|
ويروس‌شناسي
ويروس شناسي ( Virology) شاخه‌اي از ميكروبيولوژي و علم مطالعه ويروس‌ها مي‌باشد، كه ذراتي بسيار ريز و غير ميكروسكوپي مي‌باشند. ويروس‌ها انگل‌هاي داخل سلولي بوده كه ماده ژنتيكي آنها در پوششي پروتئيني بنام كپسيد (capsid) جاي دارند. ويروس‌ها را از لحاظ ساختار آنها، طبقه‌بندي وتكامل، نحوه عفوني كردن و چگونگي تخريب سلول ميزبان، چگونگي تعامل با ارگانيسم ميزبان و سيستم ايمني آنها، بيماري‌هايي كه ايجاد مي‌كنند، تكنيك‌هاي جداسازي و كشت آنها و استفاده آنها در مطالعات تحقيقاتي و درمان، مورد مطالعه قرار مي‌دهند. ويروس شناسي در دو زير شاخه ميكروبيولوژي و پزشكي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد
علم ويروس شناسي، پس از استفاده از واكسن آبله به وسيله ادوارد جنر (۱۷۹۸)، تهيه واكسن عليه بيماري هاري بوسيله پاستور (۱۸۸۴) و انتقال بيماري موزائيك توتون از گياه آلوده به گياه سالم توسط ماير در سال ۱۸۸۶ آغاز شده‌است. در سال ۱۸۹۲ ايوانوسكي، اثبات كرد كه عامل مولد بيماري موزائيك توتون از صافي‌هاي بسيار ريز نگهدارنده باكتري عبور مي‌كند. ولي چندان به مهم بودن اين مسئله پي نبرد. تا اين كه بيچرنيك (۱۸۹۸) دانشمند هلندي كه پدر ويروس شناسي ناميده شده‌است ادعا كرد كه عامل بيماري موزائيك توتون، باكتري نيست و عامل مسري ديگري است. استنلي در سال ۱۹۳۵ با استفاده از روش‌هاي جديد خالص كردن، پروتئين‌ها، ويروس را خالص كرد و به خاطر اين خدمتي كه انجام داد، موفق به دريافت جايزه نوبل شد.
صفات عمومي ويروس‌ها
ويروس‌ها عواملي هستند كه تنها داراي يك نوع اسيد نوكلئيك هستند. داراي پوشش پروتئيني در اطراف اسيد نوكلئيك بنام كپسيد مي‌باشند. در درون سلول‌هاي زنده با بكار گرفتن ماشين سنتزي سلول ميزبان تكثير پيدا مي‌كنند و اسيد نوكلئيك ويروسي را به ساير سلول‌ها منتقل مي‌سازند. چون ويروس‌ها فاقد آنزيم‌هاي لازم براي تكثير هستند، لذا براي تكثير يافتن بايستي از ماشين ژنتيكي سلول ميزبان استفاده نمايند. اين كيفيت از نظر پزشكي جهت پيدا كردن داروهاي ضد ويروسي بسيار اهميت دارد. زيرا اكثر داروهايي كه تكثير ويروس‌ها را متوقف مي‌سازند، بر روي اعمال سلول ميزبان نيز اثر مي‌گذارند. وجود ليپيدها در سطح خارجي برخي از ويروس‌ها آنها را در برابر حلال‌هاي ليپيدها نظير اتر، آسيب‌پذير مي‌سازد.
آسيب‌پذير مي‌سازد.
ساختار و رده بندي ويروس‌ها
شاخه اصلي ويروس شناسي طبقه بندي آنها مي باشد. ويروس ها را مي توان بر اساس سلول هاي ميزباني كه آلوده مي كنند طبقه بندي كرد. بطور مثال : ويروس هاي حيواني، ويروس هاي قارچ ها، باكتريوفاژها (ويروس هايي كه ميزبان آنها باكتري ها مي باشند)، كه شامل پيچيده ترين ويروس ها مي باشد. تقسيم بندي ديگر بر اساس شكل كپسيد ( بيشتر مارپيچ يا چند وجهي ) يا ساختار ويروس مي باشد ( به طور مثال وجود ويا عدم وجود پوشش ليپيدي ). اندازه ويروس ها از حدوداً 30 nm تا 450 nm مي باشد. اين به معني مي باشد كه اكثر ويروس ها را نمي توان با ميكروسكوپ نوري مشاهده كرد. شكل و ساختار ويروس ها توسط ميكروسكوپ الكتروني، طيف سنجي NMR و كريستالوگرافي اشعه ايكس مورد مطالعه قرار مي گيرد.
مفيدترين و گسترده ترين روش تقسيم بندي ويروس ها بر اساس نوع اسيد نوكلئيك ( ماده ژنتيكي ) آنها و نوع همانند سازي و تكثير آنها در سلول ميزبان مي باشد. اين تقسيم بندي شامل :
1. DNA ويروس ها ( به دو دسته DNA ويروس هاي 2 رشته اي و تك رشته اي تقسيم مي شوند )
2. RNA ويروس ها ( به سه دسته RNA ويروس هاي تك رشته اي با پلاريته مثبت ، RNA ويروس هاي تك رشته اي با پلاريته منفي و گروه خيلي غير معمول تر RNA ويروس هاي دو رشتته ايتقسيم مي شوند )
3. ويروس هاي رونوشت بردار معكوس ( به دو ستهDNA ويروس رونوشت بردار معكوس دو رشته اي و RNA ويروس رونوشت بردار معكوس تك رشته كه شامل retroviruses مي باشد، تقسيم مي شوند )
بر اساس آخرين گزارش كميته بين‌المللي در طبقه بندي ويروس ها ، ويروس ها شامل 5450 ويروس ، بيش از 2000 گونه، 287 جنس، 73 خانواده و 3 راسته مي باشد.
ويروس شناس ها بر روي ذرات ريزتر و ساده تر از ويروس نيز مطالعه مي كنند، مانند :
1. ويروئيد ها ( RNA حلقوي لخت كه گياهان را عفوني مي كند )
2.ستالايت ها ( مولكول هاي اسيد نوكلئيك كه همراه يا بدون كپسيد مي باشد كه نياز به يك ويروس ديگر براي همانند سازي و عفونت زايي دارد )
3. پريون ها
گونه در ويروس شناسي لزوماً وابسته به يك ريشه واصل نيست، , و همچنين روابط تكاملي در ويروس هاي مختلف واضح نمي‌باشد. سه فرضيه در مورد منشاء آنها وجود دارد:
1. ويروس ها از مواد غير زنده به وجود آمده اند، بصورت جداگانه و موازي با سلول ها.
2. اشكال مساعدتر زندگي سلولي است كه به صورت انگل داخلي سلول ميزبان شده است و پس از آن بيشتر قابليت هاي خود را از دست داده است. از چنين انگل هايي مي توان به پروكاريت هايي چون مايكوپلاسما و نانوآركي ها اشاره كرد.
3. ويروس ها از عناصر ژنتيكي قابل حمل ( مانند ترنسپوزون ها ، رتروترنسپوزون ها ويا پلازميد ها ) به وجود آمده اند؛ كه توسط پروتئين هاي كپسيد محصور شده، و توانايي " رهايي" از سلول ميزبان و آلوده كردن سلول هاي ديگر را بدست آورده است.
mimivirus بسيار مورد توجه قرار مي گيرد؛ يك ويروس غول پيكر كه آميب را آلوده كرده و بسيار از اجزاي مولكولي مرسوم همراه باكتري را كد مي كند. آيا اين يك نسخه ساده از يك انگل پروكاريوتي مي باشد يا آن را يه عنوان يك ويروس ساده است كه ژن ها را از ميزبان خود بدست آورده است ؟
تكامل ويروس ها اغلب با تكامل ميزبان آها رخ مي دهد؛ و در رشته تكامل ويروس ها مطالعه مي شود.
درزماني كه ويروس ها در حال تكثير و تكامل هستند، خود را در متابوليسم سلول درگير نمي‌كنند، حركت نمي‌كنند و با توجه به سلول ميزبان تكثير ميابند. سؤال مورد بحث اين است كه آيا ويروس ها زنده هستند يا خير ؟
روش‌هاي انتقال و انتشار ويروس‌ها
ويروسهاي مختلف داراي مكانيزم‌هاي دقيق و پيچيده‌اي براي ادامه حيات و انتقال از يك ميزبان به ميزباني ديگر هستند. روش انتقال يك ويروس از يك ميزبان به ميزبان ديگر به ماهيت واكنش متقابل بين ويروس و ميزبان بستگي دارد. ويروس‌ها به روش‌هاي مختلفي انتقال مي‌يابند، مثلاً انتقال از فردي به فرد ديگر در اثر تماس مستقيم. بيشترين راه‌هاي انتقال ويروس‌ها توسط قطرات تنفسي، ذرات عفوني معلق در هوا و در تماس جنسي هم به همين صورت است. ويروسهاي گياهي بيشتر از طريق بند پايان منتقل مي‌شوند.
منشا تكاملي ويروس‌ها
تنوع مختلف ويروس‌ها از نظر منشا تكاملي با همديگر متفاوت هستند. دو تئوري مطرح شده در اين مورد به شرح زير مي‌باشد:
تئوري اول
منشا ويروس‌ها ممكن است از DNA وRNA و يا از هر دو نوع اسيد نوكلئيك سلول‌هاي ميزبان باشد كه بطور خودمختار همانند سازي كرده و روند تكاملي خود را طي نموده‌اند. و در واقع ويروس‌ها شبيه ژنهايي هستند كه توانايي موجوديت مستقل از سلول را كسب كرده‌اند. توالي ژني در برخي از ويروس‌ها با ژنهاي سلولي رمز كننده پروتئينهاي عملكردي قرابت دارند. به نظر مي‌رسد كه حداقل برخي از ويروس‌ها بدين روش، تكامل يافته‌اند.
تئوري دوم
ويروس‌ها ممكن است اشكال انحطاط يافته انگل‌هاي داخل سلولي باشند. هيچ گونه مدركي در دست نيست كه نشان دهد ويروس‌ها از باكتري‌ها تكامل يافته‌اند. اما ممكن است منشا تكاملي ارگانيسم‌هاي داخل سلولي اجباري نظير ريكتزياها و كلاميدياها، مربوط به باكتري باشد. به هر حال پوكس ويروس‌ها به قدري بزرگ و پيچيده هستند كه احتمالاً از تكامل بعضي اجداد سلولي بوجود آمده‌اند.
تكثير ويروس‌ها
اسيد نوكلئيك هر ويروس فقط تعداد معدودي از ژنهاي لازم براي سنتز ويروسهاي جديد را دارا مي‌باشد. اين ژن‌ها شامل ژنهاي سازنده اجزاي سازنده آنزيم‌هاي لازم در چرخه زندگي ويروس مي‌باشد. براي تكثير ويروس بايستي ويروس سلول ميزبان را مورد حمله قرار داده و اختيار دستگاه متابوليكي آن را به عهده گيرد. در جريان تكثير ويروسي، يك ذره ويروسي، صدها حتي هزاران ويروس توليد مي‌كند. اين تغييرات شديد در سلول ميزبان، به مرگ آن منجر مي‌گردد.
|
ورود کاربران
