Ρετροϊοί

Ρετροϊοί έχουν επηρεάσει το ανθρώπινο γονιδίωμα για εκατομμύρια χρόνια. Αλλά οι μεγάλες μολυσματικές ασθένειες μπορούν επίσης να εντοπιστούν στους ρετροϊούς.

Τι είναι οι ρετροϊοί;

Ένας ιός είναι ένα μολυσματικό σωματίδιο που δεν μπορεί να πολλαπλασιαστεί από μόνος του. Οι ιοί δεν έχουν ούτε το δικό τους μεταβολισμό. Επομένως, οι ιοί δεν καταμετρώνται στα ζωντανά όντα, αν και έχουν ατομικά χαρακτηριστικά της ζωής.

ΕΝΑ Ρετροϊός είναι ένας ιός χωρίς το δικό του DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ), ένα μόριο που εμφανίζεται σε όλα τα έμβια όντα και σε ορισμένους ιούς, που αποτελείται από μια διπλή έλικα και περιέχει όλες τις κληρονομικές πληροφορίες.

Το γενετικό υλικό (γονιδίωμα) των ρετροϊών, που έχουν διάμετρο περίπου 100 nm, από την άλλη πλευρά, περιέχει μόνο ένα κλώνο RNA (ριβονουκλεϊκό οξύ), το οποίο περιβάλλεται από ένα πακέτο («καψίδιο») που αποτελείται από πρωτεΐνες. Το εξωτερικό κέλυφος των ρετροϊών αποτελείται από σε μεγάλο βαθμό αδιάλυτα στο νερό μόρια (φτιαγμένα από "λιπιδικές" ουσίες) στα οποία ενσωματώνονται οι πρωτεΐνες του ιού.

Σημασία & λειτουργία

Οι «ενδογενείς ρετροϊοί» («XRV») ενσωματώθηκαν στο γονιδίωμα ενός κυττάρου ξενιστή στη βλαστική γραμμή του οργανισμού ξενιστή πριν από πολλές γενιές («προϊός») και μεταδίδονται από γενιά σε γενιά.

Η έρευνα έχει δείξει ότι περίπου το 9% του ανθρώπινου γονιδιώματος αποτελείται από ιικό RNA. Η συντριπτική πλειοψηφία αυτού του RNA βρέθηκε στο γονιδίωμα των προγόνων μας περίπου 40 έως 70 εκατομμύρια χρόνια πριν. Υποσυστήματα ρετροϊών που εξακολουθούν να αναγνωρίζονται στο ανθρώπινο γονιδίωμα έγιναν μέρος του γενετικού μακιγιάζ πριν από 100 εκατομμύρια χρόνια. Τα γονιδιώματα ορισμένων ενδογενών ρετροϊών έχουν ακόμη και προστατευτική λειτουργία για τη ζωή: για παράδειγμα, οι ανθρώπινες εγκυμοσύνες είναι δυνατές μόνο επειδή κάποιος αρχαίος ρετροϊός εμποδίζει την απόρριψη του εμβρύου.

Οι «εξωγενείς ρετροϊοί» («ERV»), από την άλλη πλευρά, διεισδύουν στον οργανισμό ξενιστή μέσω μόλυνσης. Οι ρετροϊοί, που μολύνουν συγκεκριμένα τα σπονδυλωτά, επιτίθενται σε ορισμένα κύτταρα του σώματος των ζώων στα οποία ειδικεύονται. Μέσα στο κύτταρο που έχουν μολύνει, ενσωματώνουν το γενετικό τους υλικό στο γενετικό υλικό του κυττάρου ξενιστή. Μετά την αναπαραγωγή ρετροϊών εντός του κυττάρου ξενιστή, οι ιοί απελευθερώνονται στην κυκλοφορία του αίματος και μπορούν έτσι να μολύνουν άλλα κύτταρα. Το DNA ενός κυττάρου είναι υπεύθυνο για την παραγωγή του RNA, το οποίο λειτουργεί ως μέρος του γονιδιώματος και, ως «αγγελιοφόρο RNA» (mRNA, messenger RNA), μεταδίδει πληροφορίες που είναι απαραίτητες για το σχηματισμό πρωτεϊνών.

Ο όρος «ρετροϊός» προκύπτει από το γεγονός ότι αυτή η μορφή ιού αντιστρέφει την αρχική εμπειρία σχηματισμού RNA μέσα σε ένα κύτταρο: Δεν είναι το αρχικό DNA του κυττάρου ξενιστή που ενεργοποιεί τώρα τις οδηγίες για το σχηματισμό RNA. Αντίθετα, ο ρετροϊός αλλάζει το DNA του κυττάρου ξενιστή, το οποίο, μετά τη μόλυνση, δίνει οδηγίες για την παραγωγή νέων ρετροϊών. Η αποκαλούμενη «αντίστροφη μεταγραφάση» (RT), ένα ειδικό «ένζυμο» του ρετροϊού, επιτρέπει στο RNA του ρετροϊού να εισαχθεί στο DNA του κυττάρου ξενιστή. Τα ένζυμα είναι ουσίες που μπορούν να προκαλέσουν ορισμένες βιοχημικές αντιδράσεις.

Κίνδυνοι, διαταραχές, κίνδυνοι & ασθένειες

Ο πιο γνωστός ρετροϊός είναι ο ιός ΗΙ (ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας), ο οποίος προκαλεί ανοσοανεπάρκεια στους ανθρώπους. Ο HIV ειδικεύεται στα λεγόμενα «Τ βοηθητικά κύτταρα» (επίσης λεγόμενα «CD4 λεμφοκύτταρα»), τα οποία είναι υπεύθυνα για τον συντονισμό της άμυνας του ανθρώπινου σώματος έναντι παθογόνων και ξένων ουσιών.

Τα λεμφοκύτταρα ανήκουν στην ομάδα των λευκών αιμοσφαιρίων ("λευκοκύτταρα"). Τα Τ-βοηθητικά κύτταρα αντιπροσωπεύουν μια υποομάδα «Τ κυττάρων». Ο όρος «Τ κύτταρο» αναφέρεται στο «θύμο αδένα», το οποίο είναι μέρος του λεγόμενου «λεμφικού συστήματος» και επομένως του ανοσοποιητικού συστήματος. Ο θύμος αδένας είναι ένα όργανο που αποτελείται από δύο λοβούς που βρίσκεται πάνω από την καρδιά στους ανθρώπους. Τα "Τ κύτταρα" ("Τ λεμφοκύτταρα") που δημιουργούνται στον μυελό των οστών και μεταναστεύουν από εκεί στον θύμο αδένα είναι υπεύθυνα για την ανοσολογική άμυνα αφού ωριμάσουν στον θύμο αδένα.

34 εκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως έχουν μολυνθεί από τον ιό HIV. Το SIV (ιός ανοσοανεπάρκειας simian) είναι μια ομάδα ιών από τους οποίους πιστεύεται ότι έχει αναπτυχθεί ο HIV. Το "Simian" σημαίνει "πίθηκος" και αναφέρεται στους φορείς του SIV. Ο ιός HTLV-1 (ανθρώπινος Τ-λεμφοτροπικός ιός 1), ο οποίος επηρεάζει επίσης τα CD4-T λεμφοκύτταρα σε ανθρώπους και συναφή πρωτεύοντα, είναι ένας από τους ρετροϊούς. Ένας μικρός αριθμός μολυσμένων ατόμων αναπτύσσει νευρολογικές ασθένειες όπως «τροπική σπαστική παραπάρεση» ή «λευχαιμία Τ-κυττάρων».

Τα συμπτώματα της τροπικής σπαστικής παραπαραγωγής είναι παρόμοια με τη σκλήρυνση κατά πλάκας. Η λευχαιμία Τ-κυττάρων οδηγεί σε κακοήθεις («κακοήθεις») όγκους που προέρχονται από τα λεμφοκύτταρα. Το ποσοστό μόλυνσης από τον ιό HTLV-1 είναι χαμηλό στην Ευρώπη: Στη Δυτική Ευρώπη, 6.000 άτομα πιστεύεται ότι έχουν μολυνθεί, εκ των οποίων περίπου το ένα τοις εκατό θα αναπτύξει τροπική σπαστική παραβολή. Ωστόσο, εκτιμάται ότι έως και 20 εκατομμύρια άνθρωποι έχουν μολυνθεί με HTLV-1 παγκοσμίως.

Η αποδυνάμωση του ανοσοποιητικού συστήματος με τη μείωση του αριθμού των Τ κυττάρων οδηγεί σε αυξημένη ευαισθησία σε λοιμώξεις. Η καταπολέμηση των ασθενειών που προκαλούνται από ρετροϊούς γίνεται πιο δύσκολη με υψηλό ρυθμό μετάλλαξης: μια μετάλλαξη ρετροϊού συμβαίνει με κάθε χιλιοστό έως δέκατη χιλιοστό αντίστροφη μεταγραφάση. Η ανάπτυξη φαρμάκων για τη θεραπεία ασθενειών ρετροϊού στοχεύει πρωτίστως στον επηρεασμό της αντίστροφης μεταγραφάσης.