ویروس چیست؟ مرز میان قلمرو زنده‌ها و غیرزنده‌ها
احتمالاً همهی انسان‌ها می‌دانند که ویروس چیست ولی حداقل یک‌بار در طول عمر خود با این موجودات نادیدنی که هنوز به‌طور دقیق نمی‌دانیم زنده‌اند یا غیرزنده، مواجه شده‌اند. این موجودات بسیار ریز که مقابله با آنها و از بین بردنشان کار چندان ساده‌ای نیست، تا به امروز مشکلات بسیاری را برای بشر به وجود آورده و باعث مرگ‌ومیرهای فراوانی شده‌اند. اما آیا تنها دستاورد ویروس‌ها برای انسان، بیماری و دردسر است؟ یا اینکه این موجودات میکروسکوپی فوایدی نیز برای انسان دارند؟
در این مقاله از مجله‌ی بیوزوم، با ویروس‌ها و انواع آنها، ویژگی‌های ویروس و بسیاری از نکات دیگر در مورد دنیای مرموزشان آشنا خواهیم شد. تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.
در حقیقت ویروس‌ها موجوداتی هستند که به عنوان انگل‌های داخل سلولی شناخته می‌شوند و تنها با ورود به سلول میزبان و استفاده از اندامک‌ها و ارگان‌های سلول میزبان می‌توانند تکثیر شوند و تکامل پیدا کنند. باوجوداینکه ویروس‌ها عموماً موجوداتی بیماری‌زا و خطرناک شناخته می‌شوند؛ اما در سال‌های اخیر، دانشمندان مشغول توسعه و تحقیق درمورد کاربردهای درمانی و مفید ویروس‌ها نیز بوده‌اند.
ویروس‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارند در هیچ یک از دو دسته‌بندی زنده و غیرزنده قرار نمی‌گیرند و در حقیقت مرز میان موجودات زنده و غیرزنده محسوب می‌شوند. به‌عنوان‌مثال ویروس‌ها فاقد غشای سلولی و متابولیسم هستند و به همین دلیل نمی‌توان با قطعیت آنها را در دسته موجودات زنده قرار داد و از طرف دیگر ویروس‌ها، توانایی تکثیر و تکامل در طول زمان را دارند پس نمی‌توانند در دسته‌ی موجودات غیرزنده نیز قرار گیرند. ویروس‌ها، واحدهای ژنتیکی عفونی هستند و در مقایسه با تمام موجودات زنده اندازهی بسیار کوچک‌تری دارند. ویروس‌ها به واسطه‌ی داشتن یک پروتئین که از ماده ژنتیکی‌شان محافظت می‌کند، از پریون‌ها و ویروئیدها متمایز می‌شوند.
نکته: پروتئینی که از ماده ژنتیکی ویروس محافظت می‌کند، کپسید (capsid) نامیده می‌شود. کپسید یک پوشش پروتئینی است که ماده ژنتیکی ویروس را محصور کرده و از آن در برابر آسیب‌های محیطی محافظت می‌کند. این ساختار پروتئینی، نقش حیاتی در بقای ویروس‌ها و انتقال آنها به میزبان‌های جدید دارد.
حال سؤال اینجاست که روش‌های ازبین‌بردن ویروس چیست؟ ازآنجایی‌که ویروس‌ها در طول زمان برای بیمار کردن سایر موجودات تکامل پیدا کرده‌اند و به طور گسترده در سراسر کره زمین گسترده شده‌اند، ازبین‌بردن آنها کار آسانی نیست؛ اما غیرممکن هم نیست. با رعایت موارد بهداشتی، گسترش واکسیناسیون، و آموزش همگانی بهداشت مراقبت‌های شخصی در افراد و جامعه می‌توان تا حد بسیار زیادی از گسترش بیماری‌ها و عفونت‌های ویروسی جلوگیری کرد. در ادامه با ویژگی‌های ویروس آشنا خواهیم شد.
ویژگی‌های ویروس
ویروس‌ها دارای برخی ویژگی‌های مشترک هستند. به‌عنوان‌مثال:
- ویروس‌ها از مواد ژنتیکی از جمله RNA یا DNA و یک پوشش پروتئینی محافظ به نام کپسید تشکیل شده‌اند.
- گاهی اوقات یک‌لایه دیگر به نام غلاف (Envelope) در اطراف کپسید دارند. به ویروس‌هایی که غلاف ندارند، «ویروس‌های برهنه» گفته می‌شود.
- شبیه انگل‌ها هستند و برای تولیدمثل به سلول میزبان وابسته‌اند. ویروس‌ها تا زمانی که کپسید آنها در طول زمان تجزیه شود، در خارج از سلول میزبان زنده می‌مانند.
- ویروس‌ها دارای تنوع ژنتیکی بالایی هستند و می‌توانند به سرعت تغییر کنند. این تنوع به دلیل جهش‌های سریع و تبادل ژنتیکی بین ویروس‌ها اتفاق می‌افتد.
- ویروس‌ها می‌توانند میزبان‌های بسیار متنوعی داشته باشند، از جمله انسان‌ها، حیوانات، گیاهان، باکتری‌ها و قارچ‌ها. هر ویروس معمولاً به میزبان‌های خاصی اختصاص دارد، اما برخی ویروس‌ها قادر به عبور از مرزهای گونه‌ای هستند.
- 100 تا 1000 برابر از سلول‌های بدن کوچکتر هستند.
تقسیم‌بندی ویروس‌ها چگونه صورت می‌گیرد؟
بر اساس نوع اسید نوکلئیک: مادهی ژنتیکی ویروس‌ها می‌تواند از نوع DNA یا RNA باشد.
ویروس‌های DNA
این ویروس‌ها ماده ژنتیکی خود را به صورت DNA دارند. نمونه‌های بارز شامل ویروس هرپس سیمپلکس (عامل تبخال) و ویروس پاپیلومای انسانی (عامل برخی انواع سرطان‌های گردن رحم) هستند
ویروس‌های RNA
این ویروس‌ها ماده ژنتیکی خود را به صورت RNA دارند. نمونه‌های بارز شامل ویروس آنفلوانزا، ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV) و ویروس کرونا هستند
بر اساس ساختار، پوشش و نوع میزبان: از طرف دیگر ویروس‌ها را می‌توان از نظر ساختار و یا پوششی که دارند نیز دسته‌بندی کرد که در ادامه اول به نوع پوشش و سپس به ساختار ویروس‌ها و دسته‌بندی آنان از نظر نوع میزبان می‌پردازیم
ویروس‌های دارای پوشش (Enveloped viruses)
این ویروس‌ها دارای یک لایه لیپیدی هستند که از غشای سلولی میزبان به دست می‌آید. ویروس HIV و ویروس هپاتیت B از جمله این ویروس‌ها هستند.
ویروس‌های بدون پوشش (Non enveloped viruses)
این ویروس‌ها فاقد لایه لیپیدی هستند و تنها دارای کپسید پروتئینی می‌باشند. ویروس‌های آدنو (عامل برخی از عفونت‌های تنفسی) و ویروس پاپیلومای انسانی بدون پوشش هستند
ویروس‌های ایزومتریک (Icosahedral viruses)
این ویروس‌ها دارای ساختار متقارن و چندوجهی هستند. ویروس هرپس و ویروس آدنو نمونه‌هایی از این دسته هستند
ویروس‌های مارپیچی (Helical viruses)
این ویروس‌ها دارای ساختار مارپیچی هستند. ویروس‌های سرماخوردگی (رینوویروس‌ها) و ویروس ابولا از این دسته هستند
ویروس‌های پیچیده (Complex viruses)
این ویروس‌ها دارای ساختارهای پیچیده‌تر و متفاوتی هستند. نمونه بارز این دسته، باکتریوفاژها هستند که ویروس‌هایی هستند که باکتری‌ها را آلوده می‌کنند
ویروس‌های انسانی
این ویروس‌ها انسان‌ها را آلوده می‌کنند و می‌توانند باعث بیماری‌هایی مانند آنفلوانزا، سرخک و هپاتیت شوند
ویروس‌های حیوانی
این ویروس‌ها حیوانات را آلوده می‌کنند و می‌توانند باعث بیماری‌هایی مانند تب گاوی و آنفلوانزای پرندگان شوند
ویروس‌های گیاهی
این ویروس‌ها گیاهان را آلوده می‌کنند و می‌توانند باعث بیماری‌هایی مانند موزائیک توتون و بیماری‌های ویروسی در گیاهان زراعی شوند
ویروس‌های باکتریایی (باکتریوفاژها)
این ویروس‌ها باکتری‌ها را آلوده می‌کنند و در تحقیقات ژنتیکی و بیوتکنولوژی به کار می‌روند
این دسته‌بندی‌ها تنها بخشی از روش‌های متعدد طبقه‌بندی ویروس‌ها هستند و هر یک از این دسته‌ها می‌تواند به زیرگروه‌های بیشتری تقسیم شود. مطالعه و شناسایی دقیق‌تر انواع ویروس‌ها برای درک بهتر نحوهی انتقال، تکثیر و ایجاد بیماری آنها بسیار حیاتی است.
انواع رایج ویروس‌ها چیست؟
همان‌طور که در بخش قبل اشاره کردیم، دانشمندان انواع ویروس را بر اساس ویژگی‌های مشابه مانند اندازه، شکل و نوعی از مادهی ژنتیکی که حمل می‌کنند، در دسته‌بندی‌هایی از جمله خانواده و جنس طبقه‌بندی می‌کنند. برخی از انواع رایج‌ترین انواع ویروس‌ها عبارت‌اند از:
- ویروس‌های آنفولانزا (Influenza viruses)
- ویروس‌های هرپس انسانی (Human herpesviruses)
- ویروس کرونا (Coronavirus)
- ویروس‌های پاپیلومای انسانی (Human papillomaviruses)
- انتروویروس‌ها (Enteroviruses)
- فلاوی ویروس‌ها (Flaviviruses)
- ارتوپاکس ویروس‌ها (Orthopoxviruses)
- ویروس‌های هپاتیت (Hepatitis viruses)
برخی از ویروس‌ها مانند رتروویروس‌ها (Retroviruses) و آنکوویروس‌ها (Oncoviruses) نیز دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که در ادامه با آنها آشنا خواهیم شد.
ویروس‌های آنفولانزا Influenza viruses (Orthomyxoviridae)
خانواده‌ای از ویروس‌ها به نام ارتومیکسوویریده (Orthomyxoviridae) وجود دارد که شامل آنفلوانزای A و B می‌شود. برخی از سویه‌های آنفلوانزای A می‌توانند باعث آنفلوانزای پرندگان یا آنفلوانزای مرغی و آنفلوانزای خوکی (H1N1) نیز بشوند.
ویروس‌های هرپس انسانی Human herpesvirus (Herpesviridae)
Herpesviridae خانواده‌ای بزرگ از انواع ویروس است. این ویروس‌ها باعث ایجاد انواع مختلفی از بیماری‌ها از جمله تبخال دهان و ناحیه تناسلی، آبله‌مرغان، زونا و بسیاری موارد دیگر می‌شوند. ویروس اپشتین بار (EBV) و سیتومگالوویروس (CMV) مثال‌هایی از ویروس‌های خانواده هرپس ویریده می‌باشند.
ویروس کرونا Coronaviruses
کروناویروس چیست؟ کروناویروس‌ها زیرمجموعه‌ای از ویروس‌ها هستند. SARS-CoV-2 که عامل بیماری کووید-۱۹ است، شناخته‌شده‌ترین کروناویروس است. بااین‌حال، انواع دیگری از کروناویروس‌ها نیز وجود دارند که باعث بیماری‌های خفیفی مانند سرماخوردگی می‌شوند.
ویروس‌های پاپیلومای انسانی Human papillomavirus (HPV)
ویروس‌های پاپیلومای انسانی (HPV) بخشی از خانواده ویروس‌های پاپیلوما ویروس (Papillomaviridae) هستند. این ویروس‌ها باعث ایجاد زگیل تناسلی می‌شوند و حتی برخی از انواع ویروس HPV می‌تواند منجر به سرطان نیز شود.
انتروویروس‌ها Enteroviruses
انتروویروس‌ها گروهی از ویروس‌هایی‌اند که دستگاه گوارش را آلوده می‌کنند. انواع مختلفی از انتروویروس‌ها باعث بیماری‌هایی مانند فلج اطفال (پولیو) و بیماری دست، پا و دهان یا HFMD می‌شوند.
فلاوی ویروس‌ها Flaviviruses
ویروس‌های این گروه اغلب توسط پشه‌ها منتقل می‌شوند و بیماری‌هایی مانند زیکا، تب نیل غربی، تب دنگی و تب زرد را به دنبال دارند.
ارتوپاکس ویروس‌ها Orthopoxviruses
ویروس‌های جنس ارتوپاکس ویروس باعث ایجاد بثورات تاول‌دار می‌شوند. عوامل ایجادکننده‌ی آبله میمونی (Mpox) و آبله‌مرغان (Smallpox) از خانواده ارتوپاکس ویروس هستند.
ویروس‌های هپاتیت Hepatitis viruses
اگرچه همهی ویروس‌های هپاتیت به یک خانواده یا جنس تعلق ندارند، اما همگی آنها باعث عفونت کبد می‌شوند. هپاتیت A،B و C شایع‌ترین انواع ویروس‌های هپاتیت هستند.
رتروویروس‌ها Retroviruses
رتروویروس‌ها در حقیقت RNA ویروس‌هایی هستند که از پروتئین‌های خاصی برای ساخت DNA استفاده می‌کنند؛ سپس ویروس، DNA خود را درون DNA میزبان قرار می‌دهد و سلول‌ها DNA ویروسی را مانند دستورالعمل‌های خودشان می‌خوانند. ویروس نقص ایمنی اکتسابی (HIV) و ویروس لنفوسیت T انسانی نوع ۱ (HTLV-1) از جمله رتروویروس‌ها هستند.
آنکوویروس‌ها Oncoviruses
ویروس‌های سرطان‌زا، گروهی از ویروس‌ها هستند که می‌توانند باعث ایجاد سرطان شوند. برخی از ویروس‌هایی که ارتباطشان با سرطان‌های خاص شناخته شده است عبارت‌اند از:
- ویروس پاپیلومای انسانی (HPV)
- ویروس اپشتین بار (Epstein-Barr)
- ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV)
- ویروس‌های هپاتیت B و C
- ویروس لنفوتروپیک انسانی نوع ۱ (HTLV-1)
- ویروس هرپس انسانی نوع ۸ (HHV-8)
ویروس‌های وابسته Satellite viruses
ویروس‌های وابسته یا یاورنیاز، گروهی هستند که بدون وجود ویروس‌های کمکی نمی‌توانند تکثیر پیدا کنند. بیشتر ویروس‌های وابسته در گیاهان یافت می‌شوند.
باکتریوفاژها Bacteriophages
باکتریوفاژها که به‌اختصار «فاژ» (Phage) نیز نامیده می‌شوند، ویروس‌هایی هستند که به طور خاص باکتری‌ها را آلوده می‌کنند. دانشمندان در حال بررسی «فاژدرمانی» به‌عنوان یک روش بالقوه برای درمان عفونت‌های باکتریایی هستند که به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم شده‌اند.
ویروس‌ها چگونه وارد بدن شما می‌شوند؟
ویروس‌ها معمولاً از طریق غشاهای مخاطی شامل چشم، بینی، دهان، آلت تناسلی، واژن و مقعد وارد بدن می‌شوند. برخی از ویروس‌ها از طریق شکستگی‌ها و ترک‌های پوستی یا از طریق نیش پشه یا کنه نیز وارد بدن می‌شوند. در این بخش شایع‌ترین راه‌های ورود ویروس به بدن را بررسی می‌کنیم:
تنفسی (Inhalation)
- قطرات تنفسی: ویروس‌ها می‌توانند از طریق قطرات ریز موجود در هوا که هنگام سرفه، عطسه یا صحبت کردن افراد آلوده منتشر شوند و وارد دستگاه تنفسی شوند. ویروس‌های آنفلوانزا و کروناویروس از این طریق منتقل می‌شوند.
- آئروسل‌ها: ذرات کوچکتر از قطرات تنفسی که مدت زمان بیشتری در هوا معلق می‌مانند نیز می‌توانند حامل ویروس باشند.
تماس مستقیم (Direct Contact)
- تماس با افراد آلوده: لمس مستقیم با فرد آلوده، مثلاً دست دادن یا بوسیدن، می‌تواند باعث انتقال ویروس شود. ویروس‌های هرپس و برخی از ویروس‌های تنفسی از این طریق منتقل می‌شوند.
تماس غیرمستقیم (Indirect Contact)
- سطوح آلوده: لمس سطوح یا اشیایی که توسط فرد آلوده لمس شده‌اند، مانند دستگیره در، کلید برق، یا وسایل شخصی، می‌تواند باعث انتقال ویروس شود. پس از لمس سطوح آلوده، اگر دست‌ها با صورت، چشم‌ها، بینی یا دهان تماس پیدا کنند، ویروس می‌تواند وارد بدن شود.
مصرف غذا و آب آلوده (Ingestion)
- غذا و نوشیدنی‌های آلوده: مصرف غذا یا آب آلوده به ویروس‌ها می‌تواند باعث عفونت شود. ویروس‌هایی مانند نوروویروس و هپاتیت A از این طریق منتقل می‌شوند.
انتقال از طریق خون (Bloodborne Transmission)
- تزریقات و انتقال خون: استفاده از سرنگ‌های مشترک یا آلوده، دریافت خون یا محصولات خونی آلوده می‌تواند ویروس‌هایی مانند HIV و هپاتیت B و C را منتقل کند.
- نیش حشرات: نیش حشرات مانند پشه‌ها می‌تواند ویروس‌هایی مانند ویروس زیکا، ویروس تب دنگی و ویروس نیل غربی را منتقل کند.
انتقال از مادر به جنین (Vertical Transmission)
- انتقال در دوران بارداری: برخی ویروس‌ها می‌توانند از طریق جفت از مادر به جنین منتقل شوند، مانند ویروس HIV و ویروس زیکا.
- انتقال در زمان زایمان: برخی ویروس‌ها می‌توانند هنگام زایمان از مادر به نوزاد منتقل شوند.
تماس جنسی (Sexual Transmission)
- تماس جنسی محافظت نشده: برخی ویروس‌ها می‌توانند از طریق تماس جنسی منتقل شوند، مانند ویروس HIV و ویروس پاپیلومای انسانی (HPV).
ویروس‌ها چگونه کار می‌کنند؟
بعد از آشنایی مختصر با ویروس‌ها و انواعشان، وقت آن رسیده تا بدانیم نحوهی عملکرد ویروس چیست؟ ویروس‌ها برای آلوده‌کردن سلول‌ها و تکثیر مراحل مختلفی را طی می‌کنند، مراحلی از جمله:
بعد از آشنایی مختصر با ویروس‌ها و انواعشان، وقت آن رسیده تا بدانیم نحوهی عملکرد ویروس چیست؟ ویروس‌ها برای آلوده‌کردن سلول‌ها و تکثیر مراحل مختلفی را طی می‌کنند، مراحلی از جمله:
- اتصال (Attachment): در این مرحله که اولین مرحله از تکثیر ویروس‌هاست، ویروس به سلول میزبان متصل می‌شود.
- ورود (Entry): در این مرحله ویروس وارد سلول میزبان می‌شود.
- تکثیر (Replication): در سومین مرحله از مراحل تکثیر ویروس‌ها، مواد ژنتیکی ویروس تکثیر پیدا می‌کند.
- مونتاژ (assembly): پس از تکثیر، اجزای ویروس جدید ساخته می‌شوند.
- آزادسازی (Release): در آخرین مرحله از مراحل تکثیر ویروس‌ها، ویروس‌های جدید از سلول خارج می‌شوند.
در ادامه به شکلی دقیق‌تر بررسی خواهیم کرد که دقیقاً نحوهی عملکرد ویروس چیست؟
اتصال و ورود (Attachment and Entry)
ویروس‌ها می‌توانند به سه روش وارد سلول‌ها شوند:
- اتصال به گیرنده (Receptor binding): Receptor Binding یا اتصال به گیرنده در ویروس چیست؟ سلول‌ها در قسمت بیرونی خود گیرنده‌هایی دارند که می‌توانند سیگنال‌هایی را از پروتئین‌های بدن دریافت کنند. برای درک بهتر این موضوع، گیرنده‌ها را مانند درهای ورودی تصور کنید. برخی از ویروس‌ها با معرفی خود به‌عنوان مواد مفید و بی‌خطر برای سلول‌ها، آنان را فریب می‌دهند، بنابراین سلول‌ها به آنها اجازه ورود می‌دهند.
- همجوشی مستقیم (Direct fusion): برخی از ویروس‌ها برای ورود به سلول مستقیماً به سلول‌های میزبان متصل می‌شوند.
- باکتریوفاژها (Bacteriophages): در این روش ویروس‌ها مواد ژنتیکی خود را از طریق روش‌های انتقال مواد، به سلول‌های باکتری منتقل می‌کنند. کل ویروس نیازی به ورود به داخل سلول ندارد.
تکثیر، مونتاژ و رهاسازی (Replication, Assembly and Release)
پس از اینکه ویروس یا مواد ژنتیکی آن از طریق روش‌های ممکن وارد سلول شد، از چرخه لیتیک (lytic cycle) یا چرخه لیزوژنیک (lysogenic cycle) برای تکثیر استفاده می‌کند. برخی از ویروس‌ها از هر دو روش برای تکثیر استفاده می‌کنند. در پاسخ به این سؤال که چرخهی لیتیک و چرخه لیزوژنیک ویروس چیست؟ این چرخه را توضیح می‌دهیم.
- چرخه لیتیک (lytic cycle): ویروس از اندامک‌های سلول میزبان برای ساختن نسخه‌های بیشتری از خود استفاده می‌کند. قطعات ویروس مونتاژ می‌شوند و مواد ژنتیکی را درون کپسید می‌پیچند. ویروس‌ها از طریق این روش، نسخه‌های زیادی از خود را می‌سازند. در نهایت، تعداد کپی‌های ویروس در داخل سلول به‌قدری زیاد می‌شود که سلول می‌ترکد. هرکدام از این ویروس‌ها که در این مرحله ویریون (virions) نیز نامیده می‌شوند، می‌توانند سلول‌های بیشتری را آلوده کنند.
- چرخه لیزوژنیک (lysogenic cycle): برخی از ویروس‌ها یک فاز نهفته یا خاموش دارند. این ویروس‌ها وارد سلول‌ها می‌شوند و سپس منتظر می‌مانند. این شرایط را می‌توان به شرایطی تشبیه کرد که یک آشپز بعد از واردشدن به آشپزخانه بلافاصله شروع به پختن غذا نکند، در عوض دستور پخت و سایر مواد آشپزی را با خود به آشپزخانه می‌برد و صرفاً منتظر می‌ماند! در این شرایط سلول‌ها متوجه حضور ویروس نمی‌شوند و به تکثیر طبیعی خود ادامه می‌دهند. در این حالت، هر نسخه جدید سلول نیز حاوی یک نسخه از ویروس است. برخی از عوامل محرک می‌توانند باعث ترکیدن این سلول‌ها شوند و ذرات ویروسی را در بدن پخش و سلول‌های دیگر را آلوده کنند. این محرک‌ها می‌توانند شامل استرس، سیگنال‌های شیمیایی یا تغییرات دما باشند.
ویژگی‌های ویروس‌ها
ویژگی‌های ویروس چیست؟ ویروس‌ها را می‌توان بر اساس ویژگی‌های متعددی بررسی کرد، ویژگی‌هایی از جمله:
- ویژگی‌های ظاهری مانند شکل و اندازه
- ویژگی‌های ژنومی
- پروتئین‌های ساختاری و اینکه آیا غلافی دارند یا خیر
اشکال ویروس
انواع شکل‌های ویروس چیست؟ ویروس‌ها می‌توانند از نظر ظاهری بسیار متفاوت از هم باشند. دانشمندان اغلب آنها را بر اساس شکل توصیف می‌کنند. انواع شکل‌های ویروس عبارت‌اند از:
- آیکوزاهدرال یا چندوجهی (Icosahedral or polyhedral): آیکوزاهدرال در واقع یک شکل هندسی با اضلاع زیاد، چیزی شبیه یک توپ فوتبال است. اکثر ویروس‌هایی که انسان را آلوده می‌کنند، آیکوزاهدرال هستند.
- مارپیچی (Helical): این شکل از ویروس‌ها شبیه استوانه‌اند و اطلاعات ژنتیکی آنها مانند فنری در داخل این استوانه پیچیده شده است.
- کروی (Spherical): ویروس‌های کروی، ویروس‌های مارپیچی یا چندوجهی هستند که غلافی کروی اطراف آنها را فراگرفته است. بیشتر آنها شبیه یک توپ هستند.
- پیچیده (Complex): ویروس‌های پیچیده در حقیقت ترکیبی از بیش از یک‌شکل هستند. ویروس‌هایی که باکتری‌ها را آلوده می‌کنند، یک سر چندوجهی دارند که به یک بدن مارپیچی متصل شده است.
اندازه ویروس
مهم‌ترین موضوع درمورد اندازه ویروس چیست؟ ویروس‌ها بسیار کوچک‌اند، آن‌قدر کوچک که بدون میکروسکوپ قوی قابل‌مشاهده نیستند. اگر آنها را زیر میکروسکوپ اندازه بگیرید، خواهید دید که اکثر آنها بین ۲۰ تا ۴۰۰ نانومتر اندازه دارند. برای مقایسه واضح‌تر، بد نیست بدانید کوچک‌ترین ویروس‌ها حدود ۲۰۰۰ برابر از یک ذرهی شن و تقریباً ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر از سلول‌های بدن کوچکتر هستند. اما اندازه ویروس‌ها در مقایسه با یکدیگر می‌تواند بسیار متفاوت باشد. برای مثال، ویروس سرخک حدود پنج برابر از ویروس زیکا بزرگ‌تر است. لازم به ذکر است که ویروس‌ها دارای وزن متفاوتی نیز هستند.
ویژگی‌های ژنومی ویروس‌ها
ویژگی‌های ژنتیکی ویروس چیست؟ به‌طورکلی اطلاعات ذخیره شده در ویروس یا همان مواد ژنتیکی آن، یا DNA یا RNA است. DNA مانند دفترچه راهنمای ساخت ویروس عمل می‌کند. RNA را می‌توان؛ مانند ترجمه دستورالعمل‌ها به زبانی دانست که سلول می‌تواند آن را بخواند و به پروتئین تبدیل کند. DNA یا RNA ویروسی می‌تواند به‌صورت زیر باشد:
- خطی یا حلقوی (Linear or circular): برخی از ویروس‌ها مادهی ژنتیکی خطی دارند، درحالی‌که برخی دیگر حاوی مواد ژنتیکی حلقوی‌اند.
- سنس مثبت یا سنس منفی (Positive-sense or negative-sense): RNA سنس مثبت می‌تواند مستقیماً به‌عنوان دستورالعملی برای ساختن اجزای بیشتر ویروس استفاده شود. RNA ویروس‌های سنس منفی به پروتئین‌های ویژه‌ای (آنزیم‌ها) نیاز دارند تا قبل از اینکه ویروس‌ها بتوانند نسخه‌های بیشتری از خود بسازند، RNA سنس مثبت را ایجاد کنند. اکثر DNA ویروس‌ها، سنس مثبت هستند.
- تک‌رشته‌ای یا دو رشته‌ای (Single-stranded or double-stranded): DNA ویروس‌ها می‌توانند مواد ژنتیکی خود را در یک‌رشته واحد از دستورالعمل‌ها (ssDNA) یا دو مجموعه که به هم متصل شده‌اند (dsDNA) جای بدهند. (DNA انسان دو رشته‌ای است). RNA ویروس‌ها معمولاً تک‌رشته‌ای هستند، اگرچه RNA ویروس‌های دو رشته‌ای نیز وجود دارند.
آیا ویروس‌ها زنده هستند یا غیرزنده؟
ماهیت ویروس چیست؟ در مورد این موضوع که آیا ویروس‌ها موجوداتی زنده هستند یا خیر، بحث‌های زیادی وجود دارد. به‌طورکلی، زیست‌شناسان ویروس‌ها را به دلیل اینکه نمی‌توانند عملکردهای موجودات زنده، مثلاً متابولیسم را انجام دهند، موجود زنده نمی‌دانند. برای مثال، ویروس‌ها نمی‌توانند غذا را به انرژی تبدیل کنند و بدون کمک سلول میزبان نمی‌توانند زندگی یا تولیدمثل کنند.
از طرف دیگر، آنها توانایی این را دارند که در سلول میزبان مناسب تکثیر شوند و برای بقا در طول زمان تکامل پیدا کنند. علاوه بر این، ویروس‌ها توانایی آسیب رساندن به سلول‌های میزبان و نابودی آنها را نیز دارند. به همین دلیل، بسیاری از دانشمندان آنها را مرزی میان موجودات زنده و غیرزنده می‌دانند.
برخی از بیماری‌های ناشی از ویروس‌ها
بیماری‌های ناشی از ویروس چیست؟ ویروس‌ها می‌توانند باعث تعداد بی‌شماری از بیماری‌های تنفسی، آنفولانزای معده، عفونت‌های مقاربتی (STIs)، مشکلات پوستی و بسیاری از انواع دیگر بیماری‌ها شوند. برخی از عفونت‌های ویروسی شناخته‌شده عبارت‌اند از:
- سرماخوردگی
- آنفولانزا
- کووید-۱۹
- ویروس سنسیشیال تنفسی (RSV)
- آبله‌مرغان
- سرخک
- HIV یا ایدز
- HPV یا زگیل تناسلی
- تبخال تناسلی (HSV)
- فلج اطفال
- هاری
- آبله میمونی
- زیکا
- هپاتیت
پیشگیری و درمان بیماری‌های ویروسی
راه‌های پیشگیری از ویروس چیست؟ ویروس‌ها امکانات و ترفندهای بسیاری را برای فرار از سیستم ایمنی بدن به کار می‌گیرند. برای مثال، یکی از این ترفندها ایجاد تغییر در ساختار آنتی‌ژنی است تا از چنگ سیستم ایمنی بگریزند. علاوه بر این، ویروس‌ها در طول زمان برای تکثیرشدن و آلوده‌کردن سلول‌های میزبان تکامل یافته‌اند، بنابراین ازبین‌بردن آنها و پیشگیری از ابتلا به آنها کار چندان آسانی نیست.
البته روش‌هایی مانند واکسیناسیون یا مصرف داروهای ضدویروس از راه‌های مؤثر برای مقابله با عفونت‌های ویروسی به شمار می‌روند که آزمون خود را پس داده‌اند. لازم به ذکر است که مصرف آنتی‌بیوتیک برای ازبین‌بردن ویروس‌ها و درمان عفونت‌های ویروسی کاملاً بی‌فایده است. در سال‌های اخیر، تجویز غلط و مصرف گسترده آنتی‌بیوتیک به این منظور، باعث شده تا مقاومت آنتی‌بیوتیکی به یکی از مشکلات تهدیدکنندهی سلامت انسان‌ها تبدیل شود.
پژوهش‌های انجام شده در ویروس‌شناسی
محوریت و موضوع پژوهش‌های انجام شده درمورد ویروس چیست؟ تحقیقاتی که امروزه در مورد ویروس‌ها انجام می‌شود بیشتر در مورد تعیین ارتباط میان بیماری‌های ویروسی و سایر بیماری‌هاست. از میان این تحقیقات می‌توان به تحقیقاتی مانند بررسی ارتباط میان ویروس هرپس انسان (HHV6) و برخی از بیماری‌های عصبی مانند مالتیپل اسکلروزیس (MS) یا سندرم خستگی مزمن، ارتباط میان ویروس اپشتین بار (EBV) و بیماری‌های خودایمنی و به‌طورکلی مواردی ازاین‌قبیل اشاره کرد. ارتباط میان ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) و سرطان دهانه رحم نیز یکی از اولین ارتباطی است که میان یک عامل عفونی و بیماری کاملاً متفاوتی مانند سرطان کشف شده است.
یکی از موضوعاتی که اخیراً میان دانشمندان ویروس‌شناسی موردبحث قرار گرفته است این است که آیا ویروس Borna ارتباطی با ایجاد بیماری روانی در انسان دارد یا خیر، قبلاً تصور می‌شد که این ویروس باعث ایجاد بیماری عصبی در اسب‌ها می‌شود. به دلیل شیوع ناگهانی، مکرر و گستردهی بیماری‌های مشترک میان انسان و حیوان، مانند آنفولانزای مرغی در سال‌های اخیر، دانشمندان تمایل بسیاری به انجام این‌گونه مطالعات و پژوهش‌ها دارند.
کاربرد ویروس‌ها در علوم زیستی
کاربردها و فواید ویروس چیست؟ آیا ویروس‌ها فقط باعث بیماری و مشکلات بهداشتی می‌شوند؟ مطالعه و پژوهش درمورد ویروس‌ها، علاوه بر اینکه در پیداکردن روش‌های درمانی برای عفونت‌های ناشی از آنها مفید است، در سایر رشته‌ها و فناوری‌ها نیز کاربرد دارد. 4 مورد از کاربردهای ویروس‌ها در علوم زیستی عبارتند از:
- مطالعه و پژوهش درمورد فرایندهای اساسی سلولی
- ویروس درمانی
- علم مواد و فناوری نانو
- مهندسی ژنتیک
در ادامه به توضیح هر یک از این کاربردها می‌پردازیم.
مطالعه و پژوهش درمورد فرایندهای اساسی سلولی
اولین کاربرد و فایده ویروس چیست؟ اولین کاربرد ویروس در علوم زیستی در حیطه مطالعه و پژوهش است. مطالعه ویروس‌ها درک بسیار دقیق و واضحی از عملکرد سلول‌ها در اختیار ما قرار می‌دهد. از طریق مطالعه ویروس‌ها می‌توان اطلاعات بسیار ارزشمندی را در زمینه علم زیست‌شناسی سلول به دست آورد. ویروس‌ها با ساده‌سازی عملکردهای پیچیده سلولی در موجودات دیگر، درک صحیح این فرایندها را برای دانشمندان آسان‌تر کرده‌اند.
ویروس درمانی
دومین کاربرد ویروس چیست؟ دومین کاربرد ویروس در علوم زیستی ویروس درمانی است. ویروس‌ها همیشه بیماری‌زا و خطرناک نیستند، می‌توان از این موجودات نیمه زنده، به‌عنوان درمانی برای سایر بیماری‌ها نیز استفاده کرد. کاربردهای درمانی ویروس‌ها به این شیوه است که از آنها به‌عنوان یک وکتور برای انتقال DNA و به‌منظور هدف قراردادن سلول‌ها استفاده می‌شود. در سال‌های اخیر ویروس درمانی در بیماری‌هایی مانند سرطان و روش‌هایی مانند ژن‌درمانی بسیار مؤثر واقع شده است.
علم مواد و فناوری نانو
سومین کاربرد ویروس چیست؟ سومین کاربرد ویروس در علوم زیستی در حیطه علم مواد و فناوری نانو است. ویروس‌ها به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردشان، این پتانسیل را دارند که در ساخت بلورهای مایع، سلول‌های خورشیدی، باتری‌ها، سلول‌های سوختی و سایر لوازم الکترونیکی به کار گرفته شوند. دانشمندان موفق به ساخت سیم‌های فلزی از ویروس‌ها شده‌اند و حتی پیش‌بینی می‌شود در آینده دستگاه‌های درمانی بیومکانیکی نیز از آنها ساخته شود. مواردی مانند پروتئین‌ها و گیرنده‌های قرار گرفته در سطح ویروس، مادهی ژنتیکی خاص هر ویروس و مواردی ازاین‌قبیل موجب کاربرد گسترده ویروس‌ها در فناوری نانو شده است.
مهندسی ژنتیک
و اما آخرین کاربرد ویروس چیست؟ چهارمین کاربرد ویروس در علوم زیستی در حوزه مهندسی ژنتیک است. ویروس‌ها در مهندسی ژنتیک و حیطه‌هایی مانند تولید پروتئین‌های خاص، تولید داروهای مختلف، یا بررسی آثار ورود یک ژن اضافه به ژنوم موجودات مختلف، کاربرد دارند. می‌توان از ویروس‌ها به‌عنوان ناقل استفاده کرد تا ژن‌های خاصی را به سلول‌های هدف افزود.
جمع‌بندی
در این مقاله از مجله بیوزوم به سؤال ویروس چیست؟ پاسخ دادیم. در ادامه ویژگی‌های عمومی این موجودات و انواع آنان را شناختیم، از نحوه کار ویروس‌ها و اینکه چطور باعث ایجاد بیماری در انسان یا سایر موجودات می‌شوند صحبت کردیم و با ویژگی‌های ظاهری شامل شکل و اندازه، ویژگی‌های ژنومی و ویژگی‌های ساختاری‌شان آشنا شدیم. در نهایت نیز درمورد کاربردها و فواید این موجودات غالباً بیماری‌زا صحبت کردیم و فهمیدیم که می‌توانند در حیطه‌هایی از جمله مهندسی ژنتیک، علم مواد و فناوری نانو، ویروس درمانی و پژوهش، کاربردهایی نیز داشته باشند. شما چه فواید و کاربردهای دیگری را برای ویروس‌ها سراغ دارید؟
