Virüsler

Hazırlayan: Yrd.Doç.Dr. Yosun MATER

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

Virüslere Giriş

•Virüsler genellikle ökaryotlardan ve prokaryotlardan çok daha

küçük moleküllerdir.

•Genellikle enfeksiyon yeteneği olan çok küçük bir gen paketi ve

protein kılıf içeren partiküllerdir

•Dünya çapında görülmüş ve görülen Epidemik ve Pandemiklerin

etkeni olabilirler. Örneğin HIV virüsü (Şekil 19.1).

•Epidemik; bir hastalık etkeninin bir bölgede bulaşması ve

yayılmasına denir.

•Pandemik; Epidemiklerin birden fazla bölgede, yani Dünyanın

faklı bölgelerinde görülmesi anlamına gelir

Virüsler Genetik Kod ve Protein Kılıftan oluşur

•Virüslerle ilgili çalışmalar, virüslerin keşfi ile yani 19yy’da

başlar.

•1883’te Adolf Mayer tütün mozaik hastalığında, bitkiden bitkiye

geçen bir etkenin varlığını bildirmiştir.

•Bunun küçük bir mikrop olduğunu ortaya atmıştır.

•Bu hipotez Dimitri Ivanowsky tarafından bakteri uzaklaştıran

filtre kullanılarak denenmiş varlığı kanıtlanmıştır.

•Etkenin bakterilerden de küçük bir yapı olduğu ortaya

atılmıştır (Şekil 19.2).

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

•Martinus Beijerinck bu hastalık yapıcı etkeni tütün

bitkisinden izole edip, petri plakalarda büyütmüştür.

•1935’te Wandell Stanley Tütün Mosaik Virüsü (TMV) adı ile

bilinen hastalık etkenini izole etti ve bunun kristal

partiküller yapısında olduğunu gösterdi.

•TMV ve diğer virüsler ancak elektron mikroskobu ile

görülebilen etkenlerdir.

Viruslerin Yapısı

•En küçük virüsler 20nm çapında yada ribozomdan daha

küçük yapıdadırlar.

•Bilinen en büyük virüs ise Stanley tarafından keşfedilmiş olan

birkaçyüz nanometre boyunda bir virüstür.

•Yapılan çalışmalar virüs yapısında hastalık yapıcı etkenin

viral genom olduğunu göstermiştir.

•Bunun dışında bir protein kılıf bazı durumlarda da bu yapıyı

kaplayan bir zar yapısı bulunur.

Viral Genom

•Virüslerde yer alan genetik materyalin genellikle çift sarmallı

DNA yapısında olduğu düşünülür.

•Yapılan çalışmalar, genetik materyalin virüslerde farklı

şekillerde bulunabileceğini ve bunların; çift sarmal DNA, tek

sarmal DNA, tek sarmal RNA ve çift sarmal RNA yapısında

olabildiğini göstermiştir.

•En küçük virüslerin içinde sadece 3 gen olduğu, daha büyük

virüslerde ise yüzlerce binlerce gen olabileceği gösterilmiştir.

•Bu bakterilerde 200 ile binlerce sayıda gen taşımasına benzerlik

gösterir.

Virüslerde Kapsid ve Kılıf (Envelope) Yapısı

•Virüslerde protein bir kabuk yer alır buna kapsid (capsid) adı

verilir.

•Bu kapsid yapısı kapsomer denilen protein alt

birimlerinden oluşur.

•Bu protein alt birimlerin sayısı ve büyüklükleri, özetle çeşitliliği

virüs tipine bağlı olarak değişir.

•TMV gibi bu proteinler küçük kısa çubuklar şeklinde görülse de

bu yapı helikal bir dizilişe sahip olduğu için bu tip virüslere

Helikal Virüsler (Helical Viruses) adı verilir (Şekil 19.3a).

•Adenovirüsler (Adenoviruses) genellikle hayvanlarda solunum sistemi

enfeksiyonlarında görülen bir virüstür.

•252 tane birbirinin aynı protein molekülünden oluşan, 20 tane üçgen yüz içeren,

ikosahedron benzeri, polyhedral bir baş yapısı vardır.

•İkosahedral (icosahedral viruses) yapılı virüsler, bunlar ikosahedral yapıda bir

morfoloji sergilerler (Şekil 19.3b).

•Bazı virüslerin yapıları onların enfeksiyon yapmalarına da yardımcı olur. Örneğin

zarlı kapsid-kılıf yapısı ile çevrili influenza virüsü buna örnek verilebilir (Şekil 19.3

c).

•Bu viral kılıf yapısı viral kökenli protein ve glikoprotein yapısı içermektedir.

•Buna ek olarak bazı virüsler birkaç tane viral enzim taşıyabilirler.

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

•Çoğu kompleks kapsid yapısına sahip virüsler bakterileri enfekte eden ve

bakteriyofaj (bacteriophages) adı verilen virüslerdir.

•Bu tip virüslere en çok Escherichia coli bakterisi ile yapılan çalışmalarda

rastlanmış ve rakam verilerek adlandırılmışlardır.

•Buna göre tip I (Type 1, T1) ve tip 2 (T2) sonrasında birkaç tip daha

belirlenmiştir.

•Bunlardan T2, T4 ve T6’nın birbirlerine çok yakın yapıda oldukları

belirlenmiş ve bu nedenle birbirlerinden farklılaştıkları düşünülmüştür.

•Baş yapıları elongat-ikosahedral şekildedir.

•DNA içerirler, bu baş kısmına bağlı bir protein kuyruk –boyun kısmı ve yine

protein iplikçikleri şekilinde yapısı vardır ve bu sayede bakteriye daha kolay

tutunur (Şekil 19.3d).

Virüslerin Konakçı İçinde Çoğaltılması

•Virüsler konakçının enzimlerini, ribozomlarını ve küçük diğer

moleküllerini kullanarak kendilerini konakçı içerisinde

üretirler.

•Her bir virüsün bir konakçı çeşitliliği vardır.

•Fajlar (bakteri enfekte eden virüsler) kendilerini iki alternatif

yolla replike ederler-çoğaltırlar.

•Bunlara Litik döngü ve Lizogenik döngü adı verilir (Şekil

19.5-19.6).

•Virüslerin hücre içinde çoğalmasında

virüsler önce enfekte edecekleri

hücreye tutunurlar.

•Sonra viral genetik materyali hücre

içine gönderirler.

•Virüsler bir hücreye replike olduktan

(uyumlandıktan) sonra, hücrede

görülmeden kendilerini üretmeye

başlarlar.

•Bazı durumlarda yalnız genetik

materyalini değil protein kılıfını da

hazırlar ve paketlenir (Şekil 19.4).

•Bunlara Litik döngü’de virüs hücreye enfekte olur ve yukarıdaki şekildeki

gibi hücre içine gireren genetik materyali yeni virüsler oluşturmak için

harekete geçer.

•Böylece hücre içinde gerekli materyallerini çoğaltırlar buna virulent faj

(virulent phage) adı verilir.

•Enfekte hücreyi patlatarak yeni hücreleri enfekte etmek için hücreler arası

alana ve/veya dolaşıma karışırlar (Şekil 19.5)

•Lizogenik döngü’de ise virüs genetik materyali konakçı hücre DNA’sına

entegre olur (Şekil 19.6).

•Böylece uzun bir süre hücre içinde hücrenin faklı döllerinede geçerek

yaşabilirler.

•Bazı durumlarda lizogenik durumdan, litik döngüye geçip konakçı hücreyi

patlatırlar.

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

•Çoğu hayvan virüsleri kılıflı

yapıdadır (Tablo 19.1,Şekil

19.7, 19.8).

•Retrovirüsler (HIV gibi) ise

reverse transkriptaz (reverse

transcriptase) kullanarak

genomik RNA’larını DNA’ya

çevirirler ve konakçı genomuna

entegre olurlar ve böylece

provirus (provirus) yapısı

oluştururlar.

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

Virüsler, Viroidler ve Prionlar Hayvanlar ve Bitkiler için

Korkutucu Patojenler

•Viral hastalıkların semptomları doğrudan hücrelerde ve bağışıklık

sisteminde aksaklıklar görülmesi ile olmayabilir.

•Benzer şekilde kullanılan aşılarda savunma sistemi ile eşzamanlı olarak

spesifik bir virüs etkenine karşı çalışmayabilir.

•Bir epidemik veya pandemik şeklinde görülebilir.

•Böyle salgınlarda viral hastalıklara karşı geniş önlemler alınmaya çalışılabilir.

Örneğin 2009’da görülen H1N1 grip virüsü kökenli salgın domuzlarda ve

insanlarda görülen, kuş kökenli bir virüs’ün neden olduğu öldürücü bir

pandemikti ve Dünya çapında önlemler alınmaya çalışıldı (Şekil 19.9) .

•Hala H5N1 kuş gribi virüsü öldürücü potansiyel bir pandemik etkenidir.

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

•Virüslerin bitkilerde hücre duvarlarına horizontal geçiş

(Horizontal transmission) ile verdiği zarar veya ata soydan

gelen vertical geçişten (vertical transmission) kaynaklanan

zarar çok önemli kayıplara yol açmaktadır.

•Sadece çıplak RNA molekülü yapısında olan, protein kılıf

içermeyen Viroid (viroids) yapılarıda bitkileri ve onların

gelişmelerini zarar uğratarak büyük hasarlar vermektedir.

•Prionlar ise son derece yavaş hareket eden bulaşıcı ve

günümüzdeki imkanlarla neredeyse yok edilemeyen bir diğer

önemli bulaşıcı etkendir (Şekil 19.10).

Kaynaklar

Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Unit 3, Part:19, p: 392-407 Pearson Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco, CA 94111.

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER