ویروس چیست؟ – منشأ، ساختار و انواع آن کدام است؟

ویروس به عنوان یک عامل بیماری زا و عفونی، باعث ایجاد بیماری در موجودات می شود. این موجود که در مرز بین موجودات زنده و غیرزنده دسته بندی می شود، دارای انواع متفاوتی است و فقط می تواند در سلول های زنده ی یک جاندار، رشد و تکثیر یابد. در کتاب علوم پایه نهم ویروس تعریف شده است. ویروسها انگل هایی هستند که با ورود به داخل سلول ها، بیماری های زیادی همچون سرماخوردگی، ایدز، آنفلوآنزا و … را ایجاد می کنند. برای شناخت بهتر این موجودات و آشنایی با ساختار آن ها می توانیم این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک را مطالعه کنیم.

فهرست مطالب :

۱- مقدمه

۲- کشف ویروس ها

۳- ساختار ویروس ها

۴- تکثیر ویروس ها

۵- انواع ویروس ها از لحاظ شکل

۱-۵- ویروسهای مارپیچی

۲-۵- ویروسهای بیست وجهی

۳-۵- ویروسهای پوشش دار

۴-۵- ویروسهای پیچیده

۶- منشأ ویروسها

۷- بیماری های ویروسی

۸- همه گیری یا اپیدمی

۹- پیشگیری و درمان بیماری های ویروسی

۱- مقدمه :

کوچکترین واحد ساختاری در بین باکتری ها، متعلق به ویروسها می باشد که به عنوان یک عامل عفونی وارد سلول های بدن جانداران شده و آن ها را بیمار می کنند. چون برخی از تعریف های مربوط به موجودات زنده در ویروسها وجود ندارد، آن ها را در زمره موجودات غیرزنده می گذارند. به عنوان مثال ویروسها قادر به انجام متابولیسم و ساخت غشا نمی باشد. همچنین برخی از ویروسها هستند که برخی از ارگانیسم های زنده را دارند. ویروسها در همه جا، اعماق زیر زمین، رودها، دریاها و … وجود دارند و توسط برخی عوامل مانند حشرات امکان پراکندگی دارند. اگر در جامعه رعایت بهداشت به خوبی انجام شود، جلوی انتشار آن ها تا حد زیادی گرفته خواهد شد.

۲- کشف ویروس ها :

در هنگم مطالعه بر روی بیماری موزائیک تنباکو در سال ۱۸۹۲، دیمیتری ایوانفسکی کسی بود که توانست با عصاره ی گیاهان آلوده، گیاهان سالم را به این بیماری مبتلا کند. نتیجه گیری او این بود که عاملی باعث انتقال این بیماری شده است. به این عامل در سال ۱۹۳۵، وندل مردیت استنلی پی برده و توانست آن را از گیاه به شکل بلور جدا و خالص کند. او به این ترتیب این عامل بیماری زا که از باکتری ها کوچکتر بود را توانست کشف و به وجود آن پی ببرد. فردریک توارت کسی بود که در اوایل قرن بیستم ویروس باکتریوفاژها را کشف کند. این ویروس می تواند باکتری ها را آلوده کند.

نام ویروس که برای اولین بار در سال ۱۳۹۲ وارد زبان انگلیسی شد به معنای مسموم است. قبل از کشف آن ها توسط دیمیتری ایوانفسکی به ویروسها نام عامل ایجاد کننده بیماری عفونی تعلق گرفته بود.

۳- ساختار ویروس ها :

در ویروسها پروتئینی به نام کپسید، نوکلئیک اسیدها و ژنوم آن را احاطه کرده است. کپسیدها دارای ساختار کروی یا مارپیچی بوده و توسط ژن ویروسها کدگذاری و ساخته می شوند. کپسیدها از واحدهای کوچکتری به نام پروتومر که شکل آن بستگی نوع ویروس دارد، ساخته شده است. ویروسها یا دارای دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) و یا دارای ریبونوکلئیک اسید (RNA) هستند. ژنوم یا به صورت رشته ای (تک رشته یا دو رشته) و یا کلافی داخل کپسیدها قرار می گیرند. ویروسها فقط در صورت فعالیت ژنوم آن ها در سلول ها هستند که می توانند رشد و تکثیر یابند وگرنه در خارج سلول ها نمی توانند هیچ فعالیتی داشته باشند و فقط به صورت یک مولکول می باشند. اما به محض ورود به داخل سلول ها (هم یوکاریوتی و هم پروکاریوتی) و آزاد کردن ژنوم می توانند مراحل تکثیرشان را انجام دهند.

توجه :

قطر ویروسهای شناخته شده تا الان برابر ۱۰ تا ۴۰۰ نانومتر است و فقط با میکروسکوپ های الکترونی روبشی و عبوری می توان آن ها را مشاهده کرد. بزرگترین ویروسها به اندازه ی کوچکترین باکتری ها هستند.

۴- تکثیر ویروس ها :

چون ویروسها همانطور که اشاره شد نه متابولیسمی دارند و نه ساختار سلولی، بنابراین به انرژی و دستگاه پروتئین ساز سلول های میزبان خود نیاز دارند. بنابراین به سلول هایی که حاوی گیرنده های آشنا به ویروس هستند، این موجودات داخل شده و پوشش پروتئینی آن ها توسط آنزیم های سلول یا خود آن ها برداشته می شود. سپس ژنوم ویروس ها می توانند تمام متابولیسم سلول میزبان را تحت کنترل خود درآورده و نیازهای حیاتی خود مانند انرژی را از این سلول ها تأمین کنند. اما اگر سلولی این گیرنده ها را نداشته باشد در مقابل ورود ویروسها ایمن خواهد بود. بعد از جایگیری ویروسها در سلول با دو نوع چرخه ی لیزوژنی و یا لیتیک می توانند تکثیر یابند.

مراحل تکثیر ویروس ها :

جذب و اتصال : اتصال ویروس به گیرنده ها در غشای سلول میزبان با پیوند ضعیف غیر کووالانسی انجام می شود.

نفوذ به سلول : در این مرحله با تغییراتی که در گیرنده های غشا انجام می شود، ویروس به داخل سلول نفوذ می کند.

پوشش برداری : با آنزیم های سلول یا آنزیم های خود سلول، پوشش روی ویروسها برداشته می شود.

ناپدید شدن : بعد از ورود چیزی به نام ژنوم ویروس وجود ندارد چون نوکلئیک اسید آن تقسیم شده و کنترل دستگاه پروتئین ساز سلول را در اختیار خود گرفته است.

تکثیر : در این مرحله فعالیت و تکثیر نوکلئیک اسید ویروس در سیتوپلاسم سلول آغاز شده و آنزیم های خود را فعال می کند تا از تکثیر پروتئین ها و نوکلئیک اسیدهای سلول جلوگیری کند.

تکامل : بعد از سنتز پروتئین ها و نوکلئیک اسیدهای ویروس، مراحل تکامل آن که برای ویروسهای مختلف، متفاوت است، انجام می شود.

خارج شدن : بعد از تکامل ویروسها به دو شکل، یا با انهدام کامل سلول در بدن رها می شوند و یا این که بدون نابودی کامل سلول و به شکل جوانه ای از آن خارج می شوند که ویروس HIV نمونه ای از آن است.

۵- انواع ویروس ها از لحاظ شکل :

ویروسها از لحاظ شکل به چهار دسته تقسیم می شوند.

۱-۵- ویروسهای مارپیچی :

به واحدهای سازنده کپسیدها پروتومر گفته می شود که واحد پروتئینی می باشد. در نوع مارپیچی پروتومر در حال چرخش در مسیر دایره ای است که توسط لوله های مارپیچی احاطه می شود و دارای ساختار انعطاف پذیری هستند. در ویروسهای مارپیچی مواد ژنتیکی و نوکلئیک اسیدها داخل لوله های مارپیچی هستند. ویروس موزائیک تنباکو نمونه ای از این نوع از ویروسهاست.

۲-۵- ویروسهای بیست وجهی :

ظاهر این نوع از ویروسها به شکل کروی و یک ساختار هندسی منظم است و اطراف نوکلئیک اسیدها را فرا گرفتند. هپاتیت B نمونه ای از این نوع ویروسهاست.

۳-۵- ویروسهای پوشش دار :

در این نوع از ویروسها به جای کپسید، اطراف آن ها با لایه ی غشای پلاسمایی تغییر شکل یافته از سلول ها احاطه می شود. لایه ی لیپیدی به نام پاکت ویروسی آن ها را در مقابل آنزیم ها محافظت می کند. همچنین وچود گلیکوپروتئین ها روی این پاکت ها باعث جذب راحت این ویروسها توسط سلول ها می شود.

نکته :

ویروسهای مارپیچی و بیست وجهی هر دو می توانند دارای این پوشش پاکت ویروسی باشند.

۴-۵- ویروسهای پیچیده :

این ویروس ها دارای ساختار پیچیده ای هستند که از هر دو نوع شکل مارپیچی یا بیست وجهی و ساختارهای اضافی تشکیل شدند. به عنوان مثال ویروس آبله با ظاهری غیرعادی و بزرگ است که در یک ساختار دیسکی که نوکلوئید نام دارد، ژنوم خود را جای داده است. در شکل کلی این ویروس می توان ساختارهای هرمی و تخم مرغی را مشاهده کرد.

۶- منشأ ویروسها :

منبع و منشأ ویروسها به طور کامل مکانیسم یکسانی ندارد و تحقیق درباره منبع پیدایش آن ها بسیار حائز اهمیت است. اما دانشمندان دو فرضیه برای آن ارائه دادند. در یک فرضیه از ژنوم یک ارگانیسم زنده، می تواند قسمت هایی از نوکلئیک اسید جدا شود و مواد ژنتیکی خود را از پلاسمیدها که قابل انتقال هستند می گیرند و به عنوان ویروسهای کوچک چند ژنی وارد سلول های دیگر شوند. فرضیه ای دیگر که برای ویروسهایی با ژنوم بزرگتر است این است که آن ها در ابتدا به شکل انگل بوده ولی بعدها ژن های غیرضروری برای زندگی آن ها نابود شده است. باکتری ریکتسیا نمونه ای از این سلول هاست که مانند این ویروسها با ژنوم بزرگتر در سلول های میزبان فقط رشد و تکثیر می یابند و دال بر وجود این فرضیه هستند.

۷- بیماری های ویروسی :

ویروسهای زیادی باعث ایجاد بیماری های مختلف در بدن انسان ها می شوند که آنفلوآنزا، سرماخوردگی، آبله مرغان و تبخال نمونه ای از آن هاست. اما یک سری از این ویروسها باعث ایجاد بیماری های مرگباری می شوند. از این نوع ویروسها می توان به سارس، آنفلوآنزای مرغی، ایدز، ابولا و کرونا را نام برد. انتقال ویروسها می تواند یا به طور مستقیم از مادر به جنین انجام شود و یا به طور غیرمستقیم از فردی به فرد دیگر (بزاق، رابطه جنسی، قطرات تنفسی، آب و غذای آلوده) و یا از طریق حشرات انجام شود.

۸- همه گیری یا اپیدمی :

وقتی یک بیماری به طور گسترده بین جمعیت مشخصی ظاهر شود و به طور مسری خیلی از افراد را درگیر کند، نام اپیدمی یا همه گیری را به این وضعیت می دهند. در طول تاریخ ویروسهای زیادی جان خیلی از جمعیت را به این شکل اپیدمی گرفته اند. ماربورگ نمونه ای از این ویروسهاست که در سال ۱۹۷۶ در کنگو شناسایی شد و به طور اپیدمی از سال ۲۰۰۴ شروع و تا ۲۰۰۵ طول کشید. در این ویروس فرد مبتلا دچار تب و خونریزی از بدن می شد.

۹- پیشگیری و درمان بیماری های ویروسی :

واکسیناسیون بهترین راه پیشگیری و مقاومت در مقابل ویروسهاست. چون ویروسها با ورود به سلول ها تمام متابولیسم آن را تحت کنترل خود در آورده و از پروتئین های آن برای رشد خود بهره می گیرند، پس باید سلول ها را در مقابل ورود این عوامل خارجی ایمن کنیم که با تزریق واکسن آن می توان این کار را انجام داد. برای درمان نیز باید از داروهایی که به مبارزه با عفونت ویروسی می پردازند استفاده شود.

نکته :

تجویز آنتی بیوتیک ها برای مقابله با ویروسها کاملا بی فایده است و حتی باعث ایجاد مقاومت باکتری ها در مقابل این آنتی بیوتیک ها می شود و باکتری های مفید روده ها نیز ممکن است توسط این آنتی بیوتیک ها نابود شوند.