2.4.1. افتتاح
في عام 1852، عالم النبات الروسي د. كان إيفانوفسكي أول من حصل على مستخلص معدي من نباتات التبغ المصابة بمرض الفسيفساء. عندما تم تمرير مثل هذا المستخلص من خلال مرشح الاحتفاظ، فإن السائل المفلتر لا يزال محتفظًا بخصائصه المعدية. في عام 1898، صاغ الهولندي بيجرينك الكلمة الجديدة "فيروس" (من الكلمة اللاتينية التي تعني "السم") لوصف الطبيعة المعدية لبعض سوائل النباتات المفلترة. على الرغم من تحقيق نجاح كبير في الحصول على عينات فيروسية عالية النقاء وثبت ذلك الطبيعة الكيميائيةهذه هي البروتينات النووية (مركبات معقدة تتكون من الأحماض النووية)، وكانت الجسيمات نفسها لا تزال بعيدة المنال وغامضة لأنها كانت صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها باستخدام الضوء. ولهذا كانت الفيروسات من أوائل الهياكل البيولوجية التي تم فحصها بالمجهر الإلكتروني مباشرة بعد اختراعها في ثلاثينيات القرن العشرين.
2.4.2. خصائص الفيروسات
الفيروسات لها الخصائص التالية.
أدناه سننظر في هذه الخصائص بمزيد من التفصيل.
أبعاد
الفيروسات هي أصغر الكائنات الحية، وتتراوح أحجامها من 20 إلى 300 نانومتر؛ في المتوسط، فهي أصغر بخمسين مرة. ولا يمكن رؤيتها بالمجهر الضوئي وتمريرها عبر مرشحات لا تسمح للبكتيريا بالمرور من خلالها.
أصل
كثيرًا ما يتساءل الباحثون، هل الفيروسات حية؟ فإذا اعتبرنا أن أي بنية تحتوي على مادة وراثية (DNA أو RNA) وقادرة على التكاثر الذاتي هي حية، فإن الجواب يجب أن يكون بالإيجاب: نعم، الفيروسات حية. إذا كان وجود البنية الخلوية يعتبر علامة على وجود كائنات حية، فإن الجواب سيكون سلبيا: الفيروسات ليست حية. وتجدر الإشارة إلى أن الفيروسات غير قادرة على إعادة إنتاج نفسها خارج الخلية المضيفة.
للحصول على فهم أكثر اكتمالا للفيروسات، من الضروري معرفة أصلها في عملية التطور. هناك افتراض، على الرغم من عدم إثباته، بأن الفيروسات عبارة عن مادة وراثية "هربت" ذات مرة من الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة واحتفظت بالقدرة على التكاثر عند عودتها إلى البيئة الخلوية. خارج الخلية، تكون الفيروسات في حالة خاملة تمامًا، لكن لديها مجموعة من التعليمات (الشفرة الجينية) اللازمة لإعادة دخول الخلية وإخضاعها لتعليماتها، وإجبارها على إنتاج العديد من النسخ المطابقة لنفسها (الفيروس) ). لذلك، من المنطقي أن نفترض أنه في عملية التطور، ظهرت الفيروسات في وقت لاحق من الخلايا.
بناء
هيكل الفيروسات بسيط للغاية. وهي تتكون من الهياكل التالية:
- النوى- المادة الوراثية، ممثلة إما بالحمض النووي الريبي (DNA) أو الحمض النووي الريبي (RNA)؛ يمكن أن يكون DNA أو RNA مفردًا أو مزدوجًا؛
- قفيصة– غلاف بروتيني وقائي يحيط بالقلب؛
- قفيصة نووية- بنية معقدة تتكون من القلب والقفيصة؛
- صدَفَة– تحتوي بعض الفيروسات، مثل فيروس نقص المناعة البشرية وفيروسات الأنفلونزا، على طبقة بروتين دهني إضافية مشتقة من الغشاء البلازمي للخلية المضيفة؛
- قفيصيات– وحدات فرعية متكررة متطابقة، والتي غالبًا ما تُصنع منها الكبسولات.
أرز. 2.16. تمثيل تخطيطي مقطعي للفيروس.
ويتميز الشكل العام للقفيصة بدرجة عالية من التماثل، مما يحدد قدرة الفيروسات على التبلور. وهذا يجعل من الممكن دراستها باستخدام كل من علم البلورات بالأشعة السينية والمجهر الإلكتروني. بمجرد تشكيل الوحدات الفرعية الفيروسية في الخلية المضيفة، يمكنها التجمع ذاتيًا على الفور لتكوين جسيم فيروسي كامل. يظهر الشكل 1 مخططًا مبسطًا لبنية الفيروس. 2.16.
أرز. 2.17. أ. عشروني الوجوه. B. صورة مجهرية إلكترونية لفيروس الهربس البسيط تم الحصول عليها عن طريق التباين السلبي (ليس المستحضر نفسه هو الذي تم تلوينه، ولكن خلفيته). لاحظ مدى وضوح تفاصيل بنية الفيروس. تظهر القسيمات القسيمية الفردية بالضبط في المكان الذي تغلغلت فيه الصبغة فيما بينها.
يتميز هيكل القفيصة بأنواع معينة من التماثل، وخاصة متعدد السطوح وحلزوني. متعدد السطوح هو متعدد السطوح. الشكل متعدد السطوح الأكثر شيوعًا في الفيروسات هو المجسم العشروني، الذي يحتوي على 20 وجهًا مثلثًا، و12 زاوية، و30 حافة. في الشكل. 2.17، ونحن نرى عشروني الوجوه منتظم، وفي الشكل. 2.17، B – فيروس الهربس، في جسيم منه 162 قسيمة منظمة في شكل عشروني الوجوه.
أرز. 2.18. أ. بنية فيروس تبرقش التبغ (TMV)؛ التماثل الحلزوني للقفيصة مرئي. يظهر جزء فقط من الفيروس على شكل قضيب. يعتمد هذا الرقم على نتائج التحليل الهيكلي بالأشعة السينية والبيانات البيوكيميائية والدراسات المجهرية الإلكترونية. ب. صورة مجهرية إلكترونية لفيروس فسيفساء التبغ تم الحصول عليها عن طريق التباين السلبي (× 800000). تتكون القفيصة (القشرة) من 2130 قسيمة بروتينية متطابقة. ب- نبات التبغ المصاب بفيروس TMV. انتبه إلى البقع المميزة في الأماكن التي تموت فيها أنسجة الورقة.
يمكن رؤية رسم توضيحي مرئي للتناظر الحلزوني في الشكل 1. 2.18، B فيروس فسيفساء التبغ المحتوي على الحمض النووي الريبي (TMV). تتكون قفيصة هذا الفيروس من 2130 قسيمة بروتينية متطابقة. كان TMV أول فيروس تم عزله في شكله النقي. عند الإصابة بهذا الفيروس، تظهر بقع صفراء على أوراق نبات مريض - ما يسمى بفسيفساء الأوراق (الشكل 2.18، ب). تنتشر الفيروسات بسرعة كبيرة إما ميكانيكيًا عندما تتلامس النباتات المريضة أو أجزاء النبات مع النباتات السليمة، أو عن طريق الهواء من خلال الدخان المنبعث من السجائر المصنوعة من الأوراق المصابة.
أرز. 2.19. أ. هيكل البكتيريا T2. B. صورة مجهرية إلكترونية للبكتيريا تم الحصول عليها عن طريق التباين السلبي.
تشكل الفيروسات التي تهاجم البكتيريا مجموعة تسمى العاثياتأو ببساطة العاثيات. تحتوي بعض العاثيات على رأس عشروني السطوح محدد بوضوح وذيل ذو تماثل حلزوني (الشكل 2.19). في الشكل. يقدم الشكلان 2.20 و2.21 تمثيلات تخطيطية لبعض الفيروسات، توضح أحجامها النسبية وبنيتها العامة.
أرز. 2.20. عدة صور تخطيطية مبسطة للفيروسات، تعكس الاختلافات في تماثلها وحجمها. تظهر العاثيات T2 مع خيوط الذيل التي تطلقها العاثيات قبل إصابة الخلية؛ في الفج؟ لا توجد خيوط من العملية الذيلية.
أرز. 2.21. هيكل فيروس نقص المناعة البشرية (HIV)، وهو فيروس قهقري. تتكون القفيصة المخروطية الشكل من قفيصيات مرتبة بشكل حلزوني. يتم قطع الجزء الأمامي من القفيصة لكشف نسختين من جينومات الحمض النووي الريبي (RNA). تحت تأثير إنزيم يسمى النسخ العكسي، يتم نسخ المعلومات المشفرة في خيوط الحمض النووي الريبي (RNA) المفردة الجديلة إلى خيوط DNA المزدوجة الجديلة المقابلة. القفيصة محاطة بقشرة بروتينية مثبتة في طبقة دهنية ثنائية، وهو غلاف مشتق من الغشاء البلازمي للخلية المضيفة. يحتوي هذا الغلاف على بروتينات سكرية فيروسية مدمجة فيه، والتي، من خلال الارتباط بشكل خاص بمستقبلات الخلايا التائية، تضمن اختراق الفيروس إلى الخلية المضيفة.
وهي موجودة في كل مكان: في الهواء والماء والتربة وعلى أسطح الأشياء. إنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤية جميع أنواعها بالمجهر العادي. هذه فيروسات، وتكوينات طبيعية مذهلة، غير مفهومة بالكامل وذات معدلات بقاء مذهلة.
يجتمع: سامة وخطيرة
الفيروس يرقى تمامًا إلى اسمه، إذا تمت ترجمته من اللاتينية: السم. في السابق، تم استخدام هذه الكلمة بشكل عشوائي فيما يتعلق بجميع مسببات الأمراض. لكن في نهاية القرن التاسع عشر تغير الوضع.
قبل قرنين من الزمان، اكتشف العالم الروسي إيفانوفسكي، أثناء تجاربه على أوراق التبغ المصابة بمرض معين، أنه إذا تم فصل المحتويات البكتيرية عن العصير المعصور باستخدام مرشح، فإن المادة الحيوية الناتجة لا تزال تحتفظ بالقدرة على إصابة النباتات السليمة. بعد ذلك، بدأ العلماء في عزل أنواع جديدة من العوامل العدوانية باستخدام الترشيح، على سبيل المثال، مرض الحمى القلاعية أو فيروس الحمى الصفراء. تدريجيا، اختفت كلمة "تصفية"، و في هذه المرحلةوفي تطور العلم، فإن ما يسبب معظم الأمراض حول العالم يسمى عادةً بالفيروسات.
لا حيا ولا ميتا
هذا السؤال لا يزال موضوعا للنقاش العلمي. والحقيقة أنه منذ أن تمت دراسة بنية الفيروسات (التي تسبب فسيفساء التبغ في المقام الأول) وأنماطها السلوكية، ظهرت تفاصيل مهمة تجعلنا نفكر: هل هو على الأرجح حي أم ميت، أم العكس؟
الحجج ل:
- التركيب الجزيئي
- تحتوي على الجينوم.
- داخل الخلايا يتصرفون بنشاط كبير.
الحجج ضد:
- خارج تجويف الخلية خاملة تماما.
- فهي لا تصنع البروتين بنفسها، وبالتالي فهي غير قادرة على مشاركة المادة الوراثية دون وجود خلية مضيفة.
الميزات الهيكلية
تختلف بنية الفيروسات المسببة للعديد من الأمراض بالتفصيل، ولكنها تشترك في العديد من السمات. بادئ ذي بدء، يُطلق على الشكل خارج الخلية للفيروس اسم الفيريون. ويتكون من العناصر التالية:
- نواة تحتوي على 1 إلى 3 جزيئات من الحمض النووي؛
- القفيصة - غطاء مصنوع من البروتين يحمي الحمض من التأثيرات؛
- قشرة تتكون من مركبات البروتين الدهنية (غير متوفرة دائمًا).
الحمض النووي هو الشفرة الوراثية للفيروس. ومن المثير للاهتمام أن حمض الديوكسي ريبونوكلييك وحمض الريبونوكلييك لا يوجدان معًا أبدًا. في حين أن الكائنات الحية الدقيقة، التي لا يشك أحد في "حيويتها"، على سبيل المثال، الكلاميديا، تحتوي على كلا الحمضين. أما المعلومات الوراثية فيمكن أن تقتصر على 1-3 جينات، وفي بعض الأحيان تحتوي على ما يصل إلى 100 وحدة.
استعارت الفيروسات غلافًا إضافيًا من الكائن الحي، مُحدثة تغييرات في بنية الخلية. يهتم الفيروس الذي يحتوي على مثل هذه الإضافة بالغشاء السيتوبلازمي أو النووي من أجل تكوين طبقة واقية ثانوية من شظاياه. علاوة على ذلك، فإن هذه القشرة مميزة فقط للعينات الكبيرة نسبيا، مثل الهربس أو فيروس الأنفلونزا.
لا تؤدي مكونات الفيروسات وظائف الحماية وتخزين المعلومات فحسب، بل إنها مسؤولة أيضًا عن التكاثر الفيروسي والطفرات الضرورية.
فيروس على شكل
السمات الهيكلية للفيروسات تجعل تصنيفها يعتمد على شكل القفيصة.
أبسط الفيروسات لها بنية تتميز بوجود نوع واحد من جزيئات البروتين في الكبسولات. هذه هي ما يسمى بالفيروسات العارية، أي أنها خالية تمامًا من الغلاف.
ولكن هناك فيروسات مغطاة بالقسيمات القسيمية - وهي عبارة عن مزيج من عدة جزيئات تشكل شكلًا هندسيًا معينًا. تلعب بنية الفيروسات، وكذلك القسيمات الخاصة بها، دورًا دور مهمفي تحديد العامل العدواني. يختلف الشكل بشكل كبير: رأس بذيل، مستطيل (الجدري)، كرة (أنفلونزا)، عصا (فسيفساء التبغ)، خيط (أمراض درنة البطاطس)، متعدد السطوح (شلل الأطفال)، على شكل رصاصة (داء الكلب).
حجم النانو
الفيروسات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن فحص معظمها بالتفصيل إلا باستخدام المجهر الإلكتروني. ومهما كان شكل الفيروس وبنيته، فإن البكتيريا ستكون دائمًا أكبر حجمًا (حوالي 50 مرة). يتراوح حجم الفيروسات من صغير (20-30 نانومتر) إلى كبير (400 نانومتر).
شغل الخلوي
لا يمكن مقارنة الغزو الفيروسي للخلية بأي شيء آخر - في الطبيعة، لا توجد آلية مماثلة في أي مكان آخر. خارج الخلية، يكون الفيريون في حالة نائمة ومتبلورة. ولكن بمجرد دخوله إلى التجويف المطلوب، تبدأ الإجراءات النشطة.
- الامتزاز.بمعنى آخر، هذا هو ارتباط الفيروسات (أحيانًا المئات) بجدران الخلية المحددة.
- فيروبكسيس.عملية الغمر المباشر في الخلية، والتي تحدث من خلال موقع التصاق الفيروس. نقطة مثيرة للاهتمام: الخلية لا تمنع الغزو بأي شكل من الأشكال، لأن جسيم الفيروس، أو بالأحرى البروتين الخاص به، يتم تحديده من قبل الخلية على أنه "خاص بها".
- التكرار.يبدأ الغزو المعدي عندما تتكاثر الفيروسات في الخلية. إنهم يصنعون جزيئات جديدة مشابهة لهم، ويشكلون العديد من الكبسولات.
- مخرج. في لحظة التشبع الزائد، تتعطل البنية الخلوية، ولا تعد الفيروسات مقيدة، وتندلع لتصيب خلايا جديدة. يمكن أن تحدث هذه العملية بعدة طرق.
والمثير للدهشة أن الكائنات الحية الدقيقة الأصغر بمئات المرات من الخلية تدمر عملها بثقة وبسرعة، مما يؤثر بشكل مدمر على عمليات التمثيل الغذائي وغالباً ما يدمر الضحية.
أنواع اختراقات الفيروسات
يعتمد هذا التصنيف على طبيعة التدمير الخلوي، وكذلك على مدة بقاء العامل العدواني. وفي هذا الصدد، يتم التمييز بين ثلاثة أنواع من العدوى:
- مدمر:يُطلق على هذا النوع من العدوى اسم lytic ، حيث تندلع الفيروسات بشكل جماعي من الفضاء الخلوي ، وتدمر كل شيء في طريقها وتسعى جاهدة للتغلب على خلايا جديدة ؛
- المستمر أو المستمر:تتميز بالتدفق التدريجي للكتل الفيروسية إلى الخارج دون تعطيل عمل الخلية.
- مختفي:ويتميز النوع الكامن بدمج الجينوم الفيروسي في الكروموسومات الخلوية، وبعد ذلك، أثناء الانقسام، تنقل الخلية الفيروس إلى هياكلها الابنة.
وفي الختام، تجدر الإشارة إلى التنوع المذهل لهذه المواد المجهرية، وهو ما يفسر الفرق في الأعراض الملحوظة. هناك فيروسات ذات الحمض النووي - الهربس، والجدري، وتحتوي أيضًا على الحمض النووي الريبي - مرض الحمى القلاعية، والعديد من العاثيات. من بين أمور أخرى، تحتوي هذه الفيروسات على الدهون.
الخيارات الأخرى: الفيروسات الخالية من الدهون مثل الفيروسات الغدية والغالبية العظمى من العاثيات.
ومن المشجع أن العالم العلمي سيتعلم عاجلاً أم آجلاً كيفية إخضاع هذه الأشكال من الحياة وتحويلها لصالح البشرية.
محتويات المقال
الفيروسات،أصغر مسببات الأمراض المعدية. مترجم من الفيروس اللاتيني تعني "السم، البداية السامة". حتى نهاية القرن التاسع عشر. تم استخدام مصطلح "فيروس" في الطب للإشارة إلى أي عامل معدي يسبب المرض. اكتسبت هذه الكلمة معناها الحديث بعد عام 1892، عندما أنشأ عالم النبات الروسي دي.آي.إيفانوفسكي "قابلية الترشيح" للعامل المسبب لمرض فسيفساء التبغ (فسيفساء التبغ). وبين أن عصارة الخلايا من النباتات المصابة بهذا المرض، التي تمر عبر مرشحات خاصة تحتفظ بالبكتيريا، تحتفظ بالقدرة على التسبب في نفس المرض في نباتات صحية. بعد خمس سنوات، تم اكتشاف عامل آخر قابل للتصفية - العامل المسبب لمرض الحمى القلاعية في الماشية - من قبل عالم البكتيريا الألماني ف. لوفلر. في عام 1898، كرر عالم النبات الهولندي إم. بيجرينك هذه التجارب في نسخة موسعة وأكد استنتاجات إيفانوفسكي. ووصف "المبدأ السام القابل للترشيح" الذي يسبب فسيفساء التبغ بأنه "فيروس قابل للترشيح". تم استخدام هذا المصطلح لسنوات عديدة وتم اختصاره تدريجيًا إلى كلمة واحدة - "فيروس".
في عام 1901، أثبت الجراح العسكري الأمريكي دبليو ريد وزملاؤه أن العامل المسبب للحمى الصفراء هو أيضًا فيروس قابل للتصفية. كانت الحمى الصفراء أول مرض بشري تم تحديده على أنه فيروسي، لكن الأمر استغرق 26 عامًا أخرى حتى يتم إثبات أصله الفيروسي بشكل نهائي.
خصائص وأصل الفيروسات.
من المقبول عمومًا أن الفيروسات نشأت نتيجة لعزل (استقلالية) العناصر الجينية الفردية للخلية، والتي، بالإضافة إلى ذلك، اكتسبت القدرة على الانتقال من كائن حي إلى كائن حي. في الخلية الطبيعية، تحدث تحركات لعدة أنواع من الهياكل الجينية، على سبيل المثال، المصفوفة، أو المعلومات، الحمض النووي الريبي (mRNA)، الينقولات، الإنترونات، والبلازميدات. ربما كانت هذه العناصر المتنقلة هي أسلاف الفيروسات أو أسلافها.
هل الفيروسات كائنات حية؟
تكرار الفيروسات
يمكن عمومًا اعتبار المعلومات الوراثية المشفرة في جين واحد بمثابة تعليمات لإنتاج بروتين معين في الخلية. لا تدرك الخلية مثل هذه التعليمات إلا إذا تم إرسالها على شكل mRNA. لذلك، يجب على الخلايا التي يتم تمثيل مادتها الوراثية بواسطة الحمض النووي "إعادة كتابة" (نسخ) هذه المعلومات إلى نسخة تكميلية من mRNA. تختلف فيروسات DNA في طريقة تكاثرها عن فيروسات RNA.
يوجد الحمض النووي عادة في شكل هياكل مزدوجة تقطعت بهم السبل: سلسلتان من عديد النوكليوتيدات متصلتان بروابط هيدروجينية وملتوية بحيث يتشكل حلزون مزدوج. من ناحية أخرى، يوجد الحمض النووي الريبي (RNA) عادة كهياكل مفردة. ومع ذلك، فإن جينوم بعض الفيروسات يتكون من حمض نووي ريبوزي مفرد الشريط أو حمض نووي ريبوزي مزدوج الشريط. يمكن أن تكون خيوط (سلاسل) الحمض النووي الفيروسي، مزدوجة أو مفردة، خطية أو مغلقة في حلقة.
ترتبط المرحلة الأولى من تكاثر الفيروس باختراق الحمض النووي الفيروسي إلى داخل الخلية المضيفة. يمكن تسهيل هذه العملية عن طريق إنزيمات خاصة تشكل جزءًا من القفيصة أو الغلاف الخارجي للفيريون، مع بقاء القشرة خارج الخلية أو فقدانها مباشرة بعد اختراق الخلية. يجد الفيروس خلية مناسبة لتكاثره عن طريق الاتصال بأجزاء فردية من قفيصته (أو غلافه الخارجي) مع مستقبلات محددة على سطح الخلية بطريقة "مفتاح القفل". إذا لم تكن هناك مستقبلات محددة ("متعرفة") على سطح الخلية، فإن الخلية ليست حساسة للعدوى الفيروسية: فالفيروس لا يخترقها.
ومن أجل الحصول على معلوماته الوراثية، يتم نسخ الحمض النووي الفيروسي الذي دخل الخلية بواسطة إنزيمات خاصة إلى mRNA. ينتقل mRNA الناتج إلى "المصانع" الخلوية لتخليق البروتين - الريبوسومات، حيث يستبدل "الرسائل" الخلوية بـ "التعليمات" الخاصة به ويتم ترجمتها (قراءتها)، مما يؤدي إلى تخليق البروتينات الفيروسية. يتضاعف الحمض النووي الفيروسي نفسه (يتضاعف) عدة مرات بمشاركة مجموعة أخرى من الإنزيمات، سواء الفيروسية أو تلك التي تنتمي إلى الخلية.
البروتين المركب، الذي يستخدم لبناء القفيصة، والحمض النووي الفيروسي، المتضاعف في عدة نسخ، يتحدان ويشكلان فيروسات "ابنة" جديدة. يترك النسل الفيروسي المتكون الخلية المستخدمة ويصيب خلايا جديدة: تتكرر دورة تكاثر الفيروس. بعض الفيروسات، أثناء تبرعمها من سطح الخلية، تلتقط جزءًا من غشاء الخلية الذي تم دمج البروتينات الفيروسية فيه "مقدمًا"، وبالتالي تكتسب غلافًا. أما بالنسبة للخلية المضيفة، فيتبين في النهاية أنها تالفة أو حتى مدمرة بالكامل.
في بعض الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي، لا ترتبط دورة التكاثر في الخلية نفسها بالتكاثر الفوري للحمض النووي الفيروسي؛ وبدلاً من ذلك، يتم إدخال (دمج) الحمض النووي الفيروسي في الحمض النووي للخلية المضيفة. في هذه المرحلة، يختفي الفيروس كتكوين هيكلي واحد: يصبح الجينوم الخاص به جزءًا من الجهاز الجيني للخلية، بل ويتضاعف كجزء من الحمض النووي الخلوي أثناء انقسام الخلايا. ومع ذلك، في وقت لاحق، في بعض الأحيان بعد سنوات عديدة، قد يظهر الفيروس مرة أخرى - يتم إطلاق آلية تخليق البروتينات الفيروسية، والتي، بالاشتراك مع الحمض النووي الفيروسي، تشكل فيروسات جديدة.
في بعض فيروسات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، يمكن للجينوم (RNA) أن يعمل بشكل مباشر كmRNA. ومع ذلك، فإن هذه الميزة مميزة فقط للفيروسات التي تحتوي على شريط "+" من الحمض النووي الريبي (أي، مع وجود قطبية إيجابية للحمض النووي الريبي). بالنسبة للفيروسات التي تحتوي على شريط "-" من الحمض النووي الريبي (RNA)، يجب أولاً "إعادة كتابة" الأخير في الشريط "+"؛ فقط بعد ذلك يبدأ تركيب البروتينات الفيروسية ويحدث تكاثر الفيروس.
تحتوي ما يسمى بالفيروسات القهقرية على الحمض النووي الريبي (RNA) كجينوم ولها طريقة غير عادية في نسخ المادة الوراثية: فبدلاً من نسخ الحمض النووي (DNA) إلى الحمض النووي الريبي (RNA)، كما يحدث في الخلية وهو نموذجي للفيروسات المحتوية على الحمض النووي (DNA)، يتم نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) الخاص بها إلى DNA. يتم بعد ذلك دمج الحمض النووي المزدوج للفيروس في الحمض النووي الصبغي للخلية. في مصفوفة هذا الحمض النووي الفيروسي، يتم تصنيع الحمض النووي الريبي الفيروسي الجديد، والذي، مثل الآخرين، يحدد تخليق البروتينات الفيروسية.
تصنيف الفيروسات
إذا كانت الفيروسات عبارة عن عناصر وراثية متحركة حقًا حصلت على "الاستقلال" (الاستقلال) عن الجهاز الجيني لمضيفيها (أنواع مختلفة من الخلايا)، فيجب أن تكون مجموعات مختلفة من الفيروسات (ذات جينومات وهياكل وتكاثر مختلفة) قد نشأت بشكل مستقل عن كل منها. آخر. لذلك، من المستحيل بناء نسب واحد لجميع الفيروسات، وربطها على أساس العلاقات التطورية. لا تنطبق مبادئ التصنيف "الطبيعي" المستخدمة في تصنيف الحيوانات على الفيروسات.
ومع ذلك، فإن نظام تصنيف الفيروسات ضروري في العمل العملي، وقد جرت محاولات عديدة لإنشائه. كان النهج الأكثر إنتاجية يعتمد على الخصائص الهيكلية والوظيفية للفيروسات: من أجل التمييز بين مجموعات مختلفة من الفيروسات عن بعضها البعض، يصفون نوع حمضهم النووي (DNA أو RNA، كل منهما يمكن أن يكون مفردًا أو مزدوجًا) -مجدول)، حجمه (عدد النيوكليوتيدات في أحماض سلسلة الحمض النووي)، عدد جزيئات الحمض النووي في الفيريون الواحد، هندسة الفيريون والسمات الهيكلية للقفيصة والقشرة الخارجية للفيريون، النوع المضيف (النباتات والبكتيريا والحشرات والثدييات وغيرها)، وخصائص الأمراض التي تسببها الفيروسات (أعراض وطبيعة المرض)، والخصائص المستضدية للبروتينات الفيروسية وخصائص استجابة الجهاز المناعي للجسم لإدخال الفيروس .
مجموعة مسببات الأمراض المجهرية التي تسمى أشباه الفيروسات (أي الجسيمات الشبيهة بالفيروسات) لا تتناسب تمامًا مع نظام تصنيف الفيروسات. تسبب الفيروسات الفيروسية العديد من الأمراض النباتية الشائعة. هذه هي أصغر العوامل المعدية، وهي خالية حتى من أبسط غطاء بروتيني (موجود في جميع الفيروسات)؛ وهي تتألف فقط من الحمض النووي الريبي (RNA) المفرد الذي تقطعت به السبل والمغلق في حلقة.
الأمراض الفيروسية
تطور الفيروسات والالتهابات الفيروسية.
تعتبر الطيور المستودع الطبيعي لفيروسات التهاب الدماغ الخيلي، والتي تشكل خطورة خاصة على الخيول، وبدرجة أقل قليلاً، على البشر. ويحمل البعوض ماص الدم هذه الفيروسات، حيث يتكاثر الفيروس دون أن يلحق ضررا كبيرا بالبعوض. في بعض الأحيان يمكن أن تنتقل الفيروسات بشكل سلبي عن طريق الحشرات (دون أن تتكاثر فيها)، ولكنها في أغلب الأحيان تتكاثر في النواقل.
بالنسبة للعديد من الفيروسات، مثل الحصبة والهربس والأنفلونزا جزئيًا، فإن الخزان الطبيعي الرئيسي هو البشر. يحدث انتقال هذه الفيروسات من خلال الرذاذ المحمول جواً أو الاتصال.
انتشار بعض الأمراض الفيروسية، مثل غيرها من الالتهابات، مليء بالمفاجآت. على سبيل المثال، في مجموعات الأشخاص الذين يعيشون في ظروف غير صحية، يُصاب جميع الأطفال تقريبًا في سن مبكرة بمرض شلل الأطفال، والذي يحدث عادةً في شكل خفيف، واكتساب المناعة. إذا تحسنت الظروف المعيشية في هذه المجموعات، فإن الأطفال الصغار عادة لا يصابون بشلل الأطفال، ولكن يمكن أن يحدث المرض في سن أكبر، وعندها غالبا ما يكون حادا.
لا تستطيع العديد من الفيروسات البقاء في الطبيعة لفترة طويلة في ظل كثافة سكانية منخفضة للأنواع المضيفة. خلقت المجموعات السكانية الصغيرة من الصيادين البدائيين وجامعي النباتات ظروفًا غير مواتية لوجود بعض الفيروسات؛ لذلك، فمن المحتمل جدًا أن تكون بعض الفيروسات البشرية قد ظهرت لاحقًا، مع ظهور المستوطنات الحضرية والريفية. من المفترض أن فيروس الحصبة كان موجودًا في الأصل بين الكلاب (كعامل مسبب للحمى)، ومن الممكن أن يكون الجدري البشري قد ظهر نتيجة لتطور البقرة أو جدري الفئران. تشمل أحدث الأمثلة على التطور الفيروسي متلازمة نقص المناعة البشرية المكتسب (الإيدز). هناك أدلة على التشابه الجيني بين فيروسات نقص المناعة البشرية والقردة الخضراء الأفريقية.
عادة ما تكون حالات العدوى "الجديدة" حادة، ومميتة في كثير من الأحيان، ولكن مع تطور العامل الممرض، قد تصبح أكثر اعتدالا. وخير مثال على ذلك هو قصة فيروس الورم المخاطي. في عام 1950، كان هذا الفيروس متوطنًا في أمريكا الجنوبيةولأنه غير ضار تمامًا للأرانب المحلية، فقد تم إحضاره إلى أستراليا مع السلالات الأوروبية من هذه الحيوانات. وكان المرض الذي أصاب الأرانب الأسترالية، التي لم تواجه هذا الفيروس من قبل، قاتلا في 99.5% من الحالات. وبعد سنوات قليلة، انخفض معدل الوفيات بسبب هذا المرض بشكل ملحوظ، في بعض المناطق بنسبة تصل إلى 50%، وهو ما يفسر ليس فقط الطفرات "المخففة" (المضعفة) في الجينوم الفيروسي، ولكن أيضًا بسبب زيادة المقاومة الجينية للأرانب. للمرض، وفي كلتا الحالتين، حدث الانتقاء الطبيعي الفعال تحت ضغط قوي من الانتقاء الطبيعي.
يتم دعم استنساخ الفيروسات في الطبيعة أنواع مختلفةالكائنات الحية: البكتيريا، الفطريات، الأوليات، النباتات، الحيوانات. على سبيل المثال، غالبا ما تعاني الحشرات من فيروسات تتراكم في خلاياها على شكل بلورات كبيرة. غالبًا ما تتأثر النباتات بفيروسات RNA الصغيرة والبسيطة. هذه الفيروسات ليس لديها حتى آليات خاصة لاختراق الخلية. وتنتقل عن طريق الحشرات (التي تتغذى على عصارة الخلايا)، والديدان المستديرة، وعن طريق الاتصال، وتصيب النبات عندما يتضرر ميكانيكيًا. تمتلك الفيروسات البكتيرية (العاثيات) الآلية الأكثر تعقيدًا لتوصيل مادتها الوراثية إلى خلية بكتيرية حساسة. أولاً، يرتبط "ذيل" العاثيات، الذي يشبه أنبوبًا رفيعًا، بجدار البكتيريا. ثم تقوم إنزيمات "الذيل" الخاصة بإذابة جزء من جدار البكتيريا ويتم حقن المادة الوراثية للعاثية (عادة الحمض النووي) في الثقب الناتج من خلال "الذيل"، كما هو الحال من خلال إبرة حقنة.
أكثر من عشر مجموعات رئيسية من الفيروسات مسببة للأمراض للإنسان. من بين فيروسات الحمض النووي، هناك عائلة فيروسات الجدري (التي تسبب مرض الجدري وجدري البقر وأنواع أخرى من عدوى الجدري)، ومجموعة فيروسات الهربس (الطفح الجلدي الهربسي على الشفاه، وجدري الماء)، والفيروسات الغدية (أمراض الجهاز التنفسي والعينين)، وفيروس البابوفا. العائلة (الثآليل وأورام الجلد الأخرى)، فيروسات الكبد (فيروس التهاب الكبد B). هناك الكثير من الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) والتي تسبب أمراضًا للإنسان. الفيروسات البيكورناوية (من لات. بيكو – صغير جدًا، باللغة الإنجليزية. RNA - RNA) هي أصغر فيروسات الثدييات، تشبه بعض الفيروسات النباتية؛ فهي تسبب شلل الأطفال والتهاب الكبد الوبائي الحاد نزلات البرد. السبب هو الفيروسات المخاطية والفيروسات المخاطانية أشكال مختلفةالأنفلونزا والحصبة والنكاف (النكاف). فيروسات أربو (من الإنجليزية. عثربود بو rne - "المنقولة بالمفصليات") - أكبر مجموعة من الفيروسات (أكثر من 300) - تحملها الحشرات وهي العوامل المسببة لالتهاب الدماغ الياباني الذي ينقله القراد والحمى الصفراء والتهاب السحايا والدماغ الخيلي وحمى كولورادو والتهاب الدماغ الأغنام الاسكتلندي. وغيرها من الأمراض الخطيرة. أصبحت الفيروسات الرجعية، وهي عوامل مسببة نادرة لأمراض الجهاز التنفسي والأمعاء البشرية، موضوع اهتمام علمي خاص بسبب حقيقة أن مادتها الوراثية ممثلة في الحمض النووي الريبي المجزأ المزدوج.
العلاج والوقاية.
يرتبط تكاثر الفيروسات ارتباطًا وثيقًا بآليات تخليق البروتين والحمض النووي للخلية في الكائن المصاب. لذلك، فإن إنشاء أدوية تقمع الفيروس بشكل انتقائي، ولكنها لا تضر الجسم، هي مهمة صعبة للغاية. ومع ذلك، فقد اتضح أن الحمض النووي الجينومي لأكبر فيروسات الهربس والجدري مشفر عدد كبيرإنزيمات تختلف في خصائصها عن الإنزيمات الخلوية المماثلة، وكان هذا بمثابة الأساس لتطوير الأدوية المضادة للفيروسات. في الواقع، تم إنشاء العديد من الأدوية التي تعتمد آلية عملها على تثبيط تخليق الحمض النووي الفيروسي. بعض المركبات شديدة السمية الاستخدام العام(عن طريق الوريد أو الفم)، مناسب للاستخدام الموضعي، على سبيل المثال، عندما تتضرر العيون بسبب فيروس الهربس.
من المعروف أن جسم الإنسان ينتج بروتينات خاصة - الإنترفيرون. أنها تمنع ترجمة الأحماض النووية الفيروسية وبالتالي تمنع تكرار الفيروس. بفضل الهندسة الوراثية، أصبحت الإنترفيرونات التي تنتجها البكتيريا متاحة ويتم اختبارها في الممارسة الطبية. سم. الهندسة الوراثية).
تشمل العناصر الأكثر فعالية للدفاع الطبيعي للجسم أجسامًا مضادة محددة (بروتينات خاصة ينتجها الجهاز المناعي)، والتي تتفاعل مع الفيروس المقابل وبالتالي تمنع تطور المرض بشكل فعال؛ ومع ذلك، لا يمكنهم تحييد الفيروس الذي دخل الخلية بالفعل. ومن الأمثلة على ذلك عدوى الهربس: يتم تخزين فيروس الهربس في خلايا العقد العصبية (العقد)، حيث لا تستطيع الأجسام المضادة الوصول إليه. من وقت لآخر يتم تنشيط الفيروس ويسبب انتكاسات المرض.
عادة، يتم تشكيل أجسام مضادة محددة في الجسم نتيجة لاختراق عامل معدي فيه. يمكن مساعدة الجسم عن طريق تعزيز إنتاج الأجسام المضادة بشكل مصطنع، بما في ذلك عن طريق تكوين مناعة مسبقًا من خلال التطعيم. وبهذه الطريقة، ومن خلال التطعيم الشامل، تم القضاء عمليًا على الجدري في جميع أنحاء العالم.
تنقسم الطرق الحديثة للتطعيم والتحصين إلى ثلاث مجموعات رئيسية. أولا، هو استخدام سلالة ضعيفة من الفيروس، مما يحفز الجسم على إنتاج أجسام مضادة فعالة ضد سلالة أكثر إمراضية. ثانيًا، إدخال فيروس مقتول (على سبيل المثال، معطل بواسطة الفورمالديهايد)، والذي يحفز أيضًا تكوين الأجسام المضادة. الخيار الثالث هو ما يسمى. التحصين "السلبي"، أي. إدخال الأجسام المضادة "الأجنبية" الجاهزة. يتم تحصين حيوان، مثل الحصان، ثم يتم عزل الأجسام المضادة من دمه، وتنقيتها، واستخدامها للحقن في المريض لخلق مناعة فورية ولكن قصيرة الأجل. في بعض الأحيان، يتم استخدام الأجسام المضادة من دم شخص مصاب بمرض معين (على سبيل المثال، الحصبة والتهاب الدماغ الذي ينتقل عن طريق القراد).
تراكم الفيروسات.
لإعداد مستحضرات اللقاح، من الضروري تراكم الفيروس. ولهذا الغرض غالبا ما تستخدم أجنة الدجاج النامية المصابة بهذا الفيروس. بعد احتضان الأجنة المصابة لفترة معينة، يتم جمع الفيروس المتراكم فيها بسبب التكاثر وتنقيته (عن طريق الطرد المركزي أو وسائل أخرى)، وتعطيله إذا لزم الأمر. من المهم جدًا إزالة جميع شوائب الصابورة من مستحضرات الفيروس، والتي يمكن أن تسبب مضاعفات خطيرة أثناء التطعيم. وبطبيعة الحال، من المهم بنفس القدر التأكد من عدم وجود فيروس ممرض غير نشط في الاستعدادات. في السنوات الأخيرةتستخدم على نطاق واسع لتراكم الفيروسات أنواع مختلفةثقافات الخلية.
طرق دراسة الفيروسات
كانت الفيروسات البكتيرية أول من أصبح موضوعًا للبحث التفصيلي باعتبارها النموذج الأكثر ملاءمة، والذي يتمتع بعدد من المزايا مقارنة بالفيروسات الأخرى. الدورة الكاملة لنسخ العاثيات، أي. الوقت من إصابة الخلية البكتيرية إلى إطلاق الجزيئات الفيروسية المضاعفة يحدث خلال ساعة واحدة. عادةً ما تتراكم الفيروسات الأخرى على مدار عدة أيام أو حتى لفترة أطول. قبل الحرب العالمية الثانية مباشرة وبعد انتهائها بفترة قصيرة، تم تطوير طرق لدراسة الجزيئات الفيروسية الفردية. يتم إصابة الصفائح التي تحتوي على أجار مغذي والتي تنمو عليها طبقة أحادية (طبقة صلبة) من الخلايا البكتيرية بجزيئات العاثيات باستخدام التخفيفات التسلسلية. عندما يتكاثر الفيروس، فإنه يقتل الخلية التي "تأويه" ويخترق الخلايا المجاورة، والتي تموت أيضًا بعد تراكم ذرية العاثيات. وتعتبر منطقة الخلايا الميتة بالعين المجردة بمثابة نقطة مضيئة. تسمى هذه البقع "المستعمرات السلبية" أو اللويحات. أتاحت الطريقة المطورة دراسة ذرية الجزيئات الفيروسية الفردية، واكتشاف إعادة التركيب الجيني للفيروسات، وتحديد البنية الجينية وطرق تكرار العاثيات بالتفصيل والتي كانت تبدو في السابق مذهلة.
ساهم العمل مع العاثيات في توسيع الترسانة المنهجية في دراسة الفيروسات الحيوانية. حتى الآن، كانت الأبحاث المتعلقة بفيروسات الفقاريات تُجرى في المقام الأول على حيوانات المختبر؛ كانت مثل هذه التجارب كثيفة العمالة ومكلفة للغاية وليست مفيدة للغاية. وفي وقت لاحق، ظهرت أساليب جديدة تعتمد على استخدام زراعة الأنسجة؛ تم استبدال الخلايا البكتيرية المستخدمة في تجارب العاثيات بخلايا فقارية. ومع ذلك، لدراسة آليات تطور الأمراض الفيروسية، فإن التجارب على حيوانات المختبر مهمة للغاية ويستمر إجراؤها في الوقت الحاضر.
الفيروسات. تصنيف الفيروسات. أنواع التفاعل بين الخلايا والفيروسات
الأحجام – من 15 إلى 2000 نانومتر (بعض الفيروسات النباتية). الأكبر بين الفيروسات الحيوانية والبشرية هو العامل المسبب لمرض الجدري - يصل إلى 450 نانومتر.
بسيط الفيروسات لها غلاف - قفيصة، والذي يتكون فقط من وحدات فرعية من البروتين ( قفيصيات). القسيمات القسيمية لمعظم الفيروسات لها تناظر حلزوني أو مكعب. الفيروسات ذات التناظر الحلزوني تكون على شكل قضيب. يتم بناء معظم الفيروسات التي تصيب النباتات وفقًا لنوع التناظر الحلزوني. معظمالفيروسات التي تصيب الخلايا البشرية والحيوانية لها نوع مكعب من التماثل.
معقد
معقد يمكن أيضًا تغطية الفيروسات بغشاء سطحي من البروتين الدهني مع البروتينات السكرية التي تشكل جزءًا من غشاء البلازما للخلية المضيفة (على سبيل المثال، فيروسات الجدري والتهاب الكبد الوبائي ب)، أي أنها تحتوي على قفيصة فائقة. بمساعدة البروتينات السكرية، يتم التعرف على مستقبلات محددة على سطح غشاء الخلية المضيفة ويرتبط بها الجسيم الفيروسي. وتبرز مناطق الكربوهيدرات من البروتينات السكرية فوق سطح الفيروس على شكل قضبان مدببة. يمكن أن يندمج الغلاف الإضافي مع غشاء البلازما للخلية المضيفة ويسهل اختراق محتويات الجسيم الفيروسي إلى عمق الخلية. قد تشتمل الأصداف الإضافية على إنزيمات تضمن تخليق الأحماض النووية الفيروسية في الخلية المضيفة وبعض التفاعلات الأخرى.
البكتيريا لها بنية معقدة إلى حد ما. يتم تصنيفها على أنها فيروسات معقدة. على سبيل المثال، تتكون البكتيريا T4 من جزء موسع - رأس وعملية وخيوط ذيل. يتكون الرأس من قفيصة تحتوي على حمض نووي. تشتمل العملية على طوق، وعمود مجوف محاط بغمد مقلص يشبه الزنبرك الممتد، وصفيحة قاعدية ذات أشواك وخيوط ذيلية.
تصنيف الفيروسات
يعتمد تصنيف الفيروسات على تماثل الفيروسات ووجود أو عدم وجود غلاف خارجي.
| فيروسات ديوكسي | الفيروسات الريبو | ||
| الحمض النووي المزدوج الذين تقطعت بهم السبل | الحمض النووي تقطعت بهم السبل | الحمض النووي الريبي المزدوج الذين تقطعت بهم السبل | الحمض النووي الريبي تقطعت بهم السبل |
| نوع التماثل المكعب: - بدون قذائف خارجية (الفيروسات الغدانية)؛ – مع الأغشية الخارجية (الهربس) | نوع التماثل المكعب: – بدون أغشية خارجية (بعض العاثيات) | نوع التماثل المكعب: - بدون أصداف خارجية (الفيروسات القهقرية، فيروسات أورام جروح النبات) | نوع التماثل المكعب: - بدون أصداف خارجية (الفيروسات المعوية، فيروس شلل الأطفال) نوع التناظر الحلزوني: - بدون قذائف خارجية (فيروس فسيفساء التبغ)؛ - مع الأغشية الخارجية (الأنفلونزا، داء الكلب، الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي الريبوزي) |
| نوع مختلط من التماثل (البكتيريا المقترنة T) | |||
| بدون نوع معين من التناظر (الجدري) | |||
تظهر الفيروسات نشاطًا حيويًا فقط في خلايا الكائنات الحية. حمضهم النووي قادر على التسبب في تخليق الجزيئات الفيروسية في الخلية المضيفة. خارج الخلية لا تظهر الفيروسات علامات الحياة وتسمى الفيروسات .
تتكون دورة حياة الفيروس من مرحلتين: خارج الخلية(الفيريون)، الذي لا تظهر فيه علامات النشاط الحيوي، و داخل الخلايا . ولا تفقد الجسيمات الفيروسية الموجودة خارج جسم المضيف قدرتها على العدوى لبعض الوقت. على سبيل المثال، يمكن أن يظل فيروس شلل الأطفال معديًا لعدة أيام، والجدري لعدة أشهر. يحتفظ فيروس التهاب الكبد B به حتى بعد الغليان على المدى القصير.
تحدث العمليات النشطة لبعض الفيروسات في النواة، والبعض الآخر في السيتوبلازم، وفي بعضها، سواء في النواة أو في السيتوبلازم.
أنواع التفاعل بين الخلايا والفيروسات
هناك عدة أنواع من التفاعلات بين الخلايا والفيروسات:
- منتجة – يحفز الحمض النووي للفيروس تخليق المواد الخاصة به في الخلية المضيفة مع تكوين جيل جديد.
- فاشل – ينقطع التكاثر في مرحلة ما، ولا يتكون جيل جديد.
- فيروسي - الحمض النووي للفيروس مندمج في جينوم الخلية المضيفة وغير قادر على التكاثر.
في تاريخ كوكبنا الممتد لقرون، كان الغزاة غير المرئيين يتدخلون باستمرار في تطور جميع النباتات والحيوانات -الفيروسات(لات. فيروس - سم).
نظرًا لحجمها المجهري، لا تحتوي الفيروسات على بنية داخلية متعددة الخلايا معقدة كما هو الحال في الكائنات الحية، لأنها أصغر بعدة مرات من أي خلية حية وحتى أصغر بكثير من أي بكتيريا. جميع الكائنات الحية المعروفة معرضة لتأثير الفيروسات، ليس فقط البشر والحيوانات والزواحف والأسماك، بل جميع أنواع النباتات.
فقط في بداية القرن العشرين، بعد اختراع المجهر الإلكتروني، تمكن العلماء من رؤية مسببات الأمراض الصغيرة بأعينهم، والتي تم التعبير عن العديد من النظريات حولها حتى تلك اللحظة. تختلف بعض الفيروسات البشرية في الشكل والحجم. اعتمادًا على نوع المرض، تظهر أعراض الأمراض المختلفة بشكل مختلف: يصبح الجلد ملتهبًا، الأعضاء الداخليةأو المفاصل.
عدوى فيروسية
في عام 1852، تمكن ديمتري يوسيفوفيتش إيفانوفسكي (عالم النبات الروسي) من الحصول على مستخلص معدي من نباتات التبغ المصابة بمرض الفسيفساء. ويسمى هذا الهيكل فيروس فسيفساء التبغ.
بنية الفيروس
في قلب الجسيم الفيروسي يوجد الجينوم (المعلومات الوراثية التي يمثلها هيكل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي - الموضع 1). يوجد حول الجينوم قفيصة (الموضع 2)، والتي يتم تمثيلها بقشرة بروتينية. يوجد على سطح الغلاف البروتيني للقفيصة غلاف من البروتين الدهني (الموضع 3). توجد القسيمات القفيصية داخل الصدفة (الموضع 4). يتكون كل قفيص من شريط أو شريطين من البروتين. عدد القسيمات القسيمية لكل فيروس ثابت تمامًا. يحتوي كل فيروس على عدد معين من القسيمات القسيمية، لذا فإن عددها هو أنواع مختلفةفايروس 
مختلفة بشكل كبير. لا تحتوي بعض الفيروسات على غلاف بروتيني (قفيصة) في بنيتها. تسمى هذه الفيروسات بالفيروسات البسيطة. وعلى العكس من ذلك، فإن الفيروسات التي تحتوي على غلاف خارجي آخر (بروتين دهني إضافي) في بنيتها تسمى الفيروسات المعقدة. للفيروسات شكلان من أشكال الحياة. يسمى شكل الحياة خارج الخلية للفيروس varion(حالة الراحة والانتظار). يُطلق على شكل الحياة داخل الخلايا للفيروس، والذي يتكاثر بشكل نشط، اسم نباتي.
خصائص الفيروسات
الفيروسات ليس لها بنية خلوية، فهي تصنف على أنها أصغر الكائنات الحية، تتكاثر داخل الخلايا، ولها بنية بسيطة، وأغلبها تسبب أمراضا مختلفة، وكل نوع من الفيروسات يتعرف ويصيب أنواعا معينة فقط من الخلايا، ويحتوي على نوع واحد فقط من الحمض النووي (DNA أو RNA).
تصنيف الفيروسات
كيف تمتص خلايا الجسم المواد؟
على عكس الكائنات الحية الأخرى، يحتاج الفيروس إلى خلايا حية للتكاثر. في حد ذاته، فإنه لا يمكن أن تتكاثر. على سبيل المثال، تتكون خلايا جسم الإنسان من نواة (يتركز فيها الحمض النووي - الخريطة الجينية، خطة عمل الخلية للحفاظ على وظائفها الحيوية). نواة الخلية محاطة بالسيتوبلازم، حيث توجد الميتوكوندريا (تنتج الطاقة للتفاعلات الكيميائية، والجسيمات الحالة (التي تحلل المواد الواردة من الخارج)، والجسيمات المتعددة والريبوسومات (تنتج البروتينات والإنزيمات لتنفيذ التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية). الخلية بأكملها. ويخترق سيتوبلازم الخلية، أو بالأحرى مساحتها، شبكة من الأنابيب يتم من خلالها امتصاص المواد الضرورية وإزالة المواد غير الضرورية. كما أن الخلية محاطة بغشاء يحميها ويعمل بمثابة مرشح ذو اتجاهين يهتز غشاء الخلية باستمرار، وعندما تكون هناك جسيمة بروتينية على سطح الغشاء، فإنها تنحني وتحيط بها في الحويصلة الهضمية، التي تسحبها إلى داخل الخلية التالية تتعرف الخلية (النواة) على المادة القادمة من الخارج وتعطي سلسلة من الأوامر للمراكز الموجودة في السيتوبلازم، وتقوم بتحليل المادة الواردة إلى مركبات أبسط وتستخدم بعض المركبات المفيدة للحفاظ على الحياة، وتقوم بوظائف مبرمجة. وتتم إزالة الاتصالات غير الضرورية خارج الخلية. هذه هي الطريقة التي تتم بها عملية الامتصاص والهضم واستيعاب المواد الموجودة في الخلية وإزالة المواد غير الضرورية.
تكاثر الفيروسات
كما ذكرنا أعلاه، يحتاج الفيروس إلى خلايا حية ليتكاثر من نوعه، لأنه لا يستطيع التكاثر بمفرده. تتكون عملية اختراق الفيروس للخلية من عدة مراحل.
المرحلة الأولى من اختراق الفيروس إلى الخلية هي ترسبه (الامتزاز من خلال التفاعل الكهربائي) على سطح الخلية المستهدفة. ويجب أن تحتوي الخلية المستهدفة بدورها على المستقبلات السطحية المناسبة. وبدون وجود مستقبلات سطحية مناسبة، لا يمكن للفيروس أن يلتصق بالخلية. لذلك، يمكن إزالة الفيروس الذي التصق بالخلية نتيجة للتفاعل الكهربائي عن طريق الهز. تسمى المرحلة الثانية من اختراق الفيروس للخلية بأنها لا رجعة فيها. في حالة وجود المستقبلات المناسبة، يرتبط الفيروس بالخلية وتبدأ المسامير أو الخيوط البروتينية في التفاعل مع مستقبلات الخلية. المستقبلات الخلوية عبارة عن بروتين أو بروتين سكري، وهو عادةً ما يكون خاصًا بكل فيروس.
خلال المرحلة الثالثة، يتم امتصاص (نقل) الفيروس في غشاء الخلية باستخدام الحويصلات الغشائية داخل الخلايا.
وفي المرحلة الرابعة، تقوم إنزيمات الخلية بتكسير البروتينات الفيروسية، وبالتالي يتم تحرير جينوم الفيروس، الذي يحتوي على معلومات وراثية، والتي تتمثل في بنية DNA أو RNA، من “السجن”. ثم يتفكك حلزون RNA بسرعة ويندفع إلى نواة الخلية. في نواة الخلية، يغير جينوم الفيروس المعلومات الوراثية للخلية وينفذ معلوماته الخاصة. ونتيجة لهذه التغيرات يصبح عمل الخلية غير منظم تماما وبدلا من البروتينات والإنزيمات التي تحتاجها، تبدأ الخلية في تصنيع البروتينات والإنزيمات الفيروسية (المعدلة).
الوقت المنقضي من لحظة دخول الفيروس إلى الخلية حتى إطلاق متغيرات جديدة يسمى الفترة الكامنة أو الكامنة. يمكن أن تختلف من عدة ساعات (الجدري والأنفلونزا) إلى عدة أيام (الحصبة والفيروس الغدي).
