వైరస్ అంటే ప్రొటీన్‌లో చుట్టవేసుకొని ఉండే ఒక దుర్వార్త
- 43 ఏళ్ల క్రితం ప్రఖ్యాత జీవ శాస్త్రవేత్తలు జీన్‌, పీటర్‌ మెడావర్‌లు వైరస్‌లపై చేసిన వ్యాఖ్య ఇది.
ఈ ఏడాది జనవరిలో శాస్త్రవేత్తలు అలాంటి ఓ ‘దుర్వార్త’ గుట్టు(డీ కోడ్‌) విప్పారు. అదే ప్రపంచాన్ని గడగడలాడిస్తున్న కొవిడ్‌-19 కారక ‘సార్స్‌-కోవ్‌-2’ వైరస్ జన్యుపటం. దీని ప్రాముఖ్యం ఏమిటి? కరోనాపై నిర్విరామంగా పోరాడుతున్న శాస్త్ర ప్రపంచానికి ఈ జన్యుపటం ఎలా ఉపకరిస్తుంది? దీని అంతర్గత రూపమేంటి? చూద్దాం..
ఎత్తులు.. జిత్తులు
కరోనా మహమ్మారి తొలుత వ్యాపించిన వుహాన్‌(చైనా)లోని సీఫుడ్‌ మార్కెట్‌లో పనిచేస్తున్న 41ఏళ్ల వ్యక్తి నుంచి వైరస్ నమూనాలను సేకరించి, దీని జన్యుక్రమాన్ని తొలిసారిగా ఆవిష్కరించారు. ఈ జన్యుపటం తీరుతెన్నుల ఆధారంగానే ఔషధాలు, టీకాలను తయారు చేసేందుకు ప్రపంచవ్యాప్తంగా శాస్త్రవేత్తలు పరిశోధనలు చేస్తున్నారు. మానవ కణంలోకి ప్రవేశించడానికి, ఆ కణ యంత్రాంగాన్ని హైజాక్‌ చేసి తన గుప్పిట్లో పెట్టుకోవడానికి, తన రూపాలను(ప్రతులను) పెద్దసంఖ్యలో పెంచుకోవడానికి, మన రోగ నిరోధక వ్యవస్థను ఏమార్చడానికి కరోనా వైరస్ అడుగడుగునా ఎత్తులు, జిత్తులు వేస్తుంటుంది. వంచనతో ఇది మానవ శరీరంలో తిష్ఠ వేస్తోంది. ఈ వైరస్ జన్యుక్రమాన్ని ఆవిష్కరించిన శాస్త్రవేత్తలు ఇది సూక్ష్మస్థాయిలో చేస్తున్న ‘ధూర్త’ చర్యలను వెలుగులోకి తెచ్చారు.
గొలుసు కట్టు..
ఇన్‌ఫెక్షన్‌ సోకిన కణంలో మొదట నాన్‌ స్ట్రక్చరల్‌ ప్రొటీన్లు(ఎన్‌ఎస్‌పీ)గా పిలిచే 16 ప్రొటీన్లతో కూడిన ఒక గొలుసు(ఓఆర్‌ఎఫ్‌1ఏబీ) తయారవుతుంది. ఇందులో రెండు ప్రొటీన్లు కత్తెరలా పనిచేస్తాయి. పలు ఇతర ప్రొటీన్ల మధ్య లంకెను ఇవి కత్తిరించేస్తాయి. తద్వారా వాటి విధులకు ఆటంకాల్లేకుండా స్వేచ్ఛను కల్పిస్తాయి. కొన్ని ప్రొటీన్ల తీరు శాస్త్రవేత్తలకు ఇప్పటికీ అంతుచిక్కకపోగా.. కొన్నిమాత్రం పెద్దగా విధులను నిర్వర్తించడం లేదు. మనుషులకు వైరస్ చేసే హానికర ప్రక్రియలో ఇవి కీలక పాత్రధారులు. ఒక్కోటి ఒక్కో రకంగా పనిచేస్తాయి.
- చేటు చేస్తాయిలా..
- నాన్‌ స్ట్రక్చరల్‌ ప్రొటీన్లలో - ‘ఎన్‌ఎస్‌పీ3’ చాలా పెద్దది. ఇది రెండు ముఖ్యమైన పనులు చేస్తుంది. ఇతర వైరల్‌ ప్రొటీన్లకు స్వేచ్ఛ కల్పిస్తుంది. తద్వారా స్వీయ లక్ష్యాలను నిర్వర్తించేలా వాటికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఇన్‌ఫెక్షన్‌కు లోనైన కణంలోని అనేక ప్రొటీన్లను ఇది మార్చేస్తుంది. సాధారణంగా ఆరోగ్యకరమైన ఒక కణం.. పాత ప్రొటీన్లు నాశనమయ్యేలా వాటికి ‘ట్యాగ్‌’ వేస్తుంది. ఈ ట్యాగ్‌లను ఎన్‌ఎస్‌పీ3 తొలగిస్తుంది. తద్వారా ప్రొటీన్ల సమతౌల్యాన్ని మార్చేసి.. వైరస్‌పై పోరాడే కణ సామర్థ్యాన్ని దెబ్బతీస్తుంది.
- ఇతర ఎన్‌ఎస్‌పీలు చేసే హానికర చర్యలు:
మానవ కణాల్లో యాంటీవైరల్‌ ప్రొటీన్లు ఉంటాయి. అవి వైరస్‌లోని ఆర్‌ఎన్‌ఏను గుర్తించి నాశనం చేస్తాయి. ఇలాంటి యాంటీ వైరల్‌ ప్రొటీన్లు తయారు కాకుండా ఎన్‌ఎస్‌పీలు అడ్డుకుంటాయి. అలాగే వైరస్ జన్యువులను దాచేసి.. అవి యాంటీవైరల్‌ ప్రొటీన్ల దాడికి గురి కాకుండా చేస్తాయి.
ఎన్‌ఎస్‌పీలు - ద్రవాలతో నిండిన బుడగలను తయారుచేసి.. ఇన్‌ఫెక్షన్‌కు గురైన మానవ కణాన్ని నింపేస్తాయి. ఈ బుడగల్లోనే వైరస్‌కు సంబంధించిన కొత్త ప్రతులు(కాపీలు) నిర్మాణమవుతాయి.
కొత్తగా ఏర్పడే వైరస్ జన్యుపటాల్లో ‘అక్షరాల’ కూర్పును ఎన్‌ఎస్‌పీ12 చేపడుతుంది. ‘రెమిడెసివిర్‌’ అనే యాంటీవైరల్‌ ఔషధం కరోనా వైరస్‌లలోని దీని పనితీరునే ప్రభావితం చేస్తున్నట్లు ఇప్పటికే వెల్లడైంది.
‘అక్షరాలా’ డీఎన్‌ఏ.. ఆర్‌ఎన్‌ఏ
మనం తరచూ ఈ మాటలు వింటుంటాం. డీఎన్‌ఏ(డీఆక్సీ రిబో న్యూక్లిక్‌ యాసిడ్‌), ఆర్‌ఎన్‌ఏ(రిబో న్యూక్లిక్‌ యాసిడ్‌)లు జీవుల్లో జన్యు సమాచారాన్ని మోసుకెళ్లే రసాయన వాహకాలు. చాలా జీవులు తమ జన్యు సమాచారాన్ని డీఎన్‌ఏలో నిల్వ చేసుకుంటాయి. వాటి సంతానానికి అది బట్వాడా అవుతుంది. ఆర్‌ఎన్‌ఏ అనేది ప్రధానంగా ప్రొటీన్‌ ఉత్పత్తి కోసం జన్యు సంకేతాన్ని బదిలీ చేయడంలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది. కరోనా వంటి కొన్ని వైరస్‌లు ఆర్‌ఎన్‌ఏను తమ జన్యు పదార్థంగా ఉపయోగించుకుంటాయి. డీఎన్‌ఏలో నాలుగు రసాయన మూలాలు ఉంటాయి. అవి.. అడినైన్‌ (ఎ), గ్వానైన్‌ (జి), సైటోసైన్‌ (సి), థైమిన్‌ (టి). ఇవి మూలజతలుగా ఏర్పడుతూ.. ఆ జీవి నిర్మాణం, నిర్వహణకు సంబంధించిన సమాచారాన్ని నిల్వచేస్తాయి. ఒక్కో జత.. ఒక షుగర్‌ పరమాణువుకు, ఫాస్ఫేట్‌ పరమాణువుకు సంధానమవుతుంది. ఒక మూల జత, షుగర్‌, ఫాస్ఫేట్‌ను కలిపి ఒక న్యూక్లియోటైడ్‌ అంటారు. న్యూక్లియోటైడ్లు.. రెండు పొడవైన పోగులుగా ఏర్పడతాయి. ఇవి మెలితిరిగిన నిచ్చెనలా ఉంటాయి. ఆర్‌ఎన్‌ఏలో ఒక్క పోగు మాత్రమే ఉంటుంది. దీనికితోడు ఆర్‌ఎన్‌ఏలో థైమిన్‌కు బదులు ఉరాసిల్‌(యూ) అక్షరం ఉంటుంది.
ప్రోటీన్లు ఏం చేస్తాయి?
కరోనా వైరస్ జన్యుపటంలో మొదటి భాగం(మూల ‘అక్షర’క్రమం) మానవ కణంలోని యంత్రాంగాన్ని తనకు అనువుగా మార్చుకుంటుంది. తద్వారా తన ఆర్‌ఎన్‌ఏను మాత్రమే చదివేలా చేస్తుంది. చివరికి వాటిని కరోనా వైరస్ ప్రొటీన్లుగా మారుస్తుంది. ఇలా కరోనా వైరస్‌లోని ఆర్‌ఎన్‌ఏ వెలువరించే ముఖ్యమైన ప్రొటీన్లే వ్యాధి సంక్రమణలో కీలకపాత్ర పోషిస్తాయి.
ఆర్‌ఎన్‌ఏ హారం..
సంఖ్యను అమాంతం పెంచుకోవడానికి వైరస్‌లు సజీవ కణాలను హైజాక్‌ చేయాల్సి ఉంటుంది. కరోనా వైరస్ తనకు అనువైన మానవ కణాన్ని గుర్తించినప్పుడు అందులోకి ఒక ఆర్‌ఎన్‌ఏ పోగును చొప్పిస్తుంది. ఆ పోగులో జన్యుపటం మొత్తం ఉంటుంది. ఇందులో దాదాపు 30వేల ‘అక్షరాలు’ ఉంటాయి(ఇలాంటి అక్షరాలు మానవ జన్యుపటంలో 300 కోట్లకు పైగా ఉంటాయి). కరోనా వైరస్ జన్యుపటంలో 29 ప్రొటీన్లకు సంబంధించిన ముఖ్య జన్యువులను శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. ఇవి తమకు సంబంధించిన ప్రతులను తయారు చేసుకోవడం దగ్గర నుంచి మానవ రోగ నిరోధక స్పందనలను అణచివేయడం వరకూ అనేక రకాలుగా కరోనా వైరస్‌కు సాయపడుతుంటాయి.
నిర్మాణ ప్రోటీన్లు...
కరోనా వైరస్ బయటి పొరపై - స్పైక్‌(ఎస్‌), ఎన్విలప్‌(ఈ), మెంబరేన్‌(ఎం), న్యూక్లియోక్యాప్సిడ్‌(ఎన్‌) అనే నాలుగు నిర్మాణ (స్ట్రక్చరల్‌) ప్రొటీన్లు ఉన్నాయి. లోపలున్న ఆర్‌ఎన్‌ఏను ఇవి రక్షిస్తాయి. కొత్త వైరస్ ప్రతుల విడుదల, వాటి కూర్పులోనూ వీటి పాత్ర ఉంది. వీటిలో ‘ఎస్‌’ ప్రొటీన్‌.. వైరస్‌కు వెలుపల కొమ్ము లాంటి ఆకృతులను కలిగిస్తోంది. ఈ ఆకృతులన్నీ ఓ కిరీటంలా కనిపిస్తాయి. అందువల్లే కరోనా వైరస్‌కు ఆ పేరు వచ్చింది. ఇందులోని కొంత భాగం విస్తరించి, మానవ శ్వాసనాళాల్లోని నిర్దిష్ట కణాలపై ఉండే ‘ఏసీఈ2’ అనే ప్రొటీన్‌కు అనుసంధానమవుతుంది. తద్వారా ఈ వైరస్ మానవ కణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. స్పైక్‌ ప్రొటీన్‌ జన్యువులో 12 ‘అక్షరాల’ (ccucggcgggca) తో కూడిన జోడింపు ఉంది. ఈ ఉత్పరివర్తన కారణంగా స్పైక్‌లు మానవ కణాలతో దృఢంగా సంధానమవుతున్నాయి. గబ్బిలాలు, ఇతర జంతువుల్లోని కరోనా వైరస్‌లతో పోలిస్తే ఇది చాలా కీలక మార్పు. ఈ స్పైక్‌లు మానవ కణాలకు అనుసంధానం కాకుండా నిరోధించే టీకాలనే చాలామంది శాస్త్రవేత్తలు అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.
కరోనా వైరస్ చుట్టూ చమురుతో కూడిన ఒక బుడగ ఏర్పడటానికి ‘ఈ’ ప్రొటీన్‌ వీలు కల్పిస్తుంది. దీని జోక్యంతోనే మానవ కణ ప్రక్రియలో మార్పులు చోటుచేసుకుంటాయి. అలాగే వైరస్‌లోని వెలుపలి భాగాన్ని ‘ఎం’ ప్రొటీన్‌ ఏర్పరుస్తుంది. ‘ఎన్‌’ ప్రొటీన్‌ వైరస్ ఆర్‌ఎన్‌ఏను రక్షిస్తూ లోపల అది స్థిరంగా ఉండేలా చూస్తుంది.
తోడు దొంగలు
సార్స్‌-కోవ్‌-2 జన్యుపటంలో తోడు దొంగల్లా పనిచేసే(యాక్సెసరీ) ప్రొటీన్లు కూడా ఉన్నాయి. ఇవి ఇన్‌ఫెక్షన్‌ సోకిన కణంలోని పరిస్థితులను మార్చేస్తాయి. తద్వారా వైరస్ తన ప్రతులను సృష్టించుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. వీటిలో ‘ఓఆర్‌ఎఫ్‌3ఎ’ మానవ కణ పొరకు రంధ్రం చేస్తుంది. దీంతో కొత్తగా ఉత్పత్తయిన వైరస్‌లు బయటకు వెళ్లేందుకు వీలు కలుగుతుంది. మానవ శరీరంలో వాపు ప్రక్రియ(ఇన్‌ఫ్లమేషన్‌)ను కూడా ప్రేరేపిస్తుంది. కొవిడ్‌-19 సోకిన వారిలో తలెత్తే ప్రమాదకర లక్షణం. వైరస్ సోకిన వెంటనే మానవ కణం రోగ నిరోధక వ్యవస్థకు ఒక సంకేతాన్ని పంపుతుంది. తోడు దొంగల్లో ఒకటైన ఓఆర్‌ఎఫ్‌6 ప్రొటీన్‌ ఈ సంకేతాన్ని అడ్డుకుంటుంది. కణంలోనూ సొంతంగా వైరస్‌ను ఎదుర్కొనే ప్రొటీన్లుంటాయి. వీటిని కూడా ‘ఓఆర్‌ఎఫ్‌6’ నిలువరిస్తుంది. మానవ కణం నుంచి కొత్త వైరస్‌లు తప్పించుకోవడానికి ప్రయత్నించినప్పుడు ఆ కణం స్పందిస్తుంది. టెథెరిన్‌ అనే ప్రొటీన్లతో ఆ వైరస్‌లకు ఉచ్చు వేస్తుంది. ఈ దశలో ‘ఓఆర్‌ఎఫ్‌7ఎ’ రంగప్రవేశం చేసి మానవ కణం నుంచి టెథెరిన్‌ సరఫరా కాకుండా అడ్డుకుంటుంది. ఫలితంగా కణం నుంచి పెద్ద సంఖ్యలో వైరస్‌లు బయటకు వచ్చేస్తాయి. అంతేకాదు ఇన్‌ఫెక్షన్‌ సోకిన కణాలను ఆత్మహత్య చేసుకునేలా కూడా ఇది ప్రేరేపిస్తుంది. దీంతో ఊపిరితిత్తులు దెబ్బతింటాయి. చివరిగా.. కరోనా జన్యుపటం చిన్న ఆర్‌ఎన్‌ఏ తునకతో ముగుస్తుంది.
