MGA PRION: KATANGIAN, ISTRAKTURA, PAG-ANDAR, SAKIT - BIOLOGY - 2024

Ang mga prion ay mga protina na walang nucleic acid genome o kung saan kumikilos bilang mga nakakahawang ahente. Ang salitang "prion" ay nangangahulugang ang proteinaceous nakakahawang butil (mula sa English Proteinaceous Infectious Particles), at pinahusay ng neurologist at nagwagi ng Nobel Prize, Stanley B. Prusiner.

Noong 1982, kinilala ni Prusiner at ng kanyang mga kasamahan ang isang nakakahawang sangkap na protina, habang pinag-aaralan ang mga sanhi ng mga sakit na Creutzfeldt-Jakob (sa mga tao) at bovine spongiform encephalopathy.

Mga tirahan ng protina ng bovine prion. Kinuha at na-edit mula sa: 23-230 López-García, F., Zahn, R., Riek, R., Wuthrich, K. at RCSB, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang mga bihirang nakakahawang ahente na ito ay matatagpuan sa lamad ng mga normal na selula, lamang bilang mga maling na protina at / o sa isang abnormal na three-dimensional na istraktura. Ang mga protina na ito ay may pananagutan para sa maraming mga sakit na degenerative at napakataas na namamatay na nakakaapekto sa mga neural na tisyu at istraktura ng utak.

Tinatawag din silang mga sakit sa prion. Kabilang sa pinakamahalagang nakakaapekto sa mga tao ay mayroon kaming kuru, Gerstmann-Sträussler-Scheinker disease, Creutzfeldt-Jakob syndrome at nakamamatay na hindi pagkilala sa pamilya.

Pangkalahatang katangian

Ang mga prion ay mga istruktura ng protina na naroroon sa mga lamad ng cell. Ang mga protina na ito ay may binagong hugis o pagbabagong-anyo.

Kaugnay ng pagdami nito, nakamit ito sa pamamagitan ng pag-convert ng mga form, tulad ng kaso ng scrapie disease. Sa sakit na ito, ang mga prion ay nagrekrut ng PrP (C) (prion protein ng hindi nabagong pagbabagong-anyo) upang pasiglahin ang pagbabalik sa isoform ng PrP (Sc).

Nagbubuo ito ng isang reaksyon ng kadena na kumakalat sa nakakahawang materyal at sa gayon pinapayagan ang patubig ng sakit. Kung paano naganap ang proseso ng pagbabagong ito ay hindi pa rin alam.

Ang hindi pangkaraniwang mga protina na may kakayahang pagpapalaganap ay walang mga nucleic acid. Ang patunay nito ay lumalaban sila sa X-ray at ultraviolet radiation. Ang mga ahente na ito ay madaling masira ang mga nucleic acid.

Ang protina ng Prion, kung saan binubuo ang mga prion (PrP), ay matatagpuan sa buong katawan, hindi lamang sa mga tao kundi sa iba pang malusog na vertebrates. Ang mga protina na ito ay karaniwang lumalaban sa mga protease (mga enzyme na nagpapagal sa mga protina).

Napakaliit ay kilala tungkol sa pagiging kapaki-pakinabang ng protina ng PrP (C) prion, ang normal na anyo ng hindi nakakahawang protina sa katawan ng tao.

Gayunpaman, ang ilang mga mananaliksik ay nagtagumpay sa pagpapakita na, sa mga daga, ang mga protina na ito ay nag-activate ng myelin repair sa mga cell ng peripheral nervous system. Ang kawalan ng mga ito ay ipinakita din na maging sanhi ng demyelination ng naturang mga selula ng nerbiyos.

Mga istruktura

Ang kaalaman na mayroon tungkol sa istraktura ng mga prion ay pangunahing nakatira sa mga pagsisiyasat na isinagawa sa bacterium Escherichia coli.

Ipinakita ng mga pag-aaral na ang polypeptides sa kadena PrP (C) (normal) at PrP (Sc) (nakakahawa) ay magkapareho sa komposisyon ng mga amino acid, ngunit naiiba sa kanilang 3D conform at kanilang natitiklop.

PrP (C)

Ang mga di-nakakahawang pryon na ito ay may 209 amino acid sa mga tao. Mayroon silang disulfide bond. Ang istraktura nito ay alpha-helical, na nangangahulugang mayroon itong hugis-spiral na mga amino acid (alpha helice) at ilang mga flat strands ng amino acid (beta sheet).

Ang protina na ito ay hindi maaaring paghiwalayin sa pamamagitan ng centrifugation, na nagpapahiwatig na hindi ito pinapagpip. Ito ay madaling hinuhukay ng malawak na spectrum serine na protease na tinatawag na proteinase K.

PrP (Sc)

Ito ay isang nakakahawang protina na nagbabago sa PrP (C) sa nakakahawang PrP (Sc) isoforms at may isang hindi normal na pagsasaayos o hugis.

Napakaliit ay kilala tungkol sa istraktura ng 3D nito, gayunpaman kilala ito na kakaunti ang mga helical na hugis at higit pang mga flat strands o beta sheet. Ang paglipat sa isoform ay kung ano ang kilala bilang pivotal event ng mga sakit sa prion.

Mga Tampok

Ang mga protina ng cell na prion ay matatagpuan sa ibabaw ng cell ng isang malawak na iba't ibang mga organo at tisyu. Napakaliit ay kilala tungkol sa mga pag-andar ng physiological ng prions sa katawan. Kahit na, ang mga eksperimento na ginawa sa mga daga ay nagpapahiwatig ng mga posibleng pag-andar, tulad ng:

Sa metabotropic glutamate receptors

Ipinakita na kumikilos ang PrP (C) na may mga glutamate receptors (ionotropic at metabotropic). Ang PrP (C) ay nakikilahok bilang isang receptor para sa mga synaptotoxic oligomer ng cell surface Aβ peptide.

Sa pag-unlad ng embryonic

Sa mga daga ng pamilyang Murinae, ang prion protein PrP (C) ay natagpuan na ipinahayag sa loob ng ilang araw pagkatapos ng pagtatanim, sa pagbuo ng embryon.

Ipinapahiwatig nito na may papel sila sa pag-unlad ng mga maliliit na mammal na ito. Papel na ayon sa mga mananaliksik ay nauugnay sa regulasyon ng neuritogenesis (paggawa ng mga axon at dendrites ng mga neuron).

Kumilos din sila sa paglaki ng axonal. Ang mga protina ng prion na ito ay kasangkot din sa pagbuo ng cerebellar circuit. Dahil dito, pinaniniwalaan na ang kawalan ng mga PrP (C) prions na ito ay humantong sa pagkaantala sa pagbuo ng motor ng mga rodents.

Neuroprotective

Sa mga pag-aaral sa overexpression ng PrP (C) sa pamamagitan ng orientation ng gene, natagpuan na ang kawalan ng mga prion na ito ay nagdudulot ng mga problema sa suplay ng dugo sa ilang mga lugar sa utak (talamak na cerebral ischemia).

Nangangahulugan ito na ang protina ng prion ay gumagana bilang mga neuroprotectors. Bilang karagdagan, ipinakita na ang labis na pagsisikip ng PrP (C) ay maaaring mabawasan o mapabuti ang mga pinsala na dulot ng ischemia.

Peripheral nervous system

Kamakailan lamang natagpuan ang physiological role ng Prp (C) sa pagpapanatili ng peripheral myelin.

Sa panahon ng isang pag-aaral sa laboratoryo ay natuklasan na sa kawalan ng protina ng prion, ang mga daga sa laboratoryo ay nakabuo ng mga kakulangan sa nerbiyos na nagdadala ng impormasyon mula sa utak at utak ng gulugod, sa tinatawag na isang peripheral neuropathy.

Ang kamatayan ng cell

Mayroong ilang mga protina na katulad ng mga prion, at ang mga ito ay matatagpuan sa iba pang mga bahagi ng katawan kaysa sa utak.

Ang mga pag-andar ng naturang mga protina ay upang simulan, mag-regulate at / o makontrol ang pagkamatay ng cell, kapag ang organismo ay inaatake (sa pamamagitan ng mga biron halimbawa), sa gayon pinipigilan ang pagkalat ng pathogen.

Ang kakaibang pag-andar ng mga protina na ito ang nag-iisip ng mga mananaliksik tungkol sa posibleng kahalagahan ng mga hindi nakakahawang pryon sa paglaban sa mga pathogens.

Pangmatagalang alaala

Ang isang pag-aaral na isinagawa sa Stowers Institute sa Missouri, USA, ay nagpakita na ang mga prP prions ay maaaring magkaroon ng papel sa pagpapanatili ng pangmatagalang memorya.

Inilahad ng pag-aaral na ang ilang mga protina ng prion ay maaaring makontrol upang mapanatili ang mga pag-andar ng physiological ng pangmatagalang memorya.

Stem cell pag-renew

Ang isang pagsisiyasat sa mga protina ng prion na ipinahayag sa mga cell stem cell ng dugo, ay nagpahayag na ang lahat ng mga stem cell na ito (hematopoietic) ay nagpapahayag ng mga protina ng prion sa kanilang cell lamad. Kaya pinaniniwalaan na nakikilahok sila sa kumplikado at napakahalagang proseso ng pag-renew ng cell.

Mga sakit na dulot ng prions

Ang mga pathologies ng pinagmulan ng prion ay kinikilala bilang progresibong degenerative disorder sa utak. Maaari nilang salakayin ang mga baka, usa, caribou, tupa, at kahit na mga tao.

Ang mga sakit na ito ay sanhi ng isang pagbabago sa istraktura ng protina ng PrP (C) at na ang mga tiyak na pag-andar ay hindi pa rin sigurado sa ngayon. Ang mga pathology ng prion ay maaaring lumitaw nang walang isang kilalang dahilan. Maaari silang magkaroon ng isang minana na pinagmulan ng genetic at maaari ring maipadala sa isang nakakahawang paraan na nakakahawa.

Ang mga sugnay ay nagdudulot ng familial, sporadic, at nakakahawang sakit. Ang mga sakit na pamilyar sa prion ay ang mga kapaki-pakinabang. Ang mga sporadic pathologies ay ang pinaka-karaniwang at nagaganap nang walang kilalang mga sanhi.

Ang mga nakakahawang sakit ay itinuturing na bihirang, maaari silang maililipat ng tao sa isang tao, hayop sa hayop, tao sa hayop at kabaligtaran. Ang mga sanhi ay maraming at saklaw mula sa pagkonsumo ng kontaminadong karne, cannibalism, pagsasalin, sa paghawak ng mga kontaminadong kagamitan sa operasyon.

Ang pinaka-karaniwang sakit na prion ay:

Sakit sa Creutzfeldt-Jakob (CJD)

Itinuturing na pinaka-karaniwang sakit na prion sa mga tao, ito ay isang sakit na kosmopolitan, samakatuwid nga, mayroon itong isang pamamahagi sa buong mundo. Maaari itong maging namamana (familial), sporadic, o nakakahawa.

Ang mga pasyente ay may mga sintomas tulad ng demensya, jerks o biglaang pag-aalis ng paggalaw, at kakulangan sa gitnang sistema ng nerbiyos.

Depende sa paggamot at anyo ng sakit, ang kamatayan ay maaaring mangyari sa pagitan ng 4 na buwan hanggang 2 taon pagkatapos ng pagkuha ng sakit. Ang diagnosis ay mahirap gawin, karaniwang ginagawa itong post-mortem, sa panahon ng autopsy.

Banayad na photomicrograph ng utak na tissue na nagbubunyag ng pagkakaroon ng mga tipikal na mga plato ng amyloid na natagpuan sa isang iba't ibang kaso ng sakit na Creutzfeldt-Jakob. Kinuha at na-edit mula sa: Mga Nagbibigay ng Nilalaman (s): CDC / Teresa Hammett Photo Credit: Sherif Zaki; MD; PhD; Wun-Ju Shieh; MD; PhD; MPH, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Sakit na Gerstmann-Sträussler-Scheinker

Ito ay isang sakit na dulot ng mga prion sa isang minana o proseso ng nakakahawang nakakahawang utak na autosomal. Ang sakit ay nagpapakita ng sarili sa mga taong may edad na 40 hanggang 60 taon.

Ang mga taong ito ay nagpapakita ng mga problema upang mailarawan ang mga salita (dysarthria), jerks o biglaang pag-aaksyong hindi kumikilos, ang pagiging agresibo ay madalas.

Naroroon nila ang cerebellar degeneration na sinamahan ng isang hindi matatag na kilos. Posible ring obserbahan ang hyporeflexia, pagkabingi, pagkalumpo ng mga mata, demensya, bukod sa iba pang mga sintomas. Ang pag-asa sa buhay ay halos 5 taon o medyo mas mahaba.

Ang Prionopathy na may variable na sensitivity sa protease

Ito ay isang bihirang sakit, hanggang sa ang saklaw ng paglitaw nito ay 2 hanggang 3 kaso bawat 100 milyong mga naninirahan. Ang patolohiya ay katulad ng sakit na Gerstmann-Sträussler-Scheinker.

Ang mga klinikal na pagpapakita ng protina ay nagpapahiwatig ng mababang pagtutol sa mga proteases, ang ilan ay higit pa at ang iba ay hindi gaanong sensitibo sa mga enzymes na ito.

Ang mga sintomas na naroroon ng mga pasyente ay: mga problema sa pagsasalita at pag-unlad ng cognitive, pagkawala ng mga neuron sa lugar kung saan kumokontrol ang utak at gumaganap ng koordinasyon ng kalamnan.

Karaniwan ang sakit sa mga matatandang pasyente (70 taon) at ang tinatayang tagal ng buhay sa sandaling nahawahan ay humigit-kumulang 20 buwan.

Malalang hindi pagkakatulog

Ito ay isang namamana o sakit sa pamilya, maaari rin itong mangyari nang sporadically. Ang sakit ay kilala dahil sa isang namamana o autosomal nangingibabaw na mutation.

Ang mga pasyente ay may mga sintomas tulad ng mga pinagsama-samang mga problema sa pagtulog at pagpapanatili ng pagtulog, demensya, pag-iingat ng nagbibigay-malay, kahit na mga problema ng hypertension, tachycardia, hyperhidrosis, at iba pa.

Ang edad na nakakaapekto nito ay lubos na malawak, mula sa pagitan ng 23 at 73 taon, gayunpaman ang average na edad ay 40 taon. Ang haba ng buhay na dating impeksyon ay higit sa 6 na taon lamang.

Kuru

Ang sakit na prion na ito ay napansin lamang sa mga naninirahan sa Papua New Guinea. Ito ay isang sakit na may kaugnayan sa cannibalism at ang tradisyon ng kultura ng ritwal ng pagdadalamhati sa mga patay, kung saan ang mga taong ito ay kumakain ng utak o laman ng tao.

Ang mga taong nagdadala ng sakit ay karaniwang may hindi makontrol at hindi pumipigil sa paggalaw sa iba't ibang bahagi ng katawan.

Nagpakita sila ng mga panginginig, pagkawala ng kontrol ng mga paggalaw at pagkawala ng koordinasyon ng kalamnan. Ang pag-asa sa buhay sa mga nahawaang tao ay dalawang taon.

Mga sakit sa mga hayop

Kabilang sa mga pathologies na ginawa ng prions sa mga hayop ay ang bovine spongiform encephalopathy. Ang sakit na ito ay nagdulot ng pinsala sa Europa, sa kalusugan ng publiko, ng mga hayop at sa ekonomiya ng mga apektadong bansa.

Ang iba pang mga sakit sa mga hayop ay kinabibilangan ng scrapie, transmissible mink encephalopathy, talamak na pag-aaksaya ng sakit (sa usa), at feline spongiform encephalopathy.

Ang mga sakit na ito, tulad ng ipinakita sa mga tao, ay kulang sa isang epektibong paggamot, kaya ang pag-iwas ay mahalaga lalo na pagkatapos ng mga impeksyon sa mga tao na nangyari bilang isang resulta ng pagkonsumo ng karne mula sa mga nahawaang baka.

Mga paggamot

Sa ngayon ay walang kilalang lunas para sa mga sakit sa prion. Ang paggamot ay nagpapakilala. Pinapayuhan ang mga pasyente na magplano para sa pag-aalaga ng palliative at pagsubok ng genetic at pagpapayo para sa mga miyembro ng pamilya ay inirerekomenda.

Ang isang iba't ibang mga gamot ay nasubok sa mga pasyente na may mga sakit sa prion, tulad ng antivirals, antitumors, gamot para sa mga sakit tulad ng Parkinson, paggamot para sa immunosuppression, antibiotics, antifungals, kahit na antidepressant.

Gayunpaman, sa kasalukuyan ay walang katibayan na nagpapahiwatig na ang ilan sa mga ito ay nagbabawas ng mga sintomas o nagpapabuti ng kaligtasan ng mga pasyente.

Pag-iwas

Ang mga pananim ay lumalaban sa iba't ibang mga pagbabago sa pisikal at kemikal. Gayunpaman, ang iba't ibang mga pamamaraan ay ginagamit upang maiwasan ang kontaminasyon ng mga pasyente na may kontaminadong mga instrumento sa operasyon.

Kabilang sa mga pinaka ginagamit na pamamaraan ay ang i-sterilize ang kagamitan sa isang autoclave sa 132 ° C para sa isang oras at pagkatapos ibabad ang mga instrumento sa sodium hydroxide nang hindi bababa sa isang higit pang oras.

Sa kabilang banda, ang organisasyon ng kalusugan ng mundo (WHO) ay gumawa ng mga hakbang upang maiwasan ang pagkalat ng mga sakit sa prion. Ang organisasyon na ito ay nagtatatag ng mga pamantayan para sa paghawak ng mga ipinagbabawal o potensyal na mapanganib na mga tisyu tulad ng: mata, utak, bituka, tonsil at spinal cord.

Mga Sanggunian

1. Prion, Nakakahawang Ahente. Nabawi mula sa britannica.com.
2. Ano ang isang Prion? Nabawi mula sa scientamerican.com.
3. PC Kalikiri, RG Sachan. 2003. Mga Prion - Proteinaceous Nakakahawang Bahagi. Journal, Indian Academy of Clinical Medicine.
4. Prion. Nabawi mula sa en.wikipedia.org
5. KM Pan, M. Baldwin, J. Nguyen, M. Gasset, A. Serban, D. Groth, I. Mehlhorn, Z. Huang, RJ Fletterick, FE Cohen (1993). Ang conversion ng alpha-helice sa mga tampok na beta-sheet sa pagbuo ng mga protina ng scrapie prion. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences ng Estados Unidos ng Amerika.
6. M.-A. Wulf, A. Senatore & A. Aguzzic (2017). Ang biological function ng protina ng cellular prion: isang pag-update. Biology ng BCM.
7. CC Zhang, AD Steele, S. Lindquist, HF Lodish (2006). Ang protina ng Prion ay ipinahayag sa pangmatagalang repopulasyon na mga cell ng hematopoietic na stem cell at mahalaga para sa kanilang pag-renew ng sarili. Mga pamamaraan ng National Academy of Sciences ng Estados Unidos ng Amerika.
8. Repasuhin ang Mga Sakit sa Prion (Transmissible Spongiform Encephalopathies) Na nakuha mula sa msdmanuals.com.
9. E. Arranz-Martínez, G. Trillo-Sánchez-Redondo, A. Ruiz-García, S. Ares-Blanco (2010). Prionpathies: prion encephalopathies. Medisina ng pamilya. SEMERGEN.