خانه / پزشکی / مقاله کامل درمورد ویروس شناسی و انواع آن

مقاله کامل درمورد ویروس شناسی و انواع آن

ویروس شناسی
دید کلی
تا اواخر قرن ۱۹ اصطلاح ویروسهای پالایه‌پذیر برای مشخص کردن عوامل عفونی که از صافیهای عبور دهنده باکتریها ، قارچها و پروتوزوئرها می‌گذرند، اطلاق می‌شد. چند سال بعد اصطلاح پالایه‌پذیر حذف شد و کلمه ویروس به معنی سم اختصاصا به عوامل عفونی پالایه‌پذیر غیر قابل رویت با میکروسکوپ نوری اطلاق گردید. طی دهه اول قرن ۲۰ اغلب دانشمندان عقیده داشتند که ویروسها عوامل عفونی مشخصی هستند که فقط از نظر اندازه با سایر میکروارگانیسمها تفاوت دارند. ولی به زودی کشف گردید که ویروسها روش خاص خود را برای تولید مثل دارند و ترکیب شیمیایی آنها مشخص می‌باشد. ابداع میکروسکوپ الکترونی و پیشرفت در روشهای تجزیه‌ای موجب پیشرفت در شناسایی ساختمان و اختصاصات فیزیولوژیکی ویروسها شد. ویروسها به چند دلیل مورد توجه خاص میکروبیولوژیستها قرار دارند.
۱. این ذرات اساسا با کلیه میکروبهایی که شناخته شده، از نظر ساختمان و چرخه زندگی تفاوت دارند.
۲. گرچه برای اغلب عفونتهای باکتریایی داروهای متعددی در دسترس قرار دارد ولی برای بیشتر عفونتهای ویروسی داروی موثری وجود ندارد و از اینرو ویروسها در اغلب کشورها بیماریهای تهدید کننده حیات انسان ایجاد می‌کنند.
۳. به احتمال زیاد ، ویروسها با برخی از انواع سرطانها در انسان رابطه دارند.

تاریخچه شناخت علم ویروس شناسی

علم ویروس شناسی ، پس از استفاده از واکسن آبله توسط ادوارد بوخنر (۱۷۹۸) ، تهیه واکسن علیه بیماری هاری بوسیله پاستور (۱۸۸۴) و انتقال بیماری موزائیک توتون از گیاه آلوده به گیاه سالم توسط مایر در سال ۱۸۸۶ آغاز شده است. در سال (۱۸۹۲) ایوانوسکی ، ثابت کرد که عامل مولد بیماری موزائیک توتون از صافیهای بسیار ریز نگهدارنده باکتری عبور می‌کند. ولی نتوانست به اهمیت مساله پی ببرد. تا این که بیچرنیک (۱۸۹۸) دانشمند هلندی که باید او را پدر ویروس شناسی به حساب آورد ادعا کرد که عامل بیماری موزائیک توتون ، باکتری نیست و عامل مسری دیگری است. استنلی در سال ۱۹۳۵ با استفاده از روشهای جدید خالص کردن پروتئینها ، ویروس را خالص کرد و به پاس این خدمت ، موفق به دریافت جایزه نوبل شد.

صفات عمومی ویروسها

ویروسها عواملی هستند که واجد یک نوع اسید نوکلئیک هستند. دارای پوشش پروتئینی در اطراف اسید نوکلئیک می‌باشند. در درون سلولهای زنده با بکار گرفتن ماشین سنتزی سلول میزبان تکثیر پیدا می‌کنند و اسید نوکلئیک ویروسی را به سایر سلولها منتقل می‌سازند. چون ویروسها فاقد آنزیمهای لازم برای متابولیسم هستند، لذا برای تکثیر یافتن بایستی از ماشین متابولیکی سلول میزبان استفاده نمایند. این کیفیت از نظر پزشکی جهت پیدا کردن داروهای ضد ویروسی فوق‌العاده اهمیت دارد. زیرا اکثر داروهایی که تکثیر ویروسها را متوقف می‌سازند، برای اعمال سلول میزبان نیز اثر می‌گذارند. ولی وجود لیپیدها در سطح خارجی برخی از ویروسها آنها را در برابر حلالهای لیپیدها نظیر اتر ، آسیب‌پذیر می‌سازد.

اساس رده بندی ویروسها

میزان اطلاعات قابل دسترس در هر زمینه برای تمامی ویروسها ، یکسان نیست و روشی که براساس آن ویروسها شناسایی می‌شوند، به سرعت در حال تغییر است. امروزه اکثرا از بررسی توالی ژنی به عنوان یک روش اولیه برای شناسایی ویروس استفاده می‌شود و بدین ترتیب نیاز به سایر اطلاعات کلاسیک نظیر چگالی شناوری ویروس ، کاهش یافته است. داده‌های مربوط به توالی ژنی معیارهای پیشرفته طبقه بندی محسوب شده و گاهی باعث ایجاد خانواده‌های جدیدی از ویروسها می‌شوند. مورفولوژی ویروس ، خصوصیات فیزیکی- شیمیایی ویروس ، خصوصیات ژنومی ویروس ، خصوصیات بیولوژیک و … در طبقه بندی ویروسها مد نظر قرار می‌گیرند. روشهای انتقال و انتشار ویروسها
ویروسهای مختلف دارای مکانیزمهایی دقیق و پیچیده برای ادامه حیات و انتقال از یک میزبان به میزبانی دیگر هستند. روش انتقال یک ویروس از یک میزبان به میزبان دیگر به ماهیت واکنش متقابل بین ویروس و میزبان بستگی دارد. ویروسها به روشهایی انتقال می‌یابند مثلا انتقال از فردی به فرد دیگر در اثر تماس مستقیم. بیشترین راههای انتقال ویروسها توسط قطرات تنفسی ، ذرات عفونی معلق در هوا و تماس جنسی است. ویروسهای گیاهی بیشتر از طریق بند پایان منتقل می‌شوند.
منشا تکاملی ویروسها
انواع مختلف ویروسها از نظر منشا تکاملی با یکدیگر تفاوت دارند. دو تئوری مطرح شده در این مورد به شرح زیر است.

تئوری اول در مورد منشا ویروس ها

منشا ویروسها ممکن است از RNA ، DNA و یا از هر دو نوع اسید نوکلئیک سلولهای میزبان باشد که بطور خودمختار همانند سازی کرده و روند تکاملی خود را طی نموده‌اند. و در واقع ویروسها شبیه ژنهایی هستند که توانایی موجودیت مستقل از سلول را کسب کرده‌اند. توالی ژنی در برخی از ویروسها با ژنهای سلولی رمز کننده پروتئینهای عملکردی قرابت دارند. به نظر می‌رسد که حداقل برخی از ویروسها بدین روش ، تکامل یافته‌اند.
تئوری دوم
ویروسها ممکن است اشکال انحطاط یافته انگلهای داخل سلولی باشند. هیچ گونه مدرکی در دست نیست که نشان دهد ویروسها از باکتریها تکامل یافته اند. اما ممکن است منشا تکاملی ارگانیسمهای داخل سلولی اجباری نظیر ریکتسیاها و کلامیدیاها ، مربوط به باکتری باشد. به هر حال پولکس ویروسها به قدری بزرگ و پیچیده هستند که احتمالا از تکامل بعضی اجداد سلولی بوجود آمده‌اند.
تکثیر ویروسها
اسید نوکلئیک هر ویروس فقط تعداد معدودی از ژنهای لازم برای سنتز ویروسهای جدید را دارا می‌باشد. این ژنها شامل ژنهای سازنده اجزای سازنده آنزیمهای لازم در چرخه زندگی ویروس می‌باشد. برای تکثیر ویروس بایستی ویروس سلول میزبان را مورد حمله قرار داده و اختیار دستگاه متابولیکی آن را به عهده گیرد. در جریان تکثیر ویروسی ، یک ذره ویروسی ، صدها حتی هزاران ویروس تولید می‌کند. این تغییرات شدید در سلول میزبان ، به مرگ آن منجر می‌گردد.
ارتباط ویروس شناسی با سایر علوم
ویروس شناسی با رشته‌های میکروبیولوژی ، زیست شناسی سلولی ، ژنتیک ، انگل شناسی ، قارچ شناسی پزشکی و بیوشیمی ارتباط نزدیک دارد.

تکثیر ویروسها

دید کلی
ویروسها مستقلا قادر به ادامه زندگی نیستند و برای رشد و تکثیر به یاخته میزبان مناسبی نیاز دارند تا امکانات آنرا در جهت همانند سازی خود بکار برند تکثیر ویروسهای جانوری و باکتریوفاژها نقش مهمی در پیشرفت علم بیولوژیکی ملکولی داشته است. چرخه رشد ویروسها طی مراحل متعددی صورت می‌گیرد که جزئیات این مراحل در باکتریوفاژها و ویروسهای جانوری تفاوت می‌کند. بسیاری از فرایندهای بیوشیمیایی شبیه حذف اینترونها که در اصلاح وصله شدن نام دارد، تغییراتی که در RNA پیامبر داده می‌شود، تغییرات پس از ترجمه پروتئین‌ها ، گلیکوزیلاسیون پروتئینها ، تکثیر RNA و DNA به توسط ویروس شناسان روشن شده‌اند. و بیشتر مطالعات مربوط به تکثیر ویروسهای جانوری با بهره گیری از کشت یاخته‌های پستانداران انجام شده‌اند.

مراحل تکثیر ویروسها
اتصال
ترکیبات ویژه بیوشیمیایی موجود بر سطح ویروس به نام لیگاند به ترکیبات ویژه‌ای که بر سطح یاخته میزبان قرار دارند و گیرنده نامیده می‌شوند اتصال می‌یابند. ویروسهای گوناگون دارای گیرنده‌ای مختلف هستند.

ورود ویروس به داخل بدن به چه شکل است

ورود ویروس به داخل یاخته با روش آندوسیتوز ، در هم آمیختن و یا انتقال صورت می‌گیرد در آندوسیتوز که بسیاری از ویروسهای دارای پوشینه از این فعالیت اساسی برای آلوده کردن آنها استفاده می‌کنند. پس از اتصال ویروس به گیرنده اختصاصی خود در پرده سیتوپلاسم یاخته میزبان یک فرورفتگی بنام حفره پوشیده ایجاد شده که ویروس و گیرنده یاخته داخل آن قرار می‌گیرند در روش آمیختگیگلیکوپروتئین F که در سطح ویروسهای خانواده پارامیکزوویریده قرار دارد می‌تواند باعث در هم آمیختن پوشینه ویروس مربوط با پرده سیتوپلاسم یاخته میزبان شود. در روش انتقال برخی از ویروسهایی که دارای کپسید بسیت وجهی هستند، ولی آنولوپ ندارند قادرند بطور مستقیم از میان پرده سیتوپلاسم یاخته میزبان عبور کنند.
پوشش برداری
اگر ژنهای ویروس بخواهند مورد رونویسی قرار گیرند لازم است که حداقل بطور نسبی از احاطه کپسید خارج شوند. در مورد ویرسهای دارای پوشینه نوکلئوکپسید خود را بطور مستقیم در سیتوپلاسم رها می‌کنند. در مورد ویروسهای بیست وجهی فاقد پوشینه فقط پروتئین‌های ویژه‌ای از کپسید جدا می‌شوند پوشش برداری ویروسهای آبله در دو مرحله انجام می‌گیرد.

رونویسی اولیه

ژنوم ویروسهایی که از ssRNA با پلاریته مثبت تشکیل یافته‌اند بلافاصله پس از ورود به یاخته میزبان با ریبوزوم اتصال یافته و ترجمه می‌شود و تمام ویروسهای دیگر مثل ssRNA با پلاریته منفی یا آنها که RNA دو رشته‌ای ، DNA دو رشته‌ای و یا DNA تک رشته‌ای دارند بایستی ابتدا از روی ژنوم خودشان mRNA اولیه را تولید کنند ویروسهای DNA دار که در هسته تکثیر پیدا می‌کنند از آنزیم RNAپلیمراز شماره ۲ یاخته استفاده می‌کنند ، ولی ویروسهای RNA دار لازم است آنزیم ترانس کریپتاز ویژه‌ای به همراه داشته باشند. در اثر رونویسی اولیه و ترجمه mRNAهای تولید شده پروتئینها بوجود می‌آیند که یا به صورت آنزیم‌هایی عمل می‌کنند که برای تکثیر ژنوم ویروس و رونویسی از آن بکار روند و یا تنظیم فعالیتهای ویروسی و یاخته را به عهده دارند.
ترجمه اولیه
برای ترجمه mRNA ، ابتدا mRNAهای مونوسیسترونیک دارای کلاه و زنجیره (POL(A به ریبوزوم متصل می‌شوند و سپس به روش mRNAهای یاخته ترجمه می‌گردند. mRNAهای پلی سیسترونیک ویروسهای خاص می‌توانند بطور مستقیم به فرآورده‌های مربوط به ژنهای ویروس ترجمه شوند این عمل در نتیجه شروع اولیه ، و شروع مجدد عمل ترجمه در کدانهای AUG داخلی mRNA است. اغلب پروتئینهای ویروسی متحمل تغییرات پس از ترجمه می‌شوند که عبارتند از: اسیلاسیون اسیدهای چرب)برای گرفتن در پرده سیتوپلاسم سلول) ، فسفوریلاسیون برای اتصال به اسیدنوکلئیک و گیلیکوزیلاسیون. تقسیم‌های ناشی از آنزیم‌های پروتئولیتیک ترجمه اولیه منجر به تولید پروتئینهایی خواهد شد که فعالیتهای ویروسی را تنظیم می‌کنند و بر فعالیتهای یاخته میزبان تاثیر می‌گذارند.

تکثیر ژنوم ویروس

تکثیر DNA ویروسی

ویروسهای DNAدار از روشهای گوناگونی برای تکثیر ژنوم خود استفاده می‌کنند با توجه به اینکه برای شروع سنتز DNA احتیاج به RNA پیشرو است بنابراین ویروسهای گوناگون روشهایی را اتخاذ کرده‌اند که بدون وجود RNA پیشرو هم بتوانند DNA خود را تکثیر دهند. برخی از این ویروسها دارای DNA حلقوی هستند، ولی برخی از ویروسهایی که دارای DNA خطی هستند در دو انتهای ژنوم خود دارای بخشهای مکمل می‌باشند که می‌تواند به عنوان پیشرو عمل کند. ویروسهای دیگر نیز دارای یک پروتئین پیشرو می‌باشند که به صورت کووالانت به انتهای ۵ اتصال یافته است. فعالیتهای آنزیمی گوناگون برای تکثیر DNA ویروسها مورد نیاز هستند.

آنزیم هلیکاز که برای باز کردن پیچ‌های دو رشته DNA ویروس ، یک پروتئین که از پیوستن مجدد دو رشته DNA جلوگیری می‌کند. آنزیم DNA پلی مراز برای کپی کردن هر یک از ، یک آنزیم RNAse جهت تجزیه RNA به ۳رشته‌های DNA ویروس از نقطه آغاز و در جهت ۵ پیشرو ، و یک آنزیم DNA لیگاز به منظور متصل کردن قطعات اوکازاکی به یکدیگر.

تکثیر RNA ویروسی

تکثیر RNA پدیده‌ای است منحصر به فرد ویژه ویروسها ، تکثیر RNA از روی RNA احتیاج به آنزیمی دارد که در نزد سلول‌های پستانداران وجود ندارد این آنزیم را RNAپلی مراز وابسته به RNA گویند که فقط توسط ویروسهای RNA دار کد می‌شود. برای اینکه RNA ویروس تکثیر یابد لازم است که ابتدا از روی رشته ژنومی ویروس مورد نظر یک رشته مکمل سنتز شود پس این رشته بعنوان الگو مورد استفاده قرار می‌گیرد و از روی آن رشته‌های ژنومی تولید می‌گردد. اگر رشته RNA ژنومی دارای پلاریته منفی باشد در آن صورت پلاریته رشته مکمل مثبت خواهد بود و در مورد ویروسهایی که دارای RNA با پلاریته مثبت هستند ابتدا رشته مکمل با پلاریته منفی از روی ژنوم سنتز می‌شود و سپس همین رشته بعنوان الگو مورد استفاده قرار گرفته و رشته‌های مثبت به همان رشته‌های ژنومی هستند از روی آن تولید می‌شوند.
رونویسی تاخیری
منجر به تولید mRNAهای تاخیری می‌شود.
ترجمه تاخیری
منجر به تولید پروتئینهای ساختمانی ویروس می‌شود.

سرهم شدن اجزا ویروس

ویروسهای فاقد پوشینه

تمام ویروسهای جانوری که فاقد پوشینه هستند دارای ساختمان بیست وجهی هستند در زمان سر هم شدن ، ابتدا پروتئین‌های ساختمانی ویروسهای دارای ساختمان ساده بطور خود به خود گرد هم می‌آیند و کپسومرها را تولید می‌کنند پس آن کپسومرها به هم اتصال یافته و کپسید ویروس را ایجاد می‌کنند که ژنوم ویروس درون آن قرار می‌گیرد.
بلوغ و رها شدن ویروس
ویروسها دارای پوشینه در زمان رها شدن کامل می‌شوند. ویروسهای ویروسهای فاقد پوشینه با تخریب یاخته میزبان از آن خارج می‌شوند ولی ویروسهای پوشینه ‌دار با پدیده جوانه زدن از یاخته خارج می‌شوند و معمولا سبب تخریب زودرس یاخته‌ها نمی‌شوند .

درباره ی sharafiyan

پاسخ دهید

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