ویروس شناسی

دید کلی



تا اواخر قرن 19 اصطلاح ویروسهای پالایه‌پذیر برای مشخص کردن عوامل عفونی
که از صافیهای عبور دهنده باکتریها، قارچها و پروتوزوئرها می‌گذرند، اطلاق
می‌شد. چند سال بعد اصطلاح پالایه‌پذیر حذف شد و کلمه ویروس به معنی سم
اختصاصا به عوامل عفونی پالایه‌پذیر غیر قابل رویت با میکروسکوپ نوری
اطلاق گردید. طی دهه اول قرن 20 اغلب دانشمندان عقیده داشتند که ویروسها
عوامل عفونی مشخصی هستند که فقط از نظر اندازه با سایر میکروارگانیسمها
تفاوت دارند. ولی به زودی کشف گردید که ویروسها روش خاص خود را برای تولید
مثل دارند و ترکیب شیمیایی آنها مشخص می‌باشد. ابداع میکروسکوپ الکترونی و
پیشرفت در روشهای تجزیه‌ای موجب پیشرفت در شناسایی ساختمان و اختصاصات
فیزیولوژیکی ویروسها شد. ویروسها به چند دلیل مورد توجه خاص
میکروبیولوژیستها قرار دارند.






ولی برای بیشتر عفونتهای ویروسی 3-داروی موثری وجود ندارد و از اینرو
ویروسها در اغلب کشورها بیماریهای تهدید کننده حیات انسان ایجاد می‌کنند.

به احتمال زیاد ، ویروسها با برخی از انواع سرطانها در انسان رابطه دارند.







تاریخچه



علم ویروس شناسی ، پس از استفاده از واکسن آبله توسط ادوارد بوخنر (1798)
، تهیه واکسن علیه بیماری هاری بوسیله پاستور (1884) و انتقال بیماری
موزائیک توتون از گیاه آلوده به گیاه سالم توسط مایر در سال 1886 آغاز شده
است. در سال (1892) ایوانوسکی ، ثابت کرد که عامل مولد بیماری موزائیک
توتون از صافیهای بسیار ریز نگهدارنده باکتری عبور می‌کند. ولی نتوانست به
اهمیت مساله پی ببرد. تا این که بیچرنیک (1898) دانشمند هلندی که باید او
را پدر ویروس شناسی به حساب آورد ادعا کرد که عامل بیماری موزائیک توتون ،
باکتری نیست و عامل مسری دیگری است. استنلی در سال 1935 با استفاده از
روشهای جدید خالص کردن پروتئینها ، ویروس را خالص کرد و به پاس این خدمت ،
موفق به دریافت جایزه نوبل شد.











صفات عمومی ویروسها



عواملی هستند که واجد یک نوع "]اسید نوکلئیک هستند. دارای پوشش پروتئینی
در اطراف اسید نوکلئیک می‌باشند. در درون سلولهای زنده با بکار گرفتن
ماشین سنتزی سلول میزبان تکثیر پیدا می‌کنند و اسید نوکلئیک ویروسی را به
سایر سلولها منتقل می‌سازند. چون ویروسها فاقد ]آنزیمهای لازم برای
متابولیسم هستند، لذا برای تکثیر یافتن بایستی از ماشین متابولیکی سلول
میزبان استفاده نمایند. این کیفیت از نظر]پزشکی جهت پیدا کردن داروهای ضد
ویروسی فوق‌العاده اهمیت دارد. زیرا اکثر داروهایی که تکثیر ویروسها را
متوقف می‌سازند، برای اعمال سلول میزبان نیز اثر می‌گذارند. ولی وجود
لیپیدها در سطح خارجی برخی از ویروسها آنها را در برابر حلالهای لیپیدها
نظیر اتر ، آسیب‌پذیر می‌سازد.



اساس رده بندی ویروسها

میزان اطلاعات قابل دسترس در هر زمینه برای تمامی ویروسها ، یکسان نیست و
روشی که براساس آن ویروسها شناسایی می‌شوند، به سرعت در حال تغییر است.
امروزه اکثرا از بررسیتوالی ژنی به عنوان یک روش اولیه برای شناسایی ویروس
استفاده می‌شود و بدین ترتیب نیاز به سایر اطلاعات کلاسیک نظیر چگالی
شناوری ویروس ، کاهش یافته است. داده‌های مربوط به توالی ژنی معیارهای
پیشرفته طبقه بندی محسوب شده و گاهی باعث ایجاد خانواده‌های جدیدی از
ویروسها می‌شوند. مورفولوژی ویروس ، خصوصیات فیزیکی- شیمیایی ویروس ،
خصوصیات ژنومی ویروس ، خصوصیات بیولوژیک و ... در طبقه بندی ویروسها مد
نظر قرار می‌گیرند.











روشهای انتقال و انتشار ویروسها



ویروسهای مختلف دارای مکانیزمهایی دقیق و پیچیده برای ادامه حیات و انتقال
از یک میزبان به میزبانی دیگر هستند. روش انتقال یک ویروس از یک میزبان به
میزبان دیگر به ماهیت واکنش متقابل بین ویروس و میزبان بستگی دارد.
ویروسها به روشهایی انتقال می‌یابند مثلا انتقال از فردی به فرد دیگر در
اثر تماس مستقیم. بیشترین راههای انتقال ویروسها توسط قطرات تنفسی ، ذرات
عفونی معلق در هوا و تماس جنسی است. ویروسهای گیاهی بیشتر از طریق بند
پایان منتقل می‌شوند.



منشا تکاملی ویروسها



انواع مختلف ویروسها از نظر منشا تکاملی با یکدیگر تفاوت دارند. دو تئوری مطرح شده در این مورد به شرح زیر است.



تئوری اول



منشا ویروسها ممکن است از و یا از هر دو نوع اسید نوکلئیک سلولهای میزبان
باشد که بطور خودمختار همانند سازی کرده و روند تکاملی خود را طی
نموده‌اند. و در واقع ویروسها شبیه ژنهایی هستند که توانایی موجودیت مستقل
از سلول را کسب کرده‌اند. توالی ژنی در برخی از ویروسها با ژنهای سلولی
رمز کننده پروتئینهای عملکردی قرابت دارند. به نظر می‌رسد که حداقل برخی
از ویروسها بدین روش ، تکامل یافته‌اند.



تئوری دوم



ویروسها ممکن است اشکال انحطاط یافته انگلهای داخل سلولی باشند. هیچ گونه
مدرکی در دست نیست که نشان دهد ویروسها از باکتریها تکامل یافته اند. اما
ممکن است منشا تکاملی ارگانیسمهای داخل سلولی اجباری نظیر ریکتسیاها و
کلامیدیاها ، مربوط به باکتری باشد. به هر حال پولکس ویروسها به قدری بزرگ
و پیچیده هستند که احتمالا از تکامل بعضی اجداد سلولی بوجود آمده‌اند.



تکثیر ویروسها



اسید نوکلئیک هر ویروس فقط تعداد معدودی از ژنهای لازم برای سنتز ویروسهای
جدید را دارا می‌باشد. این ژنها شامل ژنهای سازنده اجزای سازنده آنزیمهای
لازم در چرخه زندگی ویروس می‌باشد. برای تکثیر ویروس بایستی ویروس سلول
میزبان را مورد حمله قرار داده و اختیار دستگاه متابولیکی آن را به عهده
گیرد. در جریان تکثیر ویروسی ، یک ذره ویروسی ، صدها حتی هزاران ویروس
تولید می‌کند. این تغییرات شدید در سلول میزبان ، به مرگ آن منجر می‌گردد.




ارتباط ویروس شناسی با سایر علوم



ویروس شناسی با رشته‌های : میکروبیولوژی، زیست شناسی ، سلولیژنتیک ، انگل شناسی، قارچ شناسی پزشکی و بیوشیمی ارتباط نزدیک دارد. 1-این ذرات اساسا با کلیه میکروبهایی که شناخته شده، از نظر ساختمان و چرخه زندگی تفاوت دارند. 2-گرچه برای اغلب عفونتهای باکتریایی داروهای متعددی در دسترس قرار دارد

اصطلاحات و تعاریف در ویروس شناسی

· کپسید: پوشش یا غلاف پروتئینی کهژنوم اسید نوکلئیک را در بر می‌گیرد.



· کپسومر (Capsomer) :واحدهایمورفولوژی هستند که با استفاده از
میکروسکوپ الکترونی در سطح ویروسهای 20 وجهی می‌توان آنها را مشاهده کرد.
هر کپسومر متشکلاز مجموعه‌ای از پلی پتدیدمی‌باشد.

کپسومرهایی که کاملامشابه یکدیگرند، گاهی از لحاظ شیمیایی با یکدیگر تفاوت دارند.



· ویروس ناقص (Defective Virushttp://www.daneshju.ir/forum/images/.../danesh_35.gif ذره ویروسی را گویند که در بعضی از جنبه‌های همانند سازی از لحاظ عملکردی ناقصاست.



· پوشش Envelope: غشا لیپیدی است کهاطراف برخی از ذرات ویروسی را
احاطه می‌کند. این پوشش طی روند کامل شدن ویروس وجوانه زدن از غشا سلولی
بدست می‌آید. گلیکوپروتئین‌های رمزگذاری شده توسط ویروس درسطح پوشش قرار
می‌گیرند که اصطلاحا آنها را پیلومرمی‌نامند.



· نوکلئوکپسید: مجموعه پروتئین _ اسیدنوکلئیک را گویند که در واقع
فرم بسته بندی شده ژنوم ویروس است. این اصطلاح معمولاوقتی بکار می‌رود که
نوکلئوکپسید یک جز ساختمانی کوچک از یک ذره ویروسی پیچیده‌ترباشد.



· واحدهای ساختمانی (Structural unithttp://www.daneshju.ir/forum/images/.../danesh_35.gif ساختمان
پایه پوسته از جنس پروتئین است و معمولا مجموعه‌ای از چند واحد
پروتئینیمتفاوت می‌باشد. واحد ساختمانی غالبا به عنوان پروتومرشناخته
می‌شود.



· زیر واحد :یک زنجیره واحد پلی پپتیدیکه به صورت پیچ خورده می‌باشد را زیر واحد گویند.



· ویریون: ذره ویروس کامل است که دربرخی موارد معادل نوکلئوکپسید
است، اما در ویریونهای پیچیده شامل مجموعه نوکلئوکپسید و پوشش محیطی آن
است. ویریون در انتقال اسید نوکلئیک ویروسی از سلولیبه سلول دیگر نقش دارد.



· دوره تغذیه اکتسابی: زمانی است کهناقل عاری از ویروس از منبع ویروس تغذیه می‌کند.



· پایداری: زمانی است که یک ناقل ، پساز جدا شدن از منبع ویروس ، می‌تواند آلوده باقی بماند.



· ویروسهای نیش زاد: ویروسهایی هستندکه بر روی نیش آرواره‌ای حمل می‌گردند و اکثر یا تمام ویروسهای ناپایا را شاملمی‌شوند.



· ویروسهای گردش کننده: ویروسهاییهستند که از دیواره معده ناقل عبور
می‌کنند و واردخونولنف می‌شوند. سپس از طریق غدد بزاقیقطعات دهانی ناقل را
آلوده می‌سازند. اینها در ناقل تکثیرنمی‌یابند.



· ویروسهای تکثیر شونده: ویروسهاییهستند که در بدن ناقل خود تکثیر می‌یابند.

اطلاعات اولیه



برای رده بندیویروسها، سعیمی‌شود که از فعالیت ذاتی ویروسها ، ساختار
ساختمان اسید نوکلئیکو پوشش پروتئینی اطراف آن ، اندازهویریون، نوع اسید
نوکلئیک ، صفات ژنتیکی ،حساسیت در مقابل عوامل فیزیکی ، شیمیایی و ...
استفاده شود.



در رده بندیویروسها سعی بر این است که از خصوصیات مربوط به میزبان مانند
نشانه گذاری کمتر ،استفاده شود، چون بسیاری از ویروسها بخصوصویروسهای
گیاهی، با آنکه از نظر ریخت شناسیکاملا با هم متفاوت هستند، ولی در میزبان
خود علائم ظاهرا مشابهی ایجادمی‌کنند.



سیر تحولی رده بندی



· برای سهولت مطالعه ویروسها آنها را بر حسب نوع میزبان به ویروسهای
جانوری،ویروسهای باکتریاییو ویروسهای گیاهی ، تقسیم بندی می‌کنند. این نوع
رده بندی اگرچهمطالعه ویروسها را آسانتر می‌سازد، ولی مبنای علمی ندارد.

· قدیمی‌ترین روش رده بندی ویروسهای حیوانی بر مبنای اندام آلوده شده و
بیماریتولید شده استوار بود و آن رامبنای علائممی‌نامند. چون یک نوع ویروس
ممکناست بر حسب اندامی که مورد حمله قرار می‌دهد، بیش از یک نوع بیماری
پدید آورد، لذااین نوع رده بندی از نظر میکروبیولوژیکی رضایت بخش نیست.

· در چند دهه گذشته صدها نوع ویروس از گیاهان ، جانوران و انسان جدا
کرده‌اند. باافزایش تعداد ویروسهای شناخته شده مساله رده بندی پیچیدگی
بیشتری پیدا می‌کند.



اساس طبقه بندی

میران اطلاعات قابل دسترسی در هر زمینه برای تمامی ویروسها، یکسان نیست و
روشی که بر اساس آن ویروسها شناسایی می‌شوند، به سرعت در حال تغییراست.
امروزه اکثرا از بررسی توالی ژنی به عنوان یک روشی اولیه برای شناسایی
ویروساستفاده می‌شود و بدین ترتیب نیاز به سایر اطلاعات کلاسیک نظیر چگالی
شناوری ویروس،کاهش یافته است. داده‌های مربوط به توالی ژنی ، معیارهای
پیشرفته طبقه بندی محسوبشده و گاهی باعث ایجاد خانواده‌های جدیدی از
ویروسها می‌شوند. اساسهای طبقه بندی بهصورت زیر است:







· موروفلوژی ویریونشامل اندازه ، شکل ، نوعتقارن و وجود یا عدم وجود غشا

· خصوصیات فیزیکی _ شیمیایی ویریون شامل توده مولکولی ،چگالی شناور ،
پایداری در برابر تغییرات Ph و حرارت ، حساسیت به عوامل فیزیکی و شیمیایی
بویژه اتر و پاک کننده‌ها.

· خصوصیات ژنومی ویروس شامل نوع اسید نوکلئیک(rna یا Dna) ، اندازه ژنوم ، نوع زنجیره (تکی یا مضاعف) خطی یا حلقویبودن.

· خصوصیات پروتئینی شامل تعداد ، اندازه ، عملکرد پروتئین‌های ساختمانی و غیرساختمانی ، ترتیب اسد آمینهو تغییرات پس از ترجمه.

· سازمان ژنی و همانند سازی آن شامل طبقه بندی ژنی ، تعداد و موقعیت قالبهایخواندنی باز و نحوه همانندسازی.

· خصوصیات آنتی ژنی ویروس.

· خصوصیات بیولوژیک شامل تعداد میزبان طبیعی ، انتقال ویروس ، حشرات عامل ویروس ،پاتوژنزوپاتولوژی.



سیستم جهانی طبقه بندی ویروسها



در این سیستم ویروسها را بر اساس مورفولوژیویریون ، ساختمان ژنو نحوه
همانندسازی به گروههایبزرگتری تحت عنوان خانواده تقسیم بندی کرده و در
انتهای نام هر خانواده ویروسی ازپسوند « ویریده» استفاده می‌نمایند. در هر
خانواده ویروس بر اساس تفاوتهایفیزیکی _ شیمیایی ، تقسیمات کوچکتری به نام
جنسی نیز وجود دارد. معیارهایی که برایشناسایی هر جنس بکار می‌رود، از
خانواده‌ای به خانواده دیگر متفاوت است. چندخانواده ویروسی که خصوصیات
مشترکی با یکدیگر دارند، یک راسته ویروسی را تشکیلمی‌دهند.



در سال 1995 ،کمیته بین‌الملی طبقه بندی ویروسهابیش از4000 ویروس جانوری و
گیاهی را به 71 خانواده ، 11 زیر خانواده و 164 جنس و صدهاویروس که هنوز
جایگاه آنها تعیین نشده است، تقسیم بندی کرد. امروزه مشخص گردیده کهاعضای


گروههای اصلی باکتریوفاژها (ویروسهای باکتریایی)

· ویروس دارای دم درازی است که توسط غلافی قابل انقباض پوشیده شده است.

· ویروس دارای دم دراز و باریک و قابل ارتجاع ، فاقد غلاف قابل انقباض بر روی دماست.

· ویروس داری دم کوتاه و سر چند وجهی است.

گروههای اصلی ویروسهای جانوری

· پوکس ویروسها :



این ویروسها مولد بیماری آبلهدر انسان ، گاو ، خرگوش وپرندگان هستند.

· میکسو ویروسها :



ویروسهای اینگروه مولد بیماریهایی مانندآنفولانزادر جانوران مختلف هستند.

· پارامیکسو ویروسها :



مولدبیماریهایی مانند سرخک ، اوریون ، پارا انفولانزا و نیوکاسلدر جانوران هستند.

· هرپس ویروسها :



ویروسهای اینگروه بیماریهایی مانندزونا ، تبخال و ابله مرغانایجاد می‌کنند.

· آدنو ویروسها :



بیماریهایگوناگون در دستگاه تنفسی جانوران ایجاد می‌کنند، در انسان عامل نوعی تومور سرطانیشناخته شده‌اند.

گروههای اصلی ویروسهای گیاهی

· گروهتوبرا ویروس :



ویروس جغجغه ای توتون (trv) عضو اصلی اینگروه است که بوسیله نماتدها
انتقال می‌یابد. در شیره گیاهی بسیار پایدارند و معمولادر میزبان
علائمنکروزظاهر می کنند.

· گروهتوبامو ویروس :



ویروس موزائیک توتون، عضو اصلی این گروهاست. ویروسی است بسیار پایدار و در
گیاه علائم موزائیکی ایجاد می‌کند ناقل طبیعیخاصی برای این گروه شناخته
نشده است.

· ویروس پژمردگی گوجه فرنگی :



دربسیاری از گیاهان تولید موزائیک و نکروز می‌کند، در شیره گیاهی ناپایدار
است و بهآسانی به طریق مکانیکی (مالش) منتقل می‌شود. ظاهرا به ویروس
آنفلوآنزا شباهتدارد. 24 خانواده ویروسی برای انسان و جانوران ، بیماریزا هستند.