VIROLOJI: TARIH, NE INCELIYOR, VIRÜS TÜRLERI, ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Viroloji köken, evrim, sınıflandırma, patoloji ve virüslerin biyomedikal ve biyoteknolojik uygulamalar inceleyen biyoloji dalıdır. Virüsler, genetik bilgileri yalnızca kendi kopyaları için olan 0,01–1 µm boyutundaki küçük parçacıklardır.

Virüslerin genleri, enfekte olmuş hücrenin çoğalması için moleküler mekanizması tarafından çözülür. Bu nedenle virüsler, canlı hücrelerin metabolik işlevlerine bağlı zorunlu hücre içi parazitlerdir.

Kaynak: Fotoğraf Kredisi: Cynthia Goldsmith İçerik Sağlayıcıları: CDC / Dr. Erskine. L. Palmer; Dr. ML Martin

Gezegendeki en bol genetik materyal, virüslerinkine karşılık gelir. Diğer virüsleri ve tüm canlıları enfekte ederler. Bağışıklık sistemleri virüslere karşı her zaman başarılı bir şekilde savunma yapmaz: İnsanların ve hayvanların en yıkıcı hastalıklarından bazıları virüslerden kaynaklanır.

İnsan viral hastalıkları arasında sarı humma, çocuk felci, grip, AIDS, çiçek hastalığı ve kızamık bulunur. Virüsler, insan kanserlerinin yaklaşık% 20'sinde yer alır. Viral solunum ve bağırsak enfeksiyonları her yıl gelişmekte olan ülkelerde milyonlarca çocuğu öldürüyor.

Bazı virüsler, bakterileri enzim kaynakları olarak, haşere kontrolü için, antibakteriyel maddeler olarak, kanserle savaşmak için ve gen vektörleri olarak yazmak için kullanışlıdır.

Tarih

19. yüzyılın sonlarında, Martinus Beijerinck ve Dmitri Ivanovski, hastalıklı tütün bitkilerinden elde edilen bakterisiz filtratların sağlıklı bitkileri enfekte edebilen bir ajan içerdiğini bağımsız olarak belirlediler. Beijerinck, bu ajana contagium vivum Fluidum adını verdi.

Artık Beijerinck ve Ivanovski süzüntülerinin tütün mozaik virüsünü içerdiğini biliyoruz. Yine 19. yüzyılda, Friedrich Loeffler ve Paul Frosch, sığırlarda FMD'nin bakteriyel olmayan bir ajandan kaynaklandığı sonucuna vardılar.

20. yüzyılın ilk on yılında, Vilhelm Ellerman ve Olaf Bang hücresiz filtratlar kullanarak tavuklarda löseminin bulaştığını gösterdi. Bu deneyler, kansere neden olabilecek hayvan virüsleri olduğu sonucuna varılmasına izin verdi.

20. yüzyılın ikinci on yılında, Frederick Twort çiçek hastalığı virüsünü büyütmeye çalıştığı agar plakalarında mikrococci'nin parçalanmasını gözlemledi ve bu lizise bir virüs veya bakteri enzimlerinden kaynaklandığını varsaydı. Felix d'Hérelle ise dizanteriye neden olan basillerin bakteriyofaj adını verdiği virüsler tarafından parçalandığını keşfetti.

1960 yılında Peter Medawar, virüslerin genetik materyal (DNA veya RNA) içerdiğini keşfettiği için Nobel Ödülü'nü aldı.

Virüs türleri

Virüsler sahip oldukları özelliklere göre sınıflandırılır. Bunlar morfoloji, genom ve konukçuyla etkileşimdir.

Virüsün konakçı ile etkileşimine dayalı sınıflandırma, dört kritere dayanmaktadır: 1) bulaşıcı bir dölün üretimi; 2) virüsün konağı öldürüp öldürmediği; 3) klinik semptomlar varsa; 4) enfeksiyon süresi.

Bağışıklık sistemi, virüs ve konakçı arasındaki etkileşimde önemli bir rol oynar çünkü enfeksiyonun gelişimini belirler. Bu nedenle enfeksiyon akut ve subklinik (virüs vücuttan atılır) veya kalıcı ve kronik (virüs vücuttan atılmaz) olabilir.

Genom farklılıklarına dayalı sınıflandırma (Baltimore Sistemi) ve virüslerin tüm özelliklerini dikkate alan taksonomik sınıflandırma, günümüzde virüsleri kataloglamak için en çok kullanılan sistemlerdir.

Morfolojiye göre sınıflandırma

Bu sınıflandırmayı anlamak için virüsü oluşturan parçaların bilinmesi gerekir. Virüsler bir genom ve kapsidden oluşur ve bir zarfa sahip olabilir veya olmayabilir. Genom, DNA veya RNA, tek veya çift sarmallı, doğrusal veya dairesel olabilir.

Kapsid, kapsomer adı verilen birçok özdeş viral protein alt biriminden oluşan karmaşık bir yapıdır. Ana işlevi genomu korumaktır. Ayrıca konakçı hücreyi tanımaya ve ona bağlanmaya ve genomun hücreye taşınmasını sağlamaya hizmet eder.

Zarf, kapsidi çevreleyen lipit ve glikoproteinlerden oluşan zardır. Konak hücreden türetilir. Boyut, morfoloji ve karmaşıklık açısından önemli ölçüde değişir. Zarfların varlığı veya yokluğu, virüs sınıflandırması için bir kriter olarak hizmet eder.

Üç zarfsız virüs kategorisi tanınır: 1) izometrik, yaklaşık olarak küresel şekilli (ikosahedronlar veya ikosadeltahedronlar); 2) basit bir sarmal şekle sahip filamentli; 3) önceki formlar olmadan karmaşık. Bakteriyofaj T2 gibi bazı virüsler, izometrik ve filamentli formları birleştirir.

Virüs zarflanmışsa, zardaki nükleokapsidin özelliklerine göre morfolojik kategorilere de atanabilir.

Genom tabanlı sınıflandırma: Baltimore sistemi

David Baltimore tarafından önerilen bu sınıflandırma, virüs genomunun doğasını, nükleik asidi kopyalamak ve protein biyosentezi için haberci RNA'yı (mRNA) kopyalamak için kullandığı mekanizma açısından ele alır.

Baltimore sisteminde, RNA genomu mRNA ile aynı anlama sahip virüsler, pozitif anlamda RNA (+) olan virüsler olarak adlandırılırken, genomu mRNA'ya zıt anlamlı (tamamlayıcı) virüsler olarak adlandırılır. Negatif anlamda RNA (-). Çift sarmallı genom virüsleri iki yöne de gider.

Bu sınıflandırmanın bir dezavantajı, benzer çoğaltma mekanizmalarına sahip virüslerin diğer özellikleri paylaşması gerekmemesidir.

Baltimore Sistem Sınıfları

Sınıf I. Çift sarmallı DNA genomuna sahip virüs. Konakçı hücreninkine benzer transkripsiyon.

Sınıf II. Tek sarmallı DNA genomuna sahip virüsler. DNA (+) ve (-) polaritede olabilir. MRNA sentezinden önce çift sarmallıya dönüştürüldü.

Sınıf III. Çift sarmallı RNA genomuna (dsRNA) sahip virüsler. DNA şablonunun her bir segmentinden sentezlenen segmentli genom ve mRNA ile. Virüs genomu tarafından kodlanan transkripsiyona katılan enzimler.

Sınıf IV. Tek sarmallı RNA genomu (ssRNA), polarite (+) olan virüsler. Tamamlayıcı sarmalın sentezinden önce mRNA sentezi. Transkripsiyon, sınıf 3'tekine benzer.

Sınıf V. Sense mRNA'nınkine zıt anlamdaki ssRNA genomuna sahip virüs (-). Virüs kodlu enzimler gerektiren mRNA sentezi. Virüsün yeni nesillerinin üretimi, ara dsRNA sentezini gerektirir.

Sınıf VI. Replikasyondan önce ara dsDNA üreten ssRNA genomlu virüs. Virüsün taşıdığı enzimleri kullanır.

Sınıf VII. Bir ara ssRNA aracılığıyla dsDNA'larını kopyalayan virüsler.

Taksonomik sınıflandırma

Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi, virüsleri sınıflandırmak için bir taksonomik şema oluşturdu. Bu sistem bölünme sırasını, aileyi, alt aileyi ve cinsiyeti kullanır. Tür kavramının virüslere uygulanması konusunda hala bir tartışma var.

Taksonomik sınıflandırma için kullanılan kriterler, konakçı aralığı, morfolojik özellikler ve genomun doğasıdır. Ek olarak, faj kuyruğunun uzunluğu (bakterileri enfekte eden virüs), genomlarda belirli genlerin varlığı veya yokluğu ve virüsler arasındaki filogenetik ilişkiler gibi başka kriterler de dikkate alınır.

Bu sınıflandırmanın bir örneği şudur: sipariş Mononegavirales; aile Paramyxoviridae; Paramyxovirinae alt ailesi, cins Morbillivirus; türler, kızamık virüsü.

Ailelerin, alt ailelerin ve cinslerin isimleri, menşe yeri, konakçı veya virüsün ürettiği hastalığın semptomlarından ilham alır. Örneğin, Zaire'deki Ebola Nehri, Ebola cinsine adını verir; tütün mozaiği adını Tomabovirus cinsine verir.

Birçok virüs grubu adı, Latince veya Yunanca kökenlidir. Örneğin Podoviridae, ayak anlamına gelen Yunanca podos'tan türemiştir. Bu isim, kısa kuyruklu fajları ifade eder.

Virüs örnekleri

Grip virüsü

Kuşları ve memelileri enfekte ederler. Zarfla birlikte çeşitli morfolojilere sahiptirler. Tek sarmallı RNA genomu. Baltimore Sınıf V ve Orthomyxoviridae ailesine aittirler.

İnfluenza virüsleri bu aileye aittir. İnfluenza vakalarının çoğu influenza A virüslerinden kaynaklanır, influenza B virüslerinin neden olduğu salgınlar her 2-3 yılda bir meydana gelir. İnfluenza C virüsleri tarafından üretilenler daha az yaygındır.

İnfluenza A virüsü dört salgına neden olmuştur: 1) kaynağı bilinmeyen H1N1 virüsünün bir alt tipi olan İspanyol gribi (1918–1919); 2) Asya gribi (1957–1958), H2N2 alt tipi, kuş kökenli; 3) Hong Kong gribi (1968–1969), kuş kökenli H3N3 alt tipi; 4) domuz gribi (2009–2010), H1N1 alt tipi, domuz kökenli.

Bilinen en yıkıcı salgın İspanyol gribinden kaynaklanıyordu. Birinci Dünya Savaşı'ndan daha fazla insan öldürdü.

H ve N harfleri sırasıyla membran glikoproteinlerinden hemaglutinin ve nöraminidazdan gelir. Bu glikoproteinler, çok çeşitli antijenik formlarda mevcuttur ve yeni varyantlarda yer alır.

Retrovirüs

Memelileri, kuşları ve diğer omurgalıları enfekte ederler. Zarflı küresel morfoloji. Tek sarmallı RNA genomu. Baltimore sınıf VI ve Retroviridae ailesine aittirler.

İnsan immün yetmezlik virüsü (HIV), cins Lentivirus, bu aileye aittir. Bu virüs, enfekte kişinin bağışıklık sistemine zarar vererek onu bakteri, virüs, mantar ve protozoanın neden olduğu enfeksiyona duyarlı hale getirir. HIV'in neden olduğu hastalık, edinilmiş immün yetmezlik sendromu (AIDS) olarak bilinir.

Retroviridae'ye ait diğer cinsler de ciddi hastalıklara neden olur. Örneğin: Spumavirus (maymun tüylü virüs); Epsilonretrovirus (Walleye dermal sarkoma virüsü); Gammaretrovirus (murin lösemi virüsü, kedi lösemi virüsü); Betaretrovirüs (murin meme tümörü virüsü); ve Alpharetrovirus (Rous sarkoma virüsü).

Herpes virüsü

Soğukkanlı memelileri, kuşları ve omurgalıları enfekte eder. Virüsün morfolojisi: zarflı ikosahedral kapsül. Çift iplikli DNA genomu. Baltimore sınıf I ve Herpesviral düzenine aittirler.

Bazı üyeler şunlardır: Herpes simpleks virüsü 2 (genital herpes'e neden olur); insan sitomegalovirüs (doğum kusurlarına neden olur); Herpesvirüs KaposiB ^™ sarkomu (Kaposi sarkomuna neden olur); EpsteinBƂBarr virüsü veya EBV (glandüler ateşe ve tümörlere neden olur).

Çocuk felcine ve diğer ilgili virüslere neden olan virüsler

Memelilere ve kuşlara bulaşır. Virüsün morfolojisi: izometrik veya ikosahedral. Tek sarmallı RNA genomu. Baltimore IV. Sınıf ve Picornaviridae ailesine aittirler.

Bu ailenin bazı cinsleri şunlardır: Hepatovirüs (hepatit A'ya neden olur); Enterovirüs (poliomiyelite neden olur); Aphthovirus (ayak ve ağız hastalığına neden olur).

Kuduza ve ilgili virüslere neden olan virüsler

Memelileri, balıkları, böcekleri ve bitkileri enfekte ederler. Zarflı sarmal morfoloji. Tek sarmallı RNA genomu. Baltimore'un 5. sınıfına ve Rhabdoviridae ailesine aittirler.

Lyssavirus cinsinin neden olduğu kuduz gibi hastalıklara neden olan virüsler bu aileye aittir; Vesiculovirus cinsinin neden olduğu veziküler stomatit; ve Novirirhabdovirus cinsinin neden olduğu sarı cüce patates.

Bulaşıcı eritremaya neden olan virüs

Memelileri, kuşları ve böcekleri enfekte eder. Simetrik ikozahedral morfoloji. Tek iplikli DNA genomu. Baltimore Sınıf II ve Parvoviridae ailesine aittirler.

Bu ailenin bir üyesi, insanlarda bulaşıcı eritreye neden olan ve genellikle semptom üretmeyen Erithrovirus cinsine ait B19 virüsüdür. B19 virüsü, kırmızı kan hücrelerinin öncü hücrelerini enfekte eder.

Parvoviridae'nin bazı üyeleri gen vektörleri olarak kullanılır.

Virüs Uygulamaları

Virüsler, rekombinant virüsler oluşturarak insan yararına kullanılabilir. Moleküler biyoloji teknikleriyle değiştirilmiş bir genomları var.

Rekombinant virüsler, amacı spesifik hastalıkları iyileştirmek olan gen terapisi veya aşıların üretimi için potansiyel olarak faydalıdır.

HIV, gen terapisi için gen vektörlerini (lentiviral vektörler) oluşturmak için kullanılmıştır. Bu vektörlerin, otozomal resesif kalıtım veya mutasyonların neden olduğu retinitis pigmentosa gibi retina pigment epitel hastalığının hayvan modellerinde etkili olduğu gösterilmiştir.

Aşı vektörleri olarak kullanılan virüsler düşük patojenik potansiyele sahip olmalıdır. Bu, hayvan modelleri kullanılarak doğrulanır. Bu, çiçek hastalığı virüslerine, veziküler stomatitlere ve Ebolaya karşı geliştirilen veya geliştirilmekte olan aşıların durumudur.

Referanslar

1. Carter, JB, Saunders, VA 2013. Viroloji: ilkeler ve uygulamalar. Wiley, Chichester.
2. Dimmock, NJ, Easton, AJ, Leppard, KN 2007. Modern virolojiye giriş. Blackwell Malden.
3. Flint, J., Racaniello, VR, Rall, GF, Skalka, AM, Enquist, LW 2015. Virolojinin İlkeleri. Amerikan Mikrobiyoloji Derneği, Washington.
4. Hull, R. 2009. Karşılaştırmalı bitki virolojisi. Elsevier, Amsterdam.
5. Louten, J. 2016. Temel insan virolojisi. Elsevier, Amsterdam.
6. Richman, DD, Whitley, RJ, Hayden, FG 2017. Klinik viroloji. Amerikan Mikrobiyoloji Derneği, Washington.
7. Voevodin, AF, Marx, PA, Jr. 2009. Simian virolojisi. Wiley-Blackwell, Ames.
8. Wagner, EK, Hewlett, MJ, Bloom, DC, Camerini, D. 2008. Temel viroloji. Blackwell Malden.