Alan: Mikrobiyoloji ve moleküler biyoloji · Düzey: İleri IBO
Genom türü, çoğalma ve giriş
Virüsler kendi başlarına ribozom ve enerji metabolizmasının tümünü taşımaz; üretimleri konak hücre altyapısına dayanır. DNA ve RNA virüslerinin replikasyon yeri/genom okuma stratejileri farklıdır. Örneğin bazı DNA virüsleri çekirdekte konak veya viral DNA polimeraz kullanırken pek çok pozitif iplikli RNA virüsü sitoplazmada RNA-bağımlı RNA polimeraz gerektirir. Her DNA virüsü çekirdekte, her RNA virüsü sitoplazmada çoğalır genellemesi doğru değildir; poxviruslar ve influenza gibi bilinen istisnalar vardır. Retrovirüslerde RNA'dan DNA sentezleyen ters transkriptaz ve çoğu zaman konak genomuna entegrasyon önemlidir.
Virüs çoğalma analizinde genom kopyası, fiziksel partikül ve bulaştırıcı birim aynı değildir. DNA genomu qPCR ile, RNA genomu ise ters transkripsiyon içeren RT-qPCR ile ölçülebilir; plak testi uygun konak hücrelerinde enfeksiyon oluşturan birimleri yaklaşık PFU olarak ölçer. Tek adımlı büyüme eğrisinde enfeksiyon eşzamanlanır ve bağlanmamış virüsler uzaklaştırılır. Latent dönem, hücre dışında yeni bulaştırıcı partiküller saptanmadan önceki süredir. Tutulma dönemi (eclipse), hücre içinde bile yeni bulaştırıcı partiküllerin saptanamadığı daha erken aralıktır. İkisini ayırmak için hücre içi ve hücre dışı fraksiyonlar ayrı ölçülür. Hücreden tomurcuklanma ve hücre lizisi farklı çıkış mekanizmalarıdır.
Poisson modeliyle MOI
MOI (multiplicity of infection), verilen bulaştırıcı partikül sayısının hedef hücre sayısına oranıdır. Rastgele dağılım için P(k bulaştırıcı birim)=e^(−m)m^k/k! şeklinde Poisson yaklaşımı kullanılır. m=2 olduğunda başlangıçta hiçbir bulaştırıcı birim almayan hücre oranı P(0)=e^(−2)≈%13,5; en az bir birim alan hücre oranı ≈%86,5'tir. MOI=2 olması her hücrenin tam iki virüs aldığı anlamına gelmez; reseptör heterojenliği ve partikül agregasyonu varsayımları bozabilir.
Çözümlü problem
MOI=1 için başlangıçta sıfır bulaştırıcı birim alan hücrelerin oranı yaklaşık kaçtır?
A) %0 B) %10 C) %36,8 D) %50 E) %100
Yanıt C. P(0)=e^(−1)=0,3679. Bu olasılıktan her hücrenin kesin duyarlı olduğu veya enfeksiyonun üretken olduğu çıkarılmaz. Deneyde PFU ve genom kopya sayısı ayrı raporlanmalıdır.
Kaynak yönlendirmesi: OpenStax Biology 2e, 21.1–21.2; genel viroloji ders kitapları.
İleri uygulama · MOI ile enfekte hücre oranının Poisson hesabı
MOI yalnız ortalama bulaştırıcı birim/hücre oranıdır. m=0,5 için Poisson modeli P(0)=e^(−0,5)≈0,607; en az bir birim alan oran ≈%39,3'tür. Tam bir birim alma olasılığı P(1)=0,5e^(−0,5)≈%30,3; iki veya daha fazla alma olasılığı ≈%9,0 olur. Reseptör dağılımı, partiküllerin kümeleşmesi ve yüksek hücre yoğunluğu varsayımları bozabilir.
İkinci analitik soru: MOI 0,5'ten 1'e yükseldiğinde en az bir birim alan hücre yüzdesi yaklaşık %39,3'ten %63,2'ye çıkar. Son değer ilk değerin 1,61 katıdır (yaklaşık %61 göreli artış). Aynı hücreye çoklu bulaşma olasılığı artar.