Virüs Nedir ? Özellikleri Nelerdir ?
Virüsler, sadece canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleridir.
Virüsler: hayvanlardan ve bitkilerden, bakterilerin ve arkelerin de içinde bulunduğu mikroorganizmalara kadar her türlü canlı şekillerine bulaşabilirler.[1]
Dmitri Ivanovsky 1892 yılında bir makalede tütün bitkisine bulaşan bakteri olmayan etkenleri açıkladığından ve Martinus Beijerinck'in 1898 yılında tütün mozaik virüsünü keşfetmesinden beri,[2] 5,000 civarında virüs türü detaylı bir şekilde tarif edilse de[3] milyonlarca türde virüs vardır.[4] Virüsler yeryüzündeki hemen her ekosistemde bulunan biyolojk varlığın en bol türüdür.[5][6] Virüslerle ilgilenen bilime viroloji denir ve mikrobiyolojinin alt uzmanlık alanıdır.
Virüsler, enfekte hücre içerisinde veya enfeksiyon sürecinde, virionlar ve bağımsız viral parçacıklar halinde bulunabilir. Bir virüsün tüm yapılarını barındıran tek bir virüs partikülüne virion denir ve iki ya da üç parçadan oluşur: (i) DNA veya RNA'dan sadece birisi olabilen viral genom ve genetik materyali taşıyan büyük moleküller; (ii) genetik materyali saran, koruyan ve başka işlevleri de olan kapsid denilen bir protein tabakası, (iii) protein tabakayı saran lipit bir zarf. Virüs parçacıkları sarmal (helikal), kübik veya karmaşık (kompleks) morfolojilerde olabilmektedirler. Virionlar ışık mikroskobuyla görülemeyecek kadar küçük yapıdadırlar. Ortalama bir virion ortalama bir bakterinin yüzde biri büyüklüğündedir.
Yaşamın evrimsel tarihinde virüslerin menşei açıklanamamıştır: bazıları plazmidlerden evrimleşmiş olabilirler—hücreler arasında hareket edebilen DNA parçacıkları—bakterilerden evrimleşmiş olabilir. Evrimde, virüsler genetik çeşitliliği arttıran yatay gen transferinde önemli bir araçtırlar.[7] Virüsler genetik materyal taşıdıkları, üredikleri ve doğal seçilime uğradıkları için bazıları tarafından canlı kabul edilirler. Ancak canlı olarak kabul edebilmek için gerekli bazı anahtar özellikleri (ör. hücre yapısı) taşımadıkları için virüslere "yaşamın kıyısındaki organizmalar" ve kopyalanıcılar denilmiştir,[8] .[9]
Virüsler birçok yolla yayılırlar; bitkilerde virüsler genellikle yaprak bitleri ve bitki özsuyu ile beslenen böcekler tarafından bitkiden bitkiye aktarılırken, hayvanlarda kan emici haşerat tarafından aktarılırlar, bu hastalık taşıyan organizmalara vektörler denilir. Grip virüsleri solunum yoluyla yayılım gösterirler. Norovirüs ve rotavirüs viral kaynaklı gastroenteritin en bilindik etkenlerindendir ve fekal-oral bulaş yoluyla ve insandan insana temas ile, su ve yiyeceklerle bulaşırlar. HIV cinsel temas yoluyla ve enfekte kanla temas yoluyla bulaşan ciddi bir etkendir. Virüsün enfekte edebildiği hücrelere "konak" hücre denirve konak türü geniş veya dar olabilir, bunu virüsün "konak özgüllüğü" belirler.[10]
Hayvanlarda viral enfeksiyonlar genelde immun sistemin uyarılaması ve enfeksiyona neden olan virüsün ortadan kaldırılması ile sonuçlanır. Bağışıklık tepkileri aynı zamanda aşı ile de uyarılabilir, bu durum belirli viral ajanlara karşı yapay bir bağışıklık kazandırır. Bununla beraber AIDS ve viral hepatit etkeni olan bazı virüsler immun yanıttan kaçarlar ve kronik enfeksiyonlara yol açarlar. Antibiyotikler virüslere karşı etki etmezler ancak virüslere etki edebilen bazı antiviral ilaçlar geliştirilmiştir.
Virüslerin bir yaşam biçimi olup olmadığı ya da canlı organizmalarla etkileşime girip girmedikleri konusunda farklı görüşler mevcuttur. Virüsler "yaşamın kıyısındaki organizmalar" olarak tanımlanmışlardır,[8] genler, doğal seçilim yoluyla evrim, ve öz-montaj yoluyla kendilerinin birden çok kopyasını yeniden oluşturarak organizmalardakine benzer özelliklere sahiptir. Genleri olmasına rağmen, genellikle yaşamın temel birimi olarak görülen bir hücresel yapıya sahip değillerdir. Virüsler kendi metabolizmalarına sahip değillerdir ve yeni ürünler üretmek için konak hücrelere ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden konak hücre dışında replike olamazlar Rickettsia ve chlamydia gibi bakterilerde konak hücrelerde çoğalabilir olmalarına rağmen canlı olarak kabul edilirler. Canlı kabul edilen hücrelerin çoğalmak için hücre bölünmesini kullanmaları, buna karşın virüslerin hücrelerde spontan olarak replike olmaları onların çoğalmasını canlı kabul edilen hücrelerin çoğalmasından ayırırken virüslerin, çoğalırken doğal seçilime maruz kalmaları nedeniyle genetik yapılarında meydana gelen farklılıklar, onları kristallerin özerk çoğalmasından ayırır. Konak hücrede virüs replikasyonunun, hayatın kökeni çalışmalarına katkısı vardır ve hayatın, moleküllerin kendiliğinden birleşmesi ile başlamış olabileceğini savunan hipoteze katkıda bulunabilir.[1]
Virüsler morfoloji denilen şekil ve boyutları bakımından farklılıklar gösterirler. Genellikle bakterilerden çok küçüktürler. İncelenen virüslerin çoğunluğu 20 ila 300 nanometre çapa sahiptirler Bazı filovirüslerin çapları yaklaşık 80 nm iken uzunlukları toplamda 1400 nm'ye kadar çıkmaktadır. Çoğu virüs optik mikroskopla görülemez, bu yüzden taramalı ve geçirimli elektron mikroskobu virionları görselleştirmek için kullanılır. Virüs ile arka plan arasındaki kontrastı arttırmak için, elektron - yoğun " boyama" kullanılır. Bu boyalar tungsten gibi ağır metallerden yapılmış tuz solusyonlarıdır, bu boya ile boyanmış yerler elektonla kaplanır. Virionlar boya ile kaplandığında (pozitif boyama), ince ayrıntılar belirsizleşir. Negatif boyamada sadece arka planın boyanması ile bu sorun giderilebilir.
Bir virüs türüne özgü yapıların tümünü bir arada bulunduran tek bir virüs partikülüne virion denmektedir. Viral genom tarafından kodlanan ve kapsomer adı verilen alt ünite proteinlerin bir araya gelmesiyle kapsid oluşmuştur ve kapsidin şekli virüsun morfolojik ayrımında kullanılır. Virüsler konak hücre zarından kendilerine "zarf" adı verilen ve kapsidi çevreleyen lipit bir dış zar oluşturabilirler. Virüs tarafından kodlanan protein alt-üniteleri özerk olarak birleşerek, içinde genellikle virüs genomunu barındıran kapsidi oluştururlar. Kapsid yapılarına yardımcı proteinler için virüslerde karmaşık kodlar vardır. nükleik asit ile ilgili proteinler nükleoproteinler şekilde bilinmektedir ve viral nükleik asit ile viral kapsid proteinlerinin birlikte bulunduğu yapı nükleokapsid olarak adlandırılır. Kapsid ve tüm virüs yapısı atomik kuvvet mikroskobu aracılığıyla mekanik (fiziksel) olarak derinlemesine incelenebilir. Genel olarak, dört ana morfolojik virüs türü vardır:
Virüslerin morfolojileri
Virüslerin morfolojilerini çeşitli faktörler etkilemektedir, bunların en önemlisi kapsid ve zarf yapılarıdır.
Sarmal simetri
- Bu virüsler, merkezinde bir oyuk veya tüp olacak şekilde sarmal simetri meydana getiren ve bir eksen etrafında birleşmiş tek tip kapsomerlerden oluşur. Bu düzen, çubuk veya lif şeklinde virionlarla sonuçlanır: Bu virionlar kısa ve son derece sert ya da uzun ve çok esnek olabilir. Genetik materyal genellikle tek iplikçikli RNA'dır fakat bazılarında tek iplikçikli DNA bulunur. Negatif yüklü nükleik asitler, pozitif yüklü proteinlerin etkileşimi ile protein sarmalın içine girer. Genel olarak virion uzunluğu nükleik asidin çapına ve virion çapı ve dizilimine bağlıdır. İyi çalışılmış tütün mozaik virüsü bir sarmal virüs örneğidir.
- Kübik simetri
- Bir çok hayvan virüsü kübik ya da küresele yakın kiral ikozahedral simetridedirler. Özdeş alt birimlerden kapalı bir kabuk oluşturmanın en iyi yolu düzenli bir ikozahedron yapısıdır. Bu yapıda her biri beş özdeş alt birimden oluşan asgari 12 adet özdeş kapsomer gereklidir. Rotavirüs gibi birçok virüs, 12'den fazla kapsomer bulundurur ve küresel görünmelerine rağmen kübik simetrilerini korurlar. Kapsomerlerin uçlarını kuşatan ve pentamer adı verilen 5 diğer kapsomerle çevrilidir. Kapsomerlerin üçgen yüzeylerini kuşatan hekzonlar adı verilen. Hexons are in essence flat and pentons, which form the 12 vertices, are curved. The same protein may act as the subunit of both the pentamers and hexamers or they may be composed of different proteins.
- Yayvan simetri
- Bu beş katlı eksen boyunca uzatılmış ve bakteriyobaj başlarının genel bir düzenidir. Bu yapı her iki ucunda silindirik bir kapatan oluşur.
- Karmaşık simetri
- Bu virüsler ne tamamen sarmal ne tamamen kübik bir kapside sahiptirler ve kuyruk ya da dış duvar gibi ek yapılara sahiptirler. Bazı bakteriyofalar, Enterobacteria faj T4 gibi ikozahedrak bir baş, sarmal bir kuyruk, altıgen taban bir plağı ve çıkıntılı protein kuyruk fibrillerinden oluşan karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu kuyruk yapısı moleküler şırınga gibi davranır, virüsun konak bakteriye tutunmasından sonra hücreye virüs genomunu enjekte eder. Yeni araştırmalarda viral genomun fajın baş kısmına basınçla sıkıştırıldığı ve faj konağa tutunduktan sonra basınçla konağın içine fışkırdığı düşünülmektedir bu nedenle enjeksiyon yerine ejeksiyon terimini kullanmaktadır.
-
Poksvirüsler büyük, karmaşık yapılı, alışılmadık morfolojiye sahip virüslerdir. Viral genom nukleoid olarak bilinen merkezi disk yapısında proteinlerle ilişkilidir; Nükleoid zar ve işlevi bilinmeyen iki adet yanal protein kütlesinden oluşur; Virüs protein yoğun bir tabaka ile çivili dış zara sahiptir; Tam virion oval bir tuğlaya benzeyen pleomorfik yapıya sahiptir. Mimivirüsler, 400 nm'lik kapsid çapları ile en geniş karakterdeki virüslerdendir, yüzeyden çıkan 100 nm boyutlarında iplikçikleri vardır; Kapsid muhtemelen ikozahedral yapıda olduğundan elektron mikroskobu altında altıgen şekilde görünür. 2011'de, araştırmacılar Şilinin Las Cruces kıyılarından toplanan okyanus dibinden alınan su örneklerinde bilinen en uzun virüs örneğini keşfettiler; Bazik optik mikroskopla görülenebilen bu virüsa geçici olarak Megavirüs chilensis adı verildi. 2013'te, Şili ve Avustralyada Megavirüs ve Mimivirüs'tan iki kat daha büyük genoma sahip Pandoravirüs cinsi keşfedildi.
Arkeleri enfekte eden bazı virüsler diğer virüs şekillerinden bağımsız, iğ, çengel, çubuk, gözyaşı ve hatta şişe şeklinde çok çeşitli sıradışı şekillerde kompleks yapıya sahiptirler. Kuyruklu bakteriyofajlara benzer ve çoklu kuyruk yapıları barındırabilen diğer arke virüsler de vardır.
Kaynaklar
- 1 2 Koonin EV, Senkevich TG, Dolja VV.
- 1 2 3 Dimmock p. 4
- 1 2 3 Dimmock p. 49
- 1 2 Breitbart M, Rohwer F. Here a virus, there a virus, everywhere the same virus?
- 1 2 Lawrence CM, Menon S, Eilers BJ, et al.
- ↑ Edwards RA, Rohwer F. Viral metagenomics.
- 1 2 Canchaya C, Fournous G, Chibani-Chennoufi S, Dillmann ML, Brüssow H. Phage as agents of lateral gene transfer.
- 1 2 Rybicki, EP.
- ↑ Shors pp. 49–50
- ↑ "virus, n."
Mikrobiyoloji
-
Antibiyotiklerin Etki Mekanizmaları Nelerdir?
-
Azot oksit
-
Petri Kutusunda Agarlı Besiyeri Hazırlanması
-
Tüpde Agarlı Besiyerlerinin Hazırlanması
-
Besiyeri Hazırlarken Dikkat Edilecek Hususlar Nelerdir ?
-
Dehidre Besiyerleri Nedir?
-
Besiyerinin Sahip Olması Gereken Özellikler
-
Besiyeri hazırlanmasında kullanılan maddeler nelerdir ?
-
Besiyerlerin Sınıflandırılması Nasıl Yapılır ?
-
Besiyerinin Tanımı ve Kullanım Amaçları Nelerdir ?
-
Pseudomonas Cinsine ait Türler
-
Veba - Yersinia Pestis
-
Tularemi - Francisella tularensis
-
Şarbon - Bacillus anthracis Enfeksiyonu
-
Bruselloz - Brucella spp