శాస్త్ర విజ్ఞానము

ఫేజ్ వైరస్ ఓ బాక్టీరియా కణం లోకి తన డీ. ఎన్. ఏ. ని ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, ఆ బాక్టీరియాలో మరిన్ని ఫేజ్ లు పుట్టుకొచ్చి వాటికి ఆతిథ్యం ఇచ్చిన బాక్టీరియాని నాశనం చేస్తాయని కిందటి సారి చెప్పుకున్నాం. ఆ నాశనం చేసే వైనం ఏంటో ఈ సారి కాస్త విపులంగా పరిశీలిద్దాం.



వైరస్ లు పునరుత్పత్తి చెందే తీరులో రెండు ప్రత్యామ్నాయ విధానాలు ఉంటాయి. మొదటి విధానంలో బాక్టీరియా కణం వెంటనే నాశనం అవుతుంది. అందుకే మొదటి విధానాన్ని ‘వినాశక చక్రం’ (lytic cycle) అంటారు. రెండో విధానంలో బాక్టీరియా కణంలో వైరల్ డీ. ఎన్. ఏ. మాత్రమే బాక్టీరియా తో పాటు పునరుత్పత్తి చెందుతుంది. అలా వృద్ధి చెందుతూ ఏదో ఒక దశలో ‘వినాశక చక్రం’ లోకి ప్రవేశించి అప్పుడు బాక్టీరియా కణాలని నాశనం చేస్తుంది. ఈ రెండో విధానంలో బాక్టీరియా కణాలు వెంటనే నాశనం కాకుండా, వాటి వినాశనానికి కారణమైన వైరల్ డీ. ఎన్. ఏ. మాత్రమే వృద్ధి చెందుతుంది కనుక రెండో విధానాన్ని ‘వినాశ కారక చక్రం’ (lysogenic cycle) అంటారు. ఈ చక్రాలని కాస్త వివరంగా పరిశీలిద్దాం.



వినాశక చక్రం (lytic cycle): చిత్రంలో T4 అనే ప్రత్యేకమైన ఫేజ్ వైరస్ ఈ. కోలై (E. coli) అనే బాక్టీరియాని నాశనం చేసే వైనంలోని దశలు వర్ణించబడుతున్నాయి. T4 లో “తల” (capsid head), “తోక” (tail), “తోక దారాలు” (tail fibers) అని మూడు భాగాలని గుర్తించొచ్చు.


మొదటి దశ సంధానం. ఈ దశలో T4 ఫేజ్ తన తోక దారాలతో ఈ. కోలై కణం యొక్క ఉపరితలం మీద ఉండే కొన్ని రిసెప్టార్లకి అతుక్కుని వైరస్ ని కణ ఉపరితలం మీద స్థిరంగా నిలుపుతాయి.

రెండవ దశ ప్రవేశం. ఈ దశలో తోక యొక్క పై తొడుగు (sheath) కుంచించుకుంటుంది. అప్పుడు తలలో ఉన్న డీ. ఎన్. ఏ. బాక్టీరియా కణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది.

మూడవ దశ సంయోజనం. ఇందులో బక్టీరియాలోకి ప్రవేశించిన డీ. ఏన్. ఏ. ఆధారంగా దానికి సంబంధించిన ప్రోటీన్లు సంయోజింపబడతాయి. అంతేకాక వైరల్ డీ. ఎన్. ఏ. కూడా పదే పదే ద్విగుణీకృతం చెంది వృద్ధి చెందుతుంది. ఆ విధంగా వైరస్ నిర్మాణానికి కావలసిన ప్రోటీన్ అంశాలు బాక్టీరియాలో పోగవుతాయి.

నాలుగవ దశ కూర్పు. ఇందులో క్రిందటి దశలో సృష్టించబడ్డ ప్రోటీన్ అంశాల సహాయంతో కొత్త వైరస్ లు కూర్చబడతాయి. తల, తోక, తోకదారాలు మొదలైన అంగాలతో వైరస్ లు వాటికవే ఏర్పడతాయి. కొత్త ఏర్పడ్డ వైరల్ డీ. ఎన్. ఏ. ఈ కొత్త వైరస్ ల తలలోకి చేరుతాయి.



చివరి దశ విడుదల. బాక్టీరియా కణంలో జన్మించిన ఫేజ్ లు ఓ ప్రత్యేకమైన ఎన్జైమ్ యొక్క ఉత్పత్తికి నిర్వహణ వహిస్తాయి. ఈ ఎన్జైమ్ వల్ల కణం యొక్క పైపొర నాశనం అవుతుంది. దాంతో బయట ఉన్న ద్రవం కణం లోపలికి ప్రవేశించి కణాన్ని పటాపంచలు చేస్తుంది. అప్పుడు కణంలో ఉండే ఫేజ్ లు విడుదల అవుతాయి.



ఈ మొత్తం ప్రక్రియ అంతా 37 C వద్ద 20-30 నిముషాలలో అయిపోతుంది. ఈ విధమైన దారుణ అటాయింపు వల్ల ఓ మొత్తం బాక్టీరియా సందోహాన్ని కొన్ని గంటలలోనే ఫేజ్ లు నాశనం చెయ్యగలవు. కేవలం ‘వినాశక చక్రం’ చేత మాత్రమే పునరుత్పత్తి చెందగల ఫేజ్ లని ‘virulent phage’ అంటారు. పైన చెప్పుకున్న T4 అలాంటి ఫేజ్ లకి ఉదాహరణ.


ఫేజ్ లు అంత హానికరమైనప్పుడు మరి వాటి వల్ల ప్రపంచంలో ఇక బాక్టీరియాలే లేకుండా అవి ఎందుకు నిర్మూలించవు? నిజానికి కొన్ని దేశాల్లో ఫేజ్ లని ఓ మందుగా, క్రిమినాశక పదార్థంగా వాడి బాక్టీరియాలని నిర్మూలిస్తారు. అయితే బాక్టీరియాలు కూడా ఏమీ తక్కువ తినలేదు! వాటి ఆత్మరక్షణా ఏర్పాట్లు వాటికి ఉన్నాయి.

ఉదాహరణకి ఫేజ్ లు బాక్టీరియాని అటకాయించాలంటే, ఫేజ్ లు గుర్తుపట్టదగ్గ రిసెప్టార్లు ఆ బాక్టిరియా ఉపరితలం మీద ఉండాలి. బాక్టీరియాలో జరిగే ఉత్పరివర్తనల (mutations) వల్ల ఫేజ్ లు గుర్తుపట్టలేని కొత్త రిసెప్టార్లు బాక్టిరియా మీద ఏర్పడవచ్చు. అలాంటి బాక్టీరియా ఫేజ్ యొక్క దాడి నుండి తప్పించుకుంటుంది.

తరువాత ఫేజ్ కి చెందిన డీ. ఎన్. ఏ. బాక్టిరియాలోకి ప్రవేశించినా, బాక్టీరియా ఆ డీ.ఎన్. ఏ. ని పరాయి డీ. ఎన్. ఏ. కింద గుర్తిస్తుంది. అప్పుడు బాక్టిరియాలోని restriction endonucleases అనే ఒక రకమైన ఎన్జైమ్ లు ఈ కొత్త వైరల్ డీ. ఎన్. ఏ. ని నాశనం చేస్తాయి.

ఈ విధంగా బాక్టీరియాలు, ఫేజ్ లు అధిపత్యం కోసం పోటీ పడుతూ, ప్రత్యర్థి నుండి ఆత్మరక్షణ కోసం వివిధ ఏర్పాట్లు చేసుకుంటూ, అదను చూసి ప్రత్యర్థి మీద దెబ్బ కొడుతూ, స్వతంత్రంగా తమ మనుగడ సాగించడానికి ప్రయత్నిస్తాయి.

(ఇంకా వుంది)

http://dvm5.blogspot.in/2010/11/classification-of-viruses.html

Chapter 18. The genetics of viruses and bacteria. From Campbell, N.A., and Reece, J.B., Biology (seventh edition).