ویروس چیست؟ از معرفی تا تاریخچه (پدرام پریچهره)

ویروس چیست؟

ویروس یک واحد ژنتیکی عفونی است و از میان تمام انواع باکتری‌ها، ساختمانی کوچک‌تر دارد. ویژگی‌های «ویروس‌ها» (Viruses)، آن‌ها را در مرز بین موجود زنده و غیر زنده قرار می‌دهد. ویروس‌ها به طور معمول هر دو سلول‌های یوکاریوت‌ها (مانند حیوانات ، حشرات و گیاهان) و پروکاریوت‌ها (مانند باکتری ها) را آلوده می‌کنند. ماده ژنتیکی ویروس‌ها درون یک پروتئین محافظ جای دارد، همین پوشش محافظ ویروس‌ها را از پریون‌ها (عوامل عفونی که تنها از  پروتئین ساخته شده‌اند) و ویروئیدها (عوامل عفونی که نوکلئوتیدهایی از جنس RNA بدون پوشش پروتئینی هستند) متمایز می‌کنند.

ویروس‌ها انگل‌های داخل سلولی هستند، به این معنی که آن‌ها فقط با ورود به سلول میزبان و استفاده از ظرفیت‌ها و امکانات آن برای تولید مثل خود، می‌توانند تکثیر شوند. ویروسی که باکتری‌ها را آلوده می‌کند به عنوان یک باکتریوفاژ شناخته می‌شود که اغلب به صورت اختصاصی به آن‌ها «فاژ» (Phage) می‌گویند. ویروس‌ها بیماری‌هایی بسیاری را در بدن انسان ایجاد می‌کنند. بیماری‌های انسانی ناشی از عفونت ویروسی شامل سرماخوردگی، آنفولانزا، ابولا، آبله مرغان و ایدز است.

با اینکه بیماری‌های ویروسی توسط مکانیسم‌های مختلفی از جمله حشرات منتقل شده و شیوع پیدا می‌کنند، اما چنانچه جامعه انسانی قوانین و هنجارهای بهداشتی را به خوبی رعایت می‌کرد، کمتر با انواع ویروس‌های شایع در سراسر جهان مواجه بودیم. این قوانین شامل کارهای ساده‌ای مانند جلوگیری از انتشار و دفع حشرات، رعایت بهداشت در اماکن عمومی، رعایت بهداشت جنسی و انجام مراقبت‌های شخصی، واکسیناسیون و غیره است که می‌توانند در کاهش شیوع بیماری‌های همه گیر ویروسی موثر واقع شوند. در واقع گاهی برای کاهش شیوع بیماری‌های ویروسی و حتی درمان آن‌ها باید به آموزش بهداشت و مراقبت‌های شخصی در افراد و جامعه پرداخت.

به طور کلی ویروس‌ها موجودات غیر زنده محسوب می‌شوند، زیرا همه معیارهای تعریف معمول و مورد قبول زندگی در آن‌ها دیده نمی‌شود. از میان این معیارها می‌توان به این موارد اشاره کرد که ویروس‌ها غشای سلولی ندارند و به خودی خود نمی‌توانند غشا بسازند یا حتی متابولیسم انجام دهند. پاسخ قطعی به این سوال که آیا ویروس‌ها موجودات زنده‌ای هستند یا خیر هنوز وجود ندارد، زیرا برخی از ارگانیسم‌ها هستند که زنده به شمار می‌آیند اما ویژگی‌هایی مانند ویروس‌ها را از خود نشان می‌دهند.

ساختار ویروس

یک ذره ویروسی کامل به نام «ویرون» (Virion) شناخته می‌شود. ویرون‌ها کمی بیشتر از یک انتقال دهنده ژن‌ هستند، به طوری که دارای حداقل میزان نوکلئیک اسید بوده که توسط یک پوشش پروتئینی به نام «کپسید» (Capsid) پوشیده شده است.

کپسید از پروتئینی ایجاد شده که توسط ژنوم ویروس کدگذاری می‌شود و ممکن است ساختار کروی یا مارپیچ داشته باشد. این پروتئین‌ها همراه با اسیدهای نوکلئیک ساختارهایی به نام «نوکلئوپروتئین‌ها» (Nucleoproteins) را می‌سازند. ترکیب نوکلئوپروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک ساختارهایی را ایجاد می‌کنند که به عنوان «نوکلئوکپسید» (Nucleocapsid) شناخته می‌شوند.

ساختمان ویروس

مواد ژنتیکی

در گونه‌های مختلف ویروس هر دو نوع اسید نوکلئیک یعنی DNA و RNA یافت می‌شوند اما در هر ویروس فقط یکی از آن‌ها وجود دارد و هیچ ویروسی به طور همزمان دارای DNA و RNA نیست. در این مورد تنها یک استثنا وجود دارد؛ «سیتومگالویروس» (‌Cytomegalovirus)، نام ویروسی انسانی است که به طور همزمان یک DNA مرکزی و رشته mRNA دارد.

اسید نوکلئیک در گونه‌های مختلف ویروس‌ها به صورت تک رشته یا دو رشته است. بنابراین در ویروس‌ها اسیدهای نوکلئیک به چهار حالت دو رشته و تک رشته DNA و دو رشته و تک رشته RNA دیده می‌شوند.

مورفولوژی

به طور کلی ویروس‌ها از نظر شکل به ۴ دسته تقسیم می‌شوند. در هر چهار نوع یک کپسید وجود دارد که می‌تواند مارپیچ، بیست وجهی و یا ترکیبی از هر دو آن‌ها باشد. واحدهای پروتئین‌هایی که توسط ژنوم ویروسی کد می‌شوند، «پروتومر» ( Protomers) نام دارند و در کنار هم تجمع یافته و کپسیدها را شکل می‌دهند. تعداد کمی از ویروس‌ها کدهای پروتئین‌هایی که کپسید را می‌سازند، دارند اما این پروتئین‌ها به خودی خود نمی‌توانند با هم به شکل مجموعه‌ای، کپسید را بسازند.

ویروس‌های مارپیچی (Helical Viruses)

کپسیدهای مارپیچی یک نوع پروتومر محوری ایجاد می‌کنند که حول دایره مرکزی می‌چرخد و توسط لوله‌هایی که مانند پلکان مارپیچ هستند، احاطه می‌شود. این آرایش باعث تشکیل ویرون‌هایی میله‌ای شکل می‌شود که ممکن است کوتاه و محکم یا بلند و انعطاف پذیر باشند. ذرات ویروسی بلند مارپیچی باید انعطاف پذیر باشند تا از خراب شدن ساختار آن‌ها در فشارهای محیطی مختلف جلوگیری کنند.

مواد ژنتیکی ویروس در مرکز جسم لوله‌ای شکل قرار می‌گیرند و به این ترتیب از آسیب‌های محیط بیرون محافظت می‌شوند. در حالت کلی طول کپسیدهای مارپیچی وابسته به طول اسید نوکلئیکی است که درون آن‌ها قرار دارد، در حالی که قطر آن‌ها به طول کلی و آرایش پروتومرهای آن بستگی دارد. یکی از شناخته شده‌ترین ویروس‌هایی که کپسید مارپیچی دارد «ویروس موزائیک تنباکو» (Tobacco Mosaic Virus) است.

ویروس مارپیچی

ویروس مارپیچی

ویروس‌های بیست وجهی (Lcosahedral Viruses)

کپسیدهای بیست وجهی متقارن ظاهری کروی از ویروس‌ها را در بزرگ‌ نمایی کم نشان می‌دهند. این کپسیدها از کپسومرهای آرایش یافته در یک الگوی هندسی منظم تشکیل شده‌اند که مانند توپ فوتبال هستند با این که آن‌ها دقیقا کروی نیستند.

کپسومرها ساختارهای حلقه مانندی هستند که از ۵ یا ۶ کپی از پروتومرها ساخته شده‌اند. این ساختارها از طریق پیوندهای غیر کووالانسی، اسید نوکلئیک هسته را احاطه می‌کنند.

تعداد پروتئین‌های لازم برای تشکیل کپسید ویروس‌های کروی با عبارت عدد T نمایش داده می‌شود که براساس فرمول  «۶۰×T»  تعداد پروتئین‌ها بدست می‌آید. در مورد ویروس هپاتیت B عدد T برابر با ۴ است، بنابراین پروتئین‌های لازم برای تشکیل کپسید آن برابر با  ۲۴۰ می‌شود.

ویروس بیست وجهی

ویروس‌های پوشش دار (Enveloped Viruses)

علاوه بر کپسید برخی از ویروس‌ها می‌توانند غشای پلاسمایی تغییر یافته‌ای از سلول میزبان آلوده شده را در اطراف خود به عنوان غشای محافظ قرار دهند. این غشا دارای یک لایه لیپید بیرونی است که «پاکت ویروسی» (Viral Envelope) نام دارد.

این غشای خارجی با پروتئین‌هایی پوشیده شده که بوسیله ژنوم ویروسی و ژنوم میزبان کد می‌شوند. در حالی که لیپید غشایی و تمام کربوهیدرات‌های موجود در آن از سلول‌ میزبان تهیه شده‌اند. پاکت ویروسی فوایدی برای ویرون دارای پاکت نسبت به ویرون بدون پاکت دارد به عنوان مثال، پاکت ویروسی، از ویرون در برابر آنزیم‌ها و ترکیبات شیمیایی محافظت می‌کند.

 

ویروس‌های پیچیده

«ویروس‌های پیچیده» (Complex ‌Viruses)، کپسیدی دارند که نه کاملا مارپیچ و نه کاملا بیست وجهی است، بلکه ممکن است دارای ساختارهای اضافه‌ای مانند دم‌های پروتئینی یا کمپلکس‌های دیواره خارجی باشند. باکتریوفاژها ساختمان پیچیده دارند که شامل یک سر بیست وجهی است که به یک دم مارپیچی توسط یک پروتئین طوقی و یک صفحه پایه‌ای شش ضلعی همراه با فیبرهای پروتئین‌های دمی که از آن بیرون زده‌اند، متصل شده است.

باکتریوفاژ

«ویروس آبله» (Poxviruses) ویروس بزرگ و پیچیده‌ای است که یک ساختار ظاهری غیر عادی دارد. ژنوم ویروسی آن همراه با پروتئین‌های آن درون یک ساختار دیسکی شکل به نام «نوکلئوید» (Nucleoid) قرار گرفته‌اند. این نوکلئوید با غشا و «دو جسم کناری» (Lateral Bodies) با عملکردی ناشناخته، آن را احاطه کرده‌اند. پاکت خارجی ویروس با لایه ضخیمی از پروتئین‌های سطحی پوشیده شده است. ساختمان کلی ویروس ساختاری چند شکلی دارد و اشکال تخم مرغی تا هرمی در آن دیده می‌شوند.

اندازه ویروس

ویروس‌هایی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، قطرهایی بین ۱۰ تا ۴۰۰ نانومتر دارند. برای که بتوانید تصور کنید اندازه آن‌ها چقدر است، یک ویروس با اندازه متوسط در کنار حشره کک تقریباً برابر با اندازه انسان در کنار کوهی دو برابر کوه اورست است.

بیشتر ویروس‌ها با میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیستند، بزرگترین آن‌ها تقریباً به اندازه کوچکترین باکتری‌ها هستند. هر دو میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و عبوری (TEM) معمولاً برای تصویر برداری و مشاهده ذرات ویروسی به کار می‌روند.

ریشه نام گذاری ویروس

کلمه ویروس ریشه لاتین دارد. در این زبان، ویروس به هر چیزی که به سم و چیزهای مضر دیگر اشاره دارد، می‌گویند. این کلمه برای اولین بار در سال ۱۳۹۲ به زبان انگلیسی وارد شد. کلمه Virulent، از کلمه لاتین Virulentus به معنی مسموم، مربوط به سال ۱۴۰۰ است.

قبل از این که زیست شناس روسی – اوکراینی «دیمیتری ایوانوفسکی» (Dmitry Ivanovsky) ویروس‌ها را در سال ۱۸۹۲ کشف کند، عبارت «عامل ایجاد کننده بیماری عفونی» (Agent that causes Infectious Disease) برای اولین بار در سال ۱۷۲۸ مطرح شد. صفت ویروسی یا Viral نیز در سال ۱۹۴۸ مطرح شد.

دیمیتری ایوانوفسکی کسی که اولین بار موفق به کشف ویروس‌ها شد.

امروزه، کلمه ویروس برای توصیف ویروس‌های بیولوژیکی بحث شده در بالا و همچنین به عنوان استعاره‌ای برای سایر موارد مانند ویروس‌های رایانه‌ای (از سال ۱۹۷۲) استفاده می‌شود.

بیماری‌های ویروسی انسان

نمونه‌هایی از بیماری‌های مشترک انسانی ناشی از ویروس‌ها شامل «سرماخوردگی» (The Cold)، «آنفولانزا» (The Flu)، «آبله مرغان» (Chicken Pox) و «تبخال» (Cold Sore) هستند. علاوه بر این‌ها، ویروس‌ها می‌توانند بیماری‌های کشنده و مهلکی را نیز در انسان ایجاد کنند، از این گروه بیماری‌ها می‌توان به «ابولا» (Ebola)، «ایدز» (AIDS)، «آنفولانزای مرغی» (Bird Flu) و «سارس» (SARS) اشاره کرد. توانایی نسبی ویروس‌ها در ایجاد بیماری با اصطلاح Virulence یا شدت بیماری‌زایی توصیف می‌شود.

اپیدمی

همه گیری یا اپیدمی واژه‌ای است که به بروز یا ظهور گسترده یک بیماری خاص در یک جمعیت مشخص اتلاق می‌شود. ویروس‌ها در طول تاریخ مسبب اپیدمی‌های زیادی در جهان بودند و هر ساله تعدادی زیادی از مردم در سراسر دنیا بر اثر ابتلا به بیماری‌های همه گیر با منشا ویروسی جان خود را از دست می‌دهند.

پیشگیری و درمان بیماری‌های ویروسی

ویروس‌ها از امکانات سلول‌های میزبان خود برای تولید مثل و محلی برای زندگی استفاده می‌کنند، به همین دلیل از بین بردن ویروس‌ها کار دشواری است. واکسیناسیون برای ایجاد مقاومت در برابر بیماری‌های ویروسی و همینطور تولید داروهایی برای درمان عفونت‌های ویروسی از جمله موثرترین رویکردهای پزشکی در رابطه با درمان و پیشگیری از بیماری‌های ویروسی بوده‌اند.

پزشکان عمومی اغلب در مواجه با بیماران مبتلا به بیماری‌های عفونی آنتی‌بیوتیک تجویز می‌کنند، اما آنتی‌بیوتیک‌ها در برابر ویروس‌ها کاملا بی‌فایده هستند؛ ناگفته نماند که استفاده نادرست از آنتی بیوتیک‌ها در عفونت‌های ویروسی یکی از دلایل ایجاد مقاومت باکتری‌ها نسبت به آن‌ها است.

 

منابع:

https://www.newworldencyclopedia.org/entry/Virus

/ویروس/http://www.blog.faradas.org

ترجمه خانم دلخواهی کارشناس ارشد بیوتکنولوژی

گرد آوری: پدرام پریچهره

کارشناس ارشد زیست شناسی سلولی مولکولی

فروردین۱۴۰۰

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید:
0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

دیدگاهتان را بنویسید

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

سه × 1 =