ویروس شناسی پایه

تصور کنید که ویروس یک نوع مخصوص سفینه ی فضایی جنگی است که یک جدار خارجی مقاوم دارد اما مهندسان فراموش کردند که یک مخزن سوخت برای این سفینه بسازند بنابراین باید آنقدر بچرخد تا یک سیاره مناسب برای فرود پیدا کند و وقتی که فرود آمد محموله نظامی اش از سفینه خارج می کند این محموله طوری طراحی شده که بتواند کنترل تمام کارخانجات را در دست بگیرد و به آن ها دستور بدهد که سفینه هایی مانند سفینه اولیه بسازند یعنی بدون منبع سوخت و وقتی که تعداد آنها زیاد شد و سیاره را نابود کردند آن جا را ترک می کنند.

۱)  ویروس ها فاقد انرژی هستند و به صورت شناور و سرگردان می باشند تا اینکه با یک سلول مناسب تماس پیدا کنند

۲) آن ها اشکال پایه ای حیات هستند که از یک پوشش پروتئینی که کپسید نامیده می شود و ماده ژنتیکی را احاطه کرده تشکیل شده اند ویروس ها فاقد ارگانل یا ریبوزوم هستند ویروس های خاصی اغلب توسط یک غشای خارجی دو لایه لیپیدی احاطه شده اند که کسپید را فرا گرفته و هم چنین شامل گلیکو پروتئین می باشد. بعلاوه بعضی ویروس ها، پروتیئن ها و آنزیم های ساختاری را درون کپسید خودشان حمل می کنند.

(دارای یک نوع اسید نوکلئیک DNA یا RNA در ژنوم خود می باشند)

۳) ماده ژنتیکی یا DNA است یا RNA اما نه هر دو مواد ژنتیکی شامل اطلاعاتی برای ساختن میلیون ها کلونی از ویروس های پایه ای ( ابتدایی) هستند.

۴) نسخه برداری مواد ژنتیکی وقتی اتفاق می افتد که ویروس بر تشکیلات ساختگی سلول میزبان غلبه کند.

ویروس ها همه اطلاعات ژنتیکی را در بر می گیرند به جز آنزیم ها ، نیاز به ایجاد میلیون ها نسخه از ویروس های اصلی است.

ریخت شناسی ویروسی

 گفته می شود که با تمرین بهتر یاد می گیریم پس بیابید با ساختن یک ویروس، ساختار ویروسی را بررسی کنیم از اسید نوکلئیک شروع می کنیم و تا کپسید و غشا ادامه می دهیم.

اسید نوکلئیک

شکل ۲-۲۲

ویروس ها به دو گروه ویروس های DNA دار و ویروس های RNA دار تقسیم می شوند بناباین ما ۲ انتخاب برای ویروس ها داریم . RNA  یا DNA قطعاً هیچکدام به همین آسانی نیستند، اسیدهای نوکلئیک رشته ای می توانند به فرم های زیر باشند:

قطعه قطعه یا رشته ای پیوسته

تک رشته ای یا دو رشته ای

خطی یا حلقوی.

 توالی اسیدهای نوکلئیک می توانند یک پیام ساده را رمز دهی کنند یا صدها آنزیم و پروتئین های ساختاری را رمزدهی کنند.

RNA ویروس ها

 بیابید RNA ر ا به عنوان ژنوم هسته ای ویروس ها انتخاب کنیم . سه نوع RNA برای ویروس ها وجود دارد. رشته ای مثبت (+) و رشته ای منفی (-) و یا RNA ویروس های بازگشت کننده (رترو ویروس).

 مثبت بدین معنی است که RNA دقیقاً شبیه mRNA است. وقتی که یک ویروس RNA رشته ای مثبت وارد یک سلول میزبان می شود RNA آن می تواند سریعاً توسط ریبوزوم های میزبان به پروتئین ترجمه شود . وقتی که ویروس های RNA رشته ای منفی واردیک سلول می شوند قادر نیستند که بلافاصله ترجمه را شروع کنند باید ابتدا به فرم های RNA رشته ای مثبت تبدیل شوند ( مانند mRNA ) برای اینکار ویروس های RNA رشته ای منفی باید در کپسید هایشان یک آنزیم را که RNA پلیمراز وابسته به RNA نام دارد را حمل کنند که کار این آنزیم تبدیل نسخه برداری رشته های منفی به رشته های مثبت است. سلول های انسانی RNA پلیمراز وابسته به RNA را ندارند. بنابراین ویروس های رشته ای منفی خودشان باید آنها را حمل کنند.

شکل۳-۲۲

ترجمه ویروس های RNA مثبت و منفی

 یک نوع مخصوص ویروس های RNA دار در اینجا ذکر می شود به نام رتروویروس ها که ویروس های HN یک عضو از آن ها هستند.

شکل۴- ۲۲

RNA  رتروویروس ها به یک مدل معکوس یعنی DNA رونویسی می شود. برای این منظور این ویروس ها یک آنزیم منحصر به فرد را حمل می کنند که ترنس کرپیتاز معکوس نامیده می شود.

DNA ویروس ها

شکل ۵-۲۲

برخلاف RNA ، DNA نمی تواند مستقیماً به پروتئین ترجمه شود ابتدا باید به mRNA تبدیل شود و سپس به پروتیئن های ساختاری و آنزیم ها ترجمه شود. هر ویروسDNA دار هم رشته منفی و هم رشته ی مثبت دارد که یک حالت امتناع کننده را پیش می آورد مثبت برای رونویسی نشان دار می شود در حالی که رشته ی منفی نادیده گرفته می شود.

شکل ۶-۲۲

رشته ی مخالف  RNA رشته ای مثبت مستقیماً به پروتیئن ترجمه می شود و DNA رشته ای مثبت به عنوان یک الگو برای رونویسی و تبدیل به mDNA استفاده می شود.

کپسیدها

اکنون که ما درباره ی انواع مختلف اسید های نوکلئیک اطلاعاتی داریم حال بیایید ژنوم آن را بسازیم. ابتدا باید یک کپسید بسازیم، دو نوع کپسید وجود دارد ایکوزادرال و هلیکال.

شکل ۷-۲۲

یک یا چند زنجیره پلی پپتید را در نظر بگیریدو آن ها را در یک مجموعه پروتئینی کروی قرار دهید، این مجموعه بلوک ساخته شده ما خواهد بود و کپسومر نامیده می شود .

شکل ۵-۲۲

کپسومرها را در یک مثلث متساوی الساقین قرار دهید.

شکل ۹-۲۲

۲۰ مثلث را در کنار هم قرار دهید تا یک ایکوزادرال به وجود آید. DNA یا RNA را داخل یک کپسید ایکوزادرال بسته بندیی کنید.

کپسید ها با تقارن هلیکال

شکل ۱۰-۲۲

در تقارن هلیکال کپسومرهای  پروتئینی به RNA متصل می شوند و به دور کپسید نوکلئوپروتئینی  به هلیکال می پیچند. (همیشه به RNA متصل می شوند زیرا فقط ویروس های RNA تقارن هلیکال دارند) اکثر اینها کروی شکل هستند به جز ویروس های هاری که کپسید هایی با ظاهر گلوله مانند دارند.

غشاء

شکل ۱۱-۲۲

اکنون ما یک کپسید ایکوزادرال که در داخل آن یک نوکلئیک اسید (DNA یا RNA) و یک نوکلئو کپسید هلیکال مارپیچ ( RNA) است ساخته ایم.

حال بیابید تا این ساختار را با یک غشا دو لایه لیپیدی بپوشانیم، ویروس ها این غشا را با استفاده از هسته سلول میزبان یا با استفاده از غشا سیستوپلاسمی می سازند و همین طور که هسته سلول را ترک می کنند ممکن است گلیکو پروتئین های متنوعی را در غشاء خود جای سازی کرده باشند.

ویروسهایی که غشاء ندارند به عنوان ویروس های برهنه یا بدون غشاء شناخته می شوند. و آن هایی که غشاء دارند به عنوان ویروس های غشادار نامیده می شوند.

اتمام ساخت

شکل ۱۲-۲۲

شکل ظاهری ویروس های کامل شده و  اندازه تقریبی آن ها با باکتری E.coli مقایسه می شود و هم چنین با باکتری های خیلی کوچک Chlamydia, arickettsia, and Mycoplasma Pneum oniae.

طبقه بندی

ویروس ها با توجه به این موارد طبقه بندی می شوند

۱- اسیدنوکلئیک

انواع اسید نوکلئیک: DNA, RNA

اسید نوکلئیک دو رشته ای یا تک رشته ای

اسیدهای نوکلئیک تک قطعه ای یا چند قطعه ای

RNA رشته ای مثبت یا رشته ای منفی

پیچدگی ژنوم

۲- کپسید

ایکوزادرال

هلیکال

۳- غشا

برهنه

غشادار

۴- اندازه

ضخامت کپسید هلیکال ویروس ها

تعداد کپسومرها در کپسید های ایکوزادرال

اکنون ما بحث درباره ی خانواده ویروس ها و خصوصیات آنها را که باعث تفاوت بین آن ها می شود را به پایان می بریم.

DNA ویروس ها

گاهی اوقات این ها بنام ویروس های HHAPPPY شناخته می شوند.

ویروسهای

Herpes

Hepdna

Adeno

papova

Parvo

 Pox

اکثر ویروس ها با DNA دو رشته ای تقارن ایکوزادرال را نشان می دهند و در هسته رونویسی می شوند (جایی که DNA معمولاً رونویسی می شود).

دو ویروس هستند که این قوانین را می شکنند:

۱- Parvoviridae این ویروس آنقدر ساده است که فقط یک رشته DNA دارد و مانند بازی کردن در زمین گلف با یک سوراخ است.

۲- Poxviridae این ویروس در طرف دیگر طیف قرار دارد فوق العاده پیچیده است به دلیل اینکه دارای DNA دو رشته ای است و ماهیت DNA نیز بسیار پیچیده است و می تواند برای صدها نوع پروتئین کدگذاری کند این ویروس ها تقارن ایکوزادرال را ندارد، DNA توسط پروتئین هایی با ساختار پیچیده احاطه شده است که خیلی شبیه یک جعبه است (POX در یک BOX ) این ویروس در سیتوپلاسم نسخه برداری می شود.

سه نوع از ویروس های DNA دار غشا دارند : Hepadna-pox – Herpes سه نوع از آنها برهنه هستند. یک زن باید برای تست پاپ اسمیر برهنه شود PApova Adeno PArvo

RNA ویروس ها

اطلاعات عمومی زیادی درباره ی ویروسهای RNA وجود دارد که اغلب آنها متضاد DNA ویروس ها هستند اغلب RNA ویروس ها تک رشته ای هستند ( نیمی از آنها رشته ی مثبت و نیمی رشته ی منفی دارند) دارای غشاء می باشند تقارن کپسید هلیکال نشان می دهند و در سیستوپلاسم نسخه برداری می شوند.

Toga        Orthomyxo

Corona     Paramyxo

Retro       Rhabdo

Picorna   Bunya

Calici     Arena

Reo        Fibo

 استثنائات.

۱- Reoviridae دو رشته ای هستند

۲- سه نوع هستند که غشا ندارند Picorna, calici, Reoviridae

۳- پنج نوع هستند که غشاء ایکوزادرال دارند : calici, Toga, flavi, picorna,Reo

(Rhabdo تقارن هلیکال دارد اما ظاهراً مانند یک گلوله است.)

۴- دو نوع هستندکه در هسته نسخه برداری می شوند orthomyxo-Retro

نسخه برداری ویروس ها

ویروس ها نمی توانند خودشان تولید مثل کنند بلکه باید از یک سلول استفاده کنند و با غلبه کردن بر سازمان های داخل سلولی و دستور دادن به این سازمان ها، آنزیم ها و پروتیئن های ساختاری جدید ویروسی را بسازند و سپس مواد ژنتیکی ویروس را به میزان کافی کپی کرده و کپی ها می توانند در داخل ساختارهای جدید ویروسی قرار بگیرند در نهایت ویروس ها، سلول میزبان را ترک می کنند، این فرایند سلول میزبان را مجبور می کند تا پروتئین های ویروسی را بسازد و از مواد ژنتیکی ویروسی کپی برداری کند.

به منظور تولید مثل ویروس ها باید چهار مرحله پشت سر گذاشته شود:

۱- جذب و نفوذ          ۲- پوشش برداری از ویروس        ۳- ترکیب و تجمع محصولات ویریون ها  ۴- انتشار و پراکندگی ویروس ها از سلول میزبان

جذب و نفوذ

شکل ۱۵-۲۲

قطعات ویروسی غشای سلول میزبان را می یابند . این معمولاً یک عکس العمل مخصوص است که در آن پروتئین کدگذاری شده ی ویروسی روی کپسید یا گلیکو‌پروتئین‌های جا سازی شده غشای ویروسی به گیرنده های غشای سلول میزبان متصل می شوند برخلاف باکتریوفاژ (رجوع به فصل ۳ و ژنتیک باکتریال) که تنها DNA خود را به سلول میزبان تزریق می کند،  این ویروس ها به طور کامل وارد سلول میزبان می شوند همراه با کپسید و  نوکلئیک اسید.

پوشش برداری

اسیدنوکلئیک از کپسید به هسته یا سیتوپلاسم آزاد می شود.

نسخه برداری، ترجمه، رونویسی

RNA ویروس ها

معمولاً نسخه برداری ، رونویسی و ترجمه این ویروس ها در سیتوپلاسم  انجام می شود.

شکل ۱۶-۲۲

رونویسی ویروس های RNA تک رشته ای مثبت

این ویروس ها RNA پلیمراز وابسته به RNA را حمل نمی کنند زیرا که آنها توسط سلول میزبان مستقیماً به عنوان mRNA خوانده می شوند.

شکل ۱۷-۲۲

رونویسی ویروس های RNA  تک رشته ای منفی

ویروس پوشش برداری می شود و RNA پلیمراز ویروسی ( مربوط به ویروس) را منتشر می کند

و ابتدا باید رشته منفی را به یک رشته مثبت تبدیل کند رشته مثبت سپس مانندmRNA عمل می کند و مورد نسخه برداری ترجمه قرار می گیرد.

DNA ویروس ها

نسخه برداری و رونویسی معمولاً در هسته اتفاق می افتد.

شکل ۱۸-۲۲

رونویسی ویروس های DNA عموماً از ویروس های RNA پیچیده تر است بنابراین نسخه برداری به سه قسمت خیلی سریع، سریع و آهسته تقسیم می شود. موضوع مهم دیگر این است که DNA ویروس ها در یک مدل مشابه به عنوان ژنوم ما عمل می کنند.

بخش هایی از DNA در هسته به mRNA ترجمه می شوند و سپس mRNA  به طرف سیستوپلاسم حرکت می کند جایی که ترجمه اتفاق می افتد.

نسخه برداری خیلی سریع و سریع

رونویسی اولیه mRNA اینجا اتفاق می افتد و بنابراین آنزیم ها و پروتئین های مورد نیاز برای رونویسی DNA و نسخه برداری بعدی از قبل آماده است. (از mRNA قبلی )

نسخه برداری آهسته

mRNA معمولاً بعد از نسخه برداری DNA ویروسی، رونویسی می شود و رونویسی آن از روی DNA اولیه است و پروتئین های ساختاری کپسید از ژنوم mRNA قبلی ایجاد می شود.

گردهمایی (سرهم شدن) و خروج

پروتئین های ساختاری و ژنوم (RNA یا DNA ) در ویروس با تقارن هلیکال یا ایکوزادرال سرهم می شوند و سپس ویروس خارج می شوند.

ویریون های برهنه

سلول ممکن است ویریون را تجزیه و آزاد کند یا ممکن است ویریون ها با فاگوسیتوز معکوس (اگزوسیتوز) منتشر شود.

ویریون های غشادار

ویریون های برهنه تازه تشکیل شده می تواند پوشش و غشای خود را از طریق دستگاه گلژی، غشای هسته یا غشای سیتوپلاسمی به دست آورند (کندن قطعه ای از غشای دولایه لیپیدی سلول میزبان برای خروج)

مرگ

با عفونت ویروسی عملکرد سلول میزبان مختل می شود زیرا سلول به خدمت برای نسخه برداری ویروس قرار گرفته که این می تواند منجر به مرگ سلول شود.

تغییر شکل

عفونت می تواند باعث ناهماهنگی ژنتیکی شود و این می تواند در جریان رشد سلول اختلال ایجاد کند.

عفونت نهفته

ویروس می تواند در حالت خفته و عدم فعالیت باقی بماند بدون ایجاد عفونت بالینی فاکتورهای متفاوتی می توانند در فعالیت دوباره ویروسی مؤثر باشند.

عفونت  مزمن

بعضی از ویروس ها می توانند بعد از گذشت سال ها باعث بروز بیماری شوند و عفونت مزمن ایجاد کند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *