شرح الموضوع
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.
الفصل الثاني: الفيروسات
- 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
كيف اكتُشفت الفيروسات؟
درست سابقاً أن الفيروسات عبارة عن جسيمات بروتينية تحتوي على حمض نووي، ولا تُعد من الكائنات الحية
1.2 لمحة تاريخية
- اكتُشفت الفيروسات صدفة أثناء بحوث أدولف ماير على تبرقش أوراق التبغ، فتوصل إلى وجود دقائق أصغر من البكتيريا تسبب المرض.
- إيفانوفسكي صفّى عصارة أوراق التبغ المصابة بمرشحات لا تسمح للبكتيريا بالمرور، ومسح العصارة بأوراق غير مصابة فأصيبت بالمرض: مسبب المرض أصغر من البكتيريا لأنه نفذ عبر المرشحات.
- وهو أول من سمّى مسبب المرض فيروس، ويعني باللاتينية (سماً) لأن أثره يشبه السم.
- بجرنك أكّد هذا الاعتقاد عام ، وعزل ستانلي فيروس تبرقش التبغ على شكل بلورات عام وسماه TMV.
- ثم تعرّف العلماء إلى كثير من الفيروسات بالمجهر الإلكتروني الذي اخترع في الثلاثينيات من القرن الماضي.
2.2 تركيب الفيروسات
من ماذا يتكوّن الفيروس؟
- في بعض الفيروسات يحيط بالغطاء غلاف خارجي من دهون وبروتينات وكربوهيدرات.
- وعند سطح الغطاء نتوءات من بروتين سكري Glycoprotein.
3.2 أشكال الفيروسات
| لولبي Helical | متعدد السطوح، عشروني السطوح Icosahedral | الفيروسات المغلفة Enveloped | الفيروسات المعقدة Complex |
|---|---|---|---|
| يكون الحمض النووي لولبي الشكل يشبه الزنبرك تترتب حوله الوحدات البروتينية | تترتب الوحدات البروتينية مكونة سطوحاً مثلثة الشكل، والتي تحيط بالحمض النووي على صورة شكل هندسي ذي 20 وجهاً | تتميز هذه الفيروسات بوجود غلاف يحيط بالغطاء البروتيني ويعطيها الشكل الكروي | لها رأس مضلع يحتوي على الحمض النووي، وعنق، وذيل أجوف يحيط به غلاف حلزوني بنهايته منطقة الالتصاق |
| مثل فيروس تبرقش التبغ والحصبة | مثل فيروس جدري الماء | مثل فيروس الإنفلونزا | مثل الفيروسات مهاجمة البكتيريا (الفاجات) |
4.2 تصنيف الفيروسات
على ماذا يعتمد التصنيف؟
- نوع الحمض النووي: فيروسات DNA (مثل الكبد الوبائي Hepatitis B)، وفيروسات RNA (مثل الحصبة والإنفلونزا).
- طرق انتقالها: عبر الفم، أو الاتصال الجنسي، أو الحقن.
- نوع الكائن المضيف: نبات، أو إنسان، أو حيوان، أو بكتيريا.
- شكل الفيروس، ووجود الغلاف الخارجي.
5.2 تكاثر الفيروسات
متطفل لا يتكاثر إلا داخل الخلية
- فيروسات DNA: تتكاثر لدى دخولها خلية العائل؛ يندمج DNA الفيروس مع DNA الخلية ثم يوجهها لإنتاج فيروسات جديدة.
- فيروسات RNA: منها فيروسات النسخ العكسي Retroviruses تنتج جزيء DNA من RNA بأنزيم النسخ العكسي.
- ثم يندمج DNA المنتج مع المادة الوراثية للعائل وينسخ جزيئات RNA جديدة وبروتينات خاصة بالفيروس.
- من أمثلتها فيروس HIV المسبب لمرض الإيدز.
تضاعف الفيروسات مهاجمة البكتيريا (الفاجات)
الدورة المحللة والدورة الاندماجية
تحتوي الفيروسات مهاجمة البكتيريا (الفاجات) على الحمض النووي DNA، وتتكاثر داخل خلايا البكتيريا بآليتين هما الدورة المحللة والاندماجية.
أولاً: الدورة المحللة
ثانياً: الدورة الاندماجية
سؤال: بالاستعانة بالشكل (5) الذي يوضح مراحل الدورة المحللة، أبين سبب تسمية الدورة المحللة بهذا الاسم.
أشرح مراحل الدورة المحللة لتكاثر الفيروس.
في أي مرحلة تتحلل البكتيريا في الدورة المحللة لتكاثر الفيروس؟
6.2 أمراض الفيروسات
كيف تسبب الفيروسات المرض؟
- تُحطم الفيروسات الخلايا المصابة عند تكاثرها مسببة أعراض المرض.
- تتدخل في العمليات الحيوية.
- تندمج مع DNA للخلايا المصابة لإنتاج مكوناتها البروتينية وتضاعف مادتها الوراثية، ما يؤدي إلى ضعف الخلية، وبعض الفيروسات تسبب السرطان.
- علاج الأمراض الفيروسية في كثير من الحالات غير ممكن، لكن بعض الأدوية الحديثة تحد من انتشار الفيروسات بتنشيط جهاز المناعة، ومن ثم القضاء عليها.
أمثلة على الأمراض الفيروسية
الإنفلونزا والهيربس وشلل الأطفال
- الإنفلونزا Influenza: عدوى فيروسية تصيب الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي.
- الأعراض: ارتفاع الحرارة، وآلام في العضلات والمفاصل، واحتقان الأنف.
- تبدأ بالتلاشي تدريجياً وقد تستمر لغاية أسبوع.
- تنتقل بالرذاذ المنتشر نتيجة العطس، أو باستخدام الأدوات الشخصية للمريض.
- الهيربس البسيط Herpes: عدوى فيروسية تصيب الجلد، يسببها فيروس Herpes Simplex Virus (HSV).
- تظهر تقرحات حول الفم والأنف والعينين والأعضاء التناسلية، وترتفع الحرارة وتظهر آلام في العضلات.
- قد تتحول التقرحات لاحقاً إلى بثور تندمل، وتعاود نشاطها من وقت إلى آخر، خاصة في منطقة الظهر.
- ينشط الفيروس حين يكون جهاز المناعة ضعيفاً، خاصة عند مرضى السرطان الذين يخضعون للعلاج الكيماوي، أو بعد عمليات نقل وزراعة الأعضاء واستخدام الأدوية المثبطة للمناعة.
- شلل الأطفال Poliomyelitis: مرض فيروسي شديد العدوى يسببه فيروس Poliovirus، ويصيب الأطفال.
- ينتقل عبر الجهاز الهضمي بالماء والطعام الملوثين أو بالبراز.
- يتم امتصاصه وينتقل عبر الدم للجهاز العصبي، فيدمر الخلايا العصبية في الحبل الشوكي.
- يحدث شلل عضلي يصيب الساقين عادة، ومن الممكن أن يؤدي إلى الوفاة.
- للوقاية من المرض يتم تطعيم الأطفال في سن مبكرة باللقاحات المخصصة.
7.2 الفيروسات والتقانة الحيوية
فيروسات تعمل ناقلاً للجينات
ومن أكثر الكائنات التي يتم استخدامها الفيروسات التي تستعمل ناقلاً لبعض الجينات التي تحمل صفات مرغوباً فيها
في الزراعة
- في الزراعة: نقل جينات صفات مرغوبة (كتحمل الحرارة والجفاف) إلى نباتات أخرى.
- مضاعفة كميات المحاصيل، وبالتالي المساعدة في حل مشكلة المجاعة وارتفاع أسعار الغذاء، ومعالجة المياه من بعض أنواع البكتيريا الضارة بالفاجات.
- في المكافحة الحيوية تستخدم بعض أنواع الفيروسات للقضاء على أنواع معينة من الحشرات والآفات الزراعية.
- في الطب: علاج النقص المناعي الحاد SCID، وإنتاج اللقاحات، والعلاج الجيني لبعض الأمراض الوراثية وبعض أنواع الأورام السرطانية.
أسئلة الفصل
بماذا تحاط المادة الوراثية في الفيروس؟
مم يتكون غطاء الفيروس؟
أربعة أشكال
يختلف شكل الفيروس بحسب تركيب غطائه البروتيني وشكله، وللكتاب أربعة أشكال.
فيروس لولبي.
فيروس مغلف.
فيروس متعدد السطوح.
أصف تركيب الفيروسات بمختلف أشكالها.
ما أهمية الجزء الذي يشير له الرقم 5؟
على ماذا يعتمد علماء التصنيف في تصنيف الفيروسات؟
فيروس DNA.
فيروس RNA.
أي من الفيروسات الآتية يحتوي على الحمض النووي RNA؟
أعلل: يُعد الفيروس متطفلاً داخلياً إجبارياً.
أذكر أعراض المرض.
بأية طريقة ينتقل فيروس شلل الأطفال للإنسان؟
أي من الآتية تُعدّ من تطبيقات استخدام الفيروسات في المجال الزراعي؟
تستخدم الفيروسات في مجال المكافحة الحيوية.
أذكر بعض استخدامات الفيروسات في مجال التقانة الحيوية.
أسئلة الوحدة
أعدد الآليات التي تستخدمها الفيروسات لإحداث المرض للإنسان.
ما أثر العلاجات الحديثة للقضاء على الفيروسات ومنع حدوث العدوى؟
هل هنالك علاج للأمراض الفيروسية؟
