SARS-CoV-2 उत्परिवर्तन: यहां बताया गया है कि कोरोनवायरस को अभी भी खींचने के लिए कुछ तरकीबें क्यों हैं

महामारी ने हमें इस विवरण का अध्ययन करने में सक्षम बनाया है कि वास्तविक समय में विकास कैसे होता है। वैज्ञानिकों ने SARS-CoV-2 वायरस के दो मिलियन से अधिक जीनोम अनुक्रम उत्पन्न किए हैं, जिससे हमें प्रयोगशाला के बाहर किसी भी प्रतिकृति जैविक एजेंट के लिए विकासवादी परिवर्तनों की सूक्ष्मता को एक हद तक विच्छेदित करने की अनुमति मिलती है। तो यह हमें म्यूटेशन और वेरिएंट के बारे में क्या बताता है? उत्परिवर्तन विकास के अंतिम इंजन हैं और प्राकृतिक चयन के लिए कार्य करने के लिए कच्चा माल प्रदान करते हैं।

कुछ उत्परिवर्तन एक जीव के लिए सहायक होते हैं और प्रजातियों में व्यापक हो सकते हैं। अन्य हानिकारक हैं या बहुत कम परिणाम हैं। वे त्रुटियों के कारण उत्पन्न होते हैं जब जीनोम को वायरस प्रतिकृति के रूप में कॉपी किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक आधार (अक्षर) को दूसरे के साथ बदल दिया जाता है।

SARS-CoV-2 जीनोम 30,000 व्यक्तिगत आधारों से बना है। जिस दर पर उत्परिवर्तन उत्पन्न होता है, उसे आम तौर पर इस संभावना के रूप में व्यक्त किया जाता है कि जीनोम के प्रतिकृति होने पर किसी भी व्यक्तिगत आधार को गलती से बदल दिया जाएगा। हाल के प्रायोगिक साक्ष्यों के अनुसार जो अभी तक एक वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित नहीं हुआ है, यह एक मिलियन में लगभग तीन है। इस दर को देखते हुए, हम पूछ सकते हैं कि हर बार किसी के संक्रमित होने पर कितने उत्परिवर्तन हो सकते हैं। ३/१,०००,००० की संभावना के साथ, हमें हर बार जीनोम की प्रतिकृति बनाने पर कुल लगभग ०.१ म्यूटेशन मिलते हैं।

चरम संक्रमण पांच से सात दिनों तक रहता है, उस समय के दौरान वायरस आमतौर पर तीन से सात प्रतिकृति चक्र पूरा करता है (शुरुआती लगाव से एक मेजबान सेल के लिए पीढ़ी और नए संश्लेषित वायरस कणों की रिहाई के लिए कदम)। पांच प्रतिकृति चक्रों के परिणामस्वरूप लगभग 0.5 उत्परिवर्तन (5×0.1), या संक्रमित प्रत्येक दो लोगों के लिए एक नया उत्परिवर्तन होगा।

जीनोम अनुक्रम डेटा का उपयोग करने के लिए एक अलग दृष्टिकोण है। जैसा कि प्रत्येक जीनोम अनुक्रम एक अलग संक्रमित व्यक्ति से लिया जाता है, यह डेटा हमें उस दर की गणना करने की अनुमति देता है जिस पर एक संक्रमण के बजाय वैश्विक वायरल आबादी में उत्परिवर्तन जमा हुआ है। एक मूल संदर्भ जीनोम (एक बहुत प्रारंभिक वायरस जीनोम) के लिए अनुक्रम डेटा हम गिन सकते हैं कि प्रत्येक जीनोम में कितने उत्परिवर्तन जमा हुए हैं। फिर हम देख सकते हैं कि समय के साथ म्यूटेशन की संख्या कितनी तेजी से बढ़ती है। यह हमें बताता है कि वायरस की वैश्विक आबादी हर दो सप्ताह में औसतन लगभग एक उत्परिवर्तन जमा करती है, जो एक संक्रमित व्यक्ति के समान दर है।

इस उत्परिवर्तन दर को संदर्भ में रखने के लिए, मानव जीनोम हर दो सप्ताह में लगभग 0.05 उत्परिवर्तन के बराबर अनुभव करते हैं। ऊपर से, यह SARS-CoV-2 (केवल 20 गुना धीमा) से इतना अलग नहीं है, जब तक आप यह नहीं मानते हैं कि मानव जीनोम 100,000 गुना बड़ा है, जिससे प्रति आधार उत्परिवर्तन की दर लगभग दो मिलियन गुना तेज हो जाती है। मनुष्यों की तुलना में वायरस में। इसलिए SARS-Cov-2 ने महामारी (जीनोम के आकार के अनुपात में) के दौरान लगभग उतनी ही मात्रा में उत्परिवर्तनीय विकासवादी परिवर्तन का अनुभव किया है, जैसा कि मनुष्यों ने तब से किया है जब से होमो हैबिलिस पहली बार लगभग 2.5m साल पहले पृथ्वी पर चला था।

नए वेरिएंट

ऊपर वर्णित गणना एक वायरस कण से दूसरे तक वंश (वंश) की एक पंक्ति के भीतर अपेक्षित उत्परिवर्तन की संख्या को संदर्भित करती है, और इसी तरह। एक संक्रमण के दौरान उत्पन्न होने वाले उत्परिवर्तन की कुल संख्या का पता लगाने के लिए हमें उन सभी वायरस कणों को भी ध्यान में रखना होगा, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के उत्परिवर्तन पथ का अनुसरण करते हैं।

एक संक्रमण के दौरान उत्पन्न होने वाले संक्रामक वायरस कणों की कुल संख्या लगभग ३००,००० और ३००,०००,००० है। यदि प्रत्येक वंश औसतन 0.5 उत्परिवर्तन अर्जित करता है, तो संयुक्त रूप से सभी वायरस कणों में संक्रमण के दौरान उत्परिवर्तन की कुल संख्या का अनुमान लगभग 100,000 से 100,000,000 रूढ़िवादी होने के बजाय सटीक होगा।

वायरस के आरएनए कोड में चार अक्षर होते हैं: जी, सी, यू और ए जीनोम में उनमें से 30,000 हैं। उत्परिवर्तन इन अक्षरों में से किसी एक को कोड के अन्य तीन अक्षरों में से किसी एक में बदल सकता है। यह कुल मिलाकर लगभग 100,000 संभावित एकल उत्परिवर्तन देता है। इसलिए यह इस प्रकार है कि प्रत्येक एकल संक्रमण के दौरान सभी संभावित एकल उत्परिवर्तन उत्पन्न होने की संभावना है। तो हमने कई महीनों तक महामारी में नए खतरनाक रूपों को उभरते हुए क्यों नहीं देखा?

इनमें से अधिकांश उत्परिवर्तन का कोई सार्थक परिणाम नहीं होगा, या यहां तक ​​कि वायरस के लिए हानिकारक भी होगा। इसके अलावा, संक्रमित व्यक्ति के भीतर वायरस के कणों का केवल एक छोटा सा अंश ही आगे संक्रमण का कारण बनता है। संक्रमण के समाधान के बाद एक मेजबान के भीतर जमा होने वाले लगभग सभी उत्परिवर्तन नष्ट हो जाएंगे। इसके अलावा, क्योंकि संक्रमणों के बीच का समय कम है, प्राकृतिक चयन में नए मेजबानों को संक्रमित करने के लिए सबसे अच्छे म्यूटेंट को चुनने का बहुत कम अवसर होगा।

हमें इन तंग अनुवांशिक बाधाओं के लिए बेहद आभारी होना चाहिए क्योंकि वायरस एक मेजबान से दूसरे में फैलता है। यह प्रतिबिंबित करने के लिए चिंताजनक है कि दुनिया भर में संक्रमित लोगों के भीतर अनगिनत नए खतरनाक रूप सामने आए हैं, लेकिन आधा दर्जन या इतने ही म्यूटेंट के अलावा भाग्यशाली हैं जो आगे बढ़ गए और बाद में चिंता के रूप में फैल गए, उन्हें जल्दी से भेज दिया गया है विकासवादी विस्मरण।

विकासवादी बाधा?

तथ्य यह है कि एक ही संक्रमण के भीतर उत्पन्न होने वाले लगभग सभी उत्परिवर्तन इसे व्यापक दुनिया में कभी नहीं बनाते हैं, वायरस पर एक प्रमुख विकासवादी बाधा उत्पन्न करते हैं। हालांकि, इसकी भरपाई तब की जा सकती है जब संक्रमणों की कुल संख्या बहुत अधिक हो। लेखन के समय, विश्व स्तर पर एक दिन में लगभग 620,000 संक्रमण थे। यदि कोई संक्रमण औसतन 0.5 म्यूटेशन से गुजरता है, तो इसका मतलब है कि विश्व स्तर पर हर दिन एक मेजबान से दूसरे में लगभग 300,000 नए म्यूटेशन पास किए जाते हैं।

जिस तरह एक संक्रमित व्यक्ति के भीतर उत्पन्न होने वाले अधिकांश म्यूटेंट को कभी भी पारित नहीं किया जाएगा, इसलिए उनमें से अधिकांश जो इसे एक प्रारंभिक संचरण घटना के माध्यम से बनाते हैं, वे आबादी में अधिक व्यापक रूप से नहीं फैलेंगे। लेकिन याद रखें कि संभावित उत्परिवर्तन की अधिकतम संख्या लगभग 100,000 है। इसलिए यह कल्पना की जा सकती है कि वायरल जीनोम में हर संभव एकल उत्परिवर्तन हर दिन एक व्यक्ति से दूसरे व्यक्ति में प्रसारित होता है। यह धारणा दे सकता है, जैसा कि कुछ टिप्पणीकारों ने हाल ही में कहा है, कि वायरस विकासवादी विकल्पों से बाहर हो रहा है, और नए, खतरनाक प्रकार के होने की संभावना कम है।

हालांकि, वायरस के कुछ गुणों को अकेले अभिनय करने वाले एकल उत्परिवर्तन द्वारा निर्धारित नहीं किया जा सकता है, लेकिन एक ही जीनोम पर संगीत कार्यक्रम में अभिनय करने वाले कई उत्परिवर्तनों की बातचीत से। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट उत्परिवर्तन के प्रभाव को बहुत बढ़ाया जा सकता है यदि यह एक जीनोम के भीतर उत्पन्न होता है जो पहले से ही अन्य विशिष्ट उत्परिवर्तन से प्रभावित हो चुका है। यदि SARS-CoV-2 में इस तरह के प्रभाव आम हैं, तो वायरस को खींचने के लिए कुछ विकासवादी तरकीबें हो सकती हैं।

अस्वीकरण:(मिलनर सेंटर फॉर इवोल्यूशन, यूनिवर्सिटी ऑफ बाथ बाथ (यूके) में माइक्रोबियल इवोल्यूशन के प्रोफेसर)

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