الفصل الثاني: الفيروسات
- الفيروسات: درست سابقاً أن الفيروسات عبارة عن جسيمات بروتينية تحتوي على حمض نووي، ولا تُعد من الكائنات الحية، حيث تعتمد على خلايا الكائنات الحية وتصبح قادرة على التكاثر، وبخلاف ذلك تكون في حالة خمول.
- وصف تركيب الفيروس.
- التعرف إلى أشكال الفيروسات.
- تصنيف الفيروسات اعتماداً على أسس معينة.
- توضيح طرق تكاثر الفيروسات.
- وصف بعض الأمراض الفيروسية.
- تبيان أهمية الفيروسات في مجال التقانة الحيوية.
- تصميم مجسمات للأشكال المختلفة من الفيروسات.
1.2 لمحة تاريخية
- اكتشفت الفيروسات صدفة أثناء إجراء العالم أدولف ماير Adolf Mayer بحوثا على تبرقش أوراق التبغ، أنظر الشكل (1)، حيث توصل لوجود دقائق أصغر من البكتيريا تسبب المرض،
- ثم تبعه العالم الروسي إيفانوفسكي Ivanowsky الذي تمكن من تصفية عصارة أوراق التبغ المصابة باستخدام مرشحات خاصة لا تسمح للبكتيريا بالمرور، وقام بمسح العصارة بأوراق غير مصابة فلاحظ إصابتها بالمرض. وقد تبين له أن مسبب المرض أصغر من البكتيريا، حيث نفذ عبر المرشحات البكتيرية، ولكنه لم يستطيع رؤيتها مجهريا. وهو أول من أطلق على مسبب المرض اسم فيروس، ويعني باللاتينية (سماً) لأن أثره يشبه السم.
- واستمر هذا الاعتقاد إلى أن أكده العالم بجرنك Beijerinck عام 1898م،
- ثم تمكن العالم فيندل ستانلي Wendell Stanley عام 1935م من عزل فيروس تبرقش التبغ كيميائياً على شكل بلورات، وأطلق عليه اسم فيروس التبغ الفسيفسائي Tobacco Mosaic Virus-TMV،
- وتم لاحقاً التعرف على كثير من الفيروسات باستخدام المجهر الإلكتروني، الذي اخترع في الثلاثينيات من القرن الماضي.
4.2 تصنيف الفيروسات
- فيروسات DNA: مثل فيروس الكبد الوبائي Hepatitis B.
- فيروسات RNA: مثل فيروس الحصبة، وفيروس الإنفلونزا.
5.2 تكاثر الفيروسات
- متطفلة داخلية إجبارية: تعد الفيروسات دقائق لا خلوية لا تستطيع التكاثر إلا عندما تهاجم خلايا الكائن الحي، معتمدة على مكوناتها الخلوية لمضاعفة مادتها الوراثية، وتكوين البروتينات اللازمة، لذلك تُعدّ الفيروسات متطفلة داخلية إجبارية Obligate Intracellular Parasites.
الدورة المحللة
- التصاق الفيروس Attachment: يرتبط الفيروس بواسطة ألياف الذيل بموقع استقبال خاص Receptor Site على السطح الخارجي لجدار الخلية البكتيرية.
- حقن المادة الوراثية Injection: يقوم الفيروس بحقن مادته الوراثية (DNA) داخل خلية العائل، ويبقى الغطاء البروتيني خارج الخلية.
- التضاعف والبناء Biosynthesis: يوجه DNA الفيروسي الخلية لمضاعفة مادته الوراثية وبناء بروتيناته مستخدماً أنزيمات العائل ومكوناته الخلوية.
- التجميع Assembly: يتم تجميع مكونات الفيروس بعضها مع بعض لإنتاج فيروسات جديدة.
- خروج الفيروسات Release: تنفجر الخلية البكتيرية وتتحلل مطلقة الفيروسات الجديدة.
الدورة الاندماجية
- بعد دخول DNA الفيروسي إلى داخل الخلية فإنه يندمج مع DNA البكتيري.
- يتضاعف DNA الفيروسي مع تضاعف DNA البكتيري لعدة أجيال. وهذا يمكن الفيروس من التكاثر داخل الخلية دون قتلها.
- ينفصل DNA الفيروسي عن DNA البكتيري، ويسيطر على أنشطة الخلية، ويوجهها لبناء فيروسات جديدة، حيث: أ- يدخل الفيروس الدورة المحللة، وعندما تصبح الظروف ملائمة تنفجر الخلية البكتيرية، وتطلق الفيروسات من جديد. ب- عند انفصال الحمض النووي الفيروسي عن كروموسوم الخلية البكتيرية، قد يحمل معه قطعة من جزيء DNA البكتيري، ويحيطها بغلافه البروتيني؛ وبهذا ينتقل جزء من المادة الوراثية للبكتيريا إلى خلية بكتيرية ثانية عند مهاجمة الفيروس لها فيما يعرف بعملية الانقال الفيروسي.
6.2 أمراض الفيروسات
- تُحطم الفيروسات الخلايا المصابة عند تكاثرها مسببة أعراض المرض.
- تتدخل في العمليات الحيوية.
- تندمج مع DNA للخلايا المصابة، لإنتاج المكونات البروتينية للفيروس وتضاعف مادته الوراثية، ما يؤدي إلى ضعف الخلية، وبعض الفيروسات تسبب السرطان.
أمثلة على الأمراض الفيروسية
- الإنفلونزا Influenza: عدوى فيروسية تنتشر بين جميع الفئات العمرية، تصيب الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي للإنسان؛ مؤدية إلى ارتفاع في درجة الحرارة، وآلام في العضلات والمفاصل، واحتقان الأنف.
- الهيربس البسيط Herpes: عدوى فيروسية تصيب الجلد، يسببها فيروس يسمى اختصارا (HSV) Herpes Simplex Virus، وتؤدي إلى ظهور تقرحات تنتشر في أنحاء الجسم خاصة حول الفم، والأنف، والعينين، والأعضاء التناسلية، وقد ينتشر في جميع أنحاء الجسم، يصاحبها ارتفاع في درجة الحرارة وآلام في العضلات.
- شلل الأطفال Poliomyelitis: مرض فيروسي شديد العدوى، يسببه فيروس Poliovirus، يصيب الأطفال، وينتقل عبر الجهاز الهضمي من خلال…