidler, kapsid denilen tüp benzeri yapı içerisinde DNA'yı içerirler Tüplerin iki ucunda taban ve kapak denilen yapılar bulunur Nukleusta oluşan nükleokapsidler sonra nukleus kanallarından geçerek sitoplazmaya ulaşır Daha sonra hücre zarından tomurcuklanma yöntemi ile zarf kazanarak hücreden ayrılırlar (Şekil 1, H, I, J) Üretilen zarflı virüsler (ekstrasellüler virüsler, BV) hücre kültüründe hücreler arasında in vitro olarak enfeksiyonu taşıma özelliğine sahip, çomak şeklinde virüs formlarıdır (Şekil 1, J)
ikinci aşamada ise nukleus içerisinde oluşan nükleokapsidlerin bir kısmı aynı yerde zarf kazandıktan sonra küp şeklindeki protein yapılar içerisine gömülerek polihedral inklüzyon yap (PIB)'ları oluştururlar AcNPV'ye ait PIB'lerin büyüklükleri 05-15 um arasındadır Polihedrin proteininden oluşan matriks, PIB'nin genel morfolojisini oluşturur PlB'ler tabiatta virüs enfeksiyonunun larvadan larvaya taşınmasında rol oynayan yapılardır
Tabiatta, inklüzyon yapılar, besinler ile birlikte beslenme yoluyla larvalar tarafından alınır Bu yapılar, yüksek alkali koşullardan dolayı ortabağırsakta çözülür ve içerisinde bulunan virüs parçacıkları ortabağırsak lümenine salınır (Şekil 1, A) Açığa çıkan virüs parçacıkları özel bir reseptör tarafından tanınır Bu tanınma sonucunda virüs parçacıkları membran füzyonu yöntemiyle ortabağırsağın tek tabakalı silindirik epitelyum hücrelerine geçer (Şekil 1, B) Sitoplazmaya ulaşan n ü kleokapsidler, F-aktin fiberleri vasıtasıyla sitoplazmadan replikasyon bölgesi olan nukleusa geçerler (Şekil 1, C) Virüs DNA'sı burada kapsid örtüden ayrılır
Bu işlem büyük ihtimalle, DNA moleküllerine tutulu olan arginin bakımından zengin bazik bir proteinin fosforilasyonu neticesinde gerçekleşir Viral DNA replikasyonu ve transkripsiyon işlemleri nukleusta gerçekleşir (Şekil 1, D)
Replikasyondan (enfeksiyondan 8 saat) sonra nükleokapsid inşaası gerçekleşir Bu işlem, yavru virüslerin, enfekte olmuş ortabağırsak hücrelerinin bazal kısmından hemolenf içerisine salınması ile sonuçlanır Daha sonra, ekstrasellüler virüs (ECV) parçacıkları, reseptör bağımlı endositozis yoluyla hemositler, bağ dokusu hücreleri, yağ dokusu, trakeal elementler, kas hücreleri ve Malpighi tüpleri gibi hemolenfe dönük olan hücreleri enfekte ederler Yeni enfekte olan hücrelerde, virüs parçacıkları endozomlar içerisine geçerler Endozom içerisindeki düşük pH, ECV zarfında mevcut olan glikoproteini (gp64'ü) harekete geçirir
Bu glikoprotein, membran füzyonunu katalizleyerek nükleokapsidlerin sitoplazmaya geçişini sağlar Bundan sonra salınan nükleokapsidler, hücre kültüründe yeni bir replikasyon işlemini başlatırlar Replikasyon işleminin ikinci basamağında (enfeksiyondan 12 saat sonra), virüs parçacıkları artık hemolenf içerisine salınmaz Bunun yerine virüsler, primer ve sekonder olarak enfekte olmuş hücrelerin nukleuslarında yeni yapılan polihedralar içerisine gömülürler (Şekil 1, E, F) Sonuç olarak, larva polihedra ile dolar, virüs tarafından sentezlenen kitinaz ve katepsinaz etkilerine yenik düşen larva ölür (Slack ve ark 1995), böylece çok sayıda PIB (108-109/larva) çevreye salınmış olur inklüzyon yapılar, mevsimsel beslenme döngülerine sahip böcek populasyonlarında virüs devamlılığında önemli bir rol oynar (Jaques 1985)
__________________
Arkadaşlar, efendiler ve ey millet, iyi biliniz ki, Türkiye Cumhuriyeti şeyhler, dervişler, müritler, meczuplar memleketi olamaz En doğru, en hakiki tarikat, medeniyet tarikatıdır
|