تعریف ویروس و معیارهای حیات
تعریف پایه
ویروس ذرهای میکروسکوپی است که از یک نوع اسید نوکلئیک یعنی DNA یا RNA و یک پوشش پروتئینی تشکیل میشود. ویروس فقط درون سلول زنده تکثیر میشود؛ بنابراین انگل درونسلولی اجباری است.
نکتهٔ امتحانی
ویروس ژنوم دارد، اما ساختار سلولی و تکثیر مستقل ندارد. به همین دلیل بحث زندهبودن آن همیشه همراه با شرط وابستگی به میزبان مطرح میشود.
مقایسهٔ ویروس با سلول
| ویژگی | ویروسها | سلولها | کلید مرور |
|---|---|---|---|
| اندازه | ۱۸ تا ۹۰۰ نانومتر | باکتری: ۱۰۰۰ نانومتر؛ سلولهای جانوری و گیاهی بسیار بزرگتر | ویروس کوچکتر از سلول است |
| تکثیر | فقط داخل سلول؛ خارج سلول غیرفعال | قابلیت زندگی آزاد دارند | وابستگی مطلق ویروس |
| ژنوم | فقط DNA یا فقط RNA | همواره DNA و RNA دارند | «یا» در ویروس، «و» در سلول |
| محتوای آنزیمی | بسیار کم یا فاقد آنزیم | دارای آنزیمهای متعدد | ظرفیت متابولیک محدود |
| اجزای داخلی | فاقد ریبوزوم و آنزیمهای تولید انرژی | دارای ریبوزوم و آنزیمهای تولید انرژی | ترجمه و انرژی از میزبان |
مثال اندازه
پولیوویروس از ویروسهای بسیار کوچک است و در جزوه بهعنوان ویروسی معرفی شده که تنها اندکی از یک ریبوزوم بزرگتر است.
تاریخچهٔ کشف ویروسها
روی بیماری موزاییک تنباکو کار کرد و نشان داد عامل بیماری پس از عبور از صافی باکتریایی همچنان باقی میماند.
ثابت شد عامل بیماری از باکتری کوچکتر است و با فیلترهای معمول حذف نمیشود.
نام «ویروس» را پیشنهاد کرد؛ واژهای لاتین به معنای سم.
کشت سلولی و میکروسکوپ الکترونی راه را برای شناسایی دقیقتر ویروسها باز کردند.
| موضوع | نمونه یا فرد | اهمیت |
|---|---|---|
| نخستین ویروس کشفشده | ویروس موزاییک تنباکو | ویروس گیاهی |
| نخستین ویروس حیوانی | عامل تب برفکی | اثبات وجود ویروسهای حیوانی |
| نامگذاری ویروس | بایرینک | تثبیت مفهوم عامل عفونی کوچکتر از باکتری |
اصول طبقهبندی ویروسها
| سطح طبقهبندی | پسوند | نمونه |
|---|---|---|
| راسته | -virales | بالاتر از خانواده |
| خانواده | -viridae | Herpesviridae |
| زیرخانواده | -virinae | زیرمجموعهٔ خانواده |
| جنس | -virus | سطح پایینتر از زیرخانواده |
| گونه | پسوند ثابت ندارد | واحد اختصاصیتر |
دام نامگذاری
پسوند -viridae همیشه نشانهٔ خانواده است؛ بنابراین Herpesviridae و Paramyxoviridae هر دو در سطح خانواده قرار دارند.
ژنوم ویروسی
| نوع ژنوم | شاخهها | نکتهٔ کلیدی |
|---|---|---|
| DNA | تکرشتهای یا دورشتهای | ویروس DNAدار RNA ژنومی ندارد |
| RNA تکرشتهای | مثبت یا منفی | جهت RNA در طبقهبندی اهمیت دارد |
| RNA دورشتهای | دو رشتهٔ مکمل | نمونهٔ کلاسیک این جزوه: رئوویریده |
| RNA که به DNA تبدیل میشود | رتروویروسها | RNA در چرخهٔ تکثیر به DNA تبدیل میشود |
اصل طلایی ژنوم
هر ویروس در ساختار ژنومی خود یا DNA دارد یا RNA؛ بر خلاف سلولها که هر دو نوع اسید نوکلئیک را دارند.
کپسید، کپسومر و نوکلئوکپسید
| اصطلاح | تعریف | کارکرد |
|---|---|---|
| کپسید | پوشش پروتئینی پیرامون ژنوم | محافظت، انتقال و تعیین مورفولوژی |
| کپسومر | زیرواحدهای پروتئینی سازندهٔ کپسید | کنار هم قرار میگیرند و کپسید را میسازند |
| نوکلئوکپسید | مجموع ژنوم و کپسید | در همهٔ ویروسها وجود دارد |
| ویریون | ذرهٔ کامل و عفونتزای ویروسی | فرم کامل قابل انتقال ویروس |
نقشهای کپسید
- محافظت از اسید نوکلئیک در برابر نوکلئازها
- کمک به انتقال ویروس به سلول میزبان
- تعیین شکل و تقارن ویروس
رابطهٔ اصطلاحات
کپسومرها ← کپسید ← همراه ژنوم = نوکلئوکپسید ← ویروس کامل = ویریون
تقارن، پوشش و پنج مورفولوژی
تقارن ایکوزاهدرال
- ظاهر بیستوجهی یا مکعبی
- چیدمان منظم کپسومرها پیرامون ژنوم
- میتواند پوششدار یا بدون پوشش باشد
تقارن مارپیچی
- قرارگیری مارپیچی پروتئینها پیرامون ژنوم
- بیشتر نمونههای این بخش پوشش لیپیدی دارند
- در برابر شرایط محیطی حساستر توصیف شدهاند
| ساختار | کپسید | پوشش لیپیدی | نکتهٔ یادگیری |
|---|---|---|---|
| ایکوزاهدرال بدون پوشش | بیستوجهی | ندارد | مقاومت محیطی بیشتر |
| ایکوزاهدرال پوششدار | بیستوجهی | دارد | گلیکوپروتئینهای سطحی دارد |
| مارپیچی بدون پوشش | مارپیچی | ندارد | یکی از پنج الگوی ساختاری |
| مارپیچی پوششدار | مارپیچی | دارد | در این جزوه رایجتر از نوع بدون پوشش |
| پیچیده | ترکیبی | ویژه | در این بخش: پاکسویریده |
خانوادههای RNAدار
| نوع ژنوم | پوشش | خانواده | نمونهٔ ویروس یا بیماری | کلید مرور |
|---|---|---|---|---|
| RNA تکرشتهای مثبت | دارد | Togaviridae | روبلا؛ سرخجه | مثبت + پوششدار |
| RNA تکرشتهای مثبت | دارد | Coronaviridae | ویروس کووید ۱۹ | مثبت + پوششدار |
| RNA با تبدیل به DNA | دارد | Retroviridae | HIV | RNA → DNA |
| RNA تکرشتهای مثبت | ندارد | Picornaviridae | پولیوویروس؛ فلج اطفال | مثبت + بدون پوشش |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Orthomyxoviridae | آنفلوانزا | منفی + پوششدار |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Paramyxoviridae | اوریون و سرخک | منفی + پوششدار |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Rhabdoviridae | هاری | منفی + پوششدار |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Bunyaviridae | تب کریمه ـ کنگو | منفی + پوششدار |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Arenaviridae | در این بخش نمونهای ذکر نشده | منفی + پوششدار |
| RNA تکرشتهای منفی | دارد | Filoviridae | در این بخش نمونهای ذکر نشده | منفی + پوششدار |
| RNA دورشتهای | ندارد | Reoviridae | روتاویروس؛ گاستروانتریت شدید کودکان | دورشتهای + بدون پوشش |
الگوی سریع RNA
خانوادههای DNAدار
| نوع ژنوم | پوشش | خانواده | ساختمان ژنوم | نمونه یا بیماری |
|---|---|---|---|---|
| DNA دورشتهای | دارد | Herpesviridae | در این بخش جزئیات خطی یا حلقوی ذکر نشده | هرپس سیمپلکس؛ تبخال |
| DNA دورشتهای | دارد | Hepadnaviridae | جزئیات بیشتر در این بخش نیامده است | HBV؛ هپاتیت |
| DNA دورشتهای | ندارد | Adenoviridae | خطی | بیماریهای تنفسی و گاستروانتریت |
| DNA دورشتهای | ندارد | Papovaviridae | حلقوی | HPV؛ زگیل تناسلی |
| DNA تکرشتهای | در این بخش جزئیات پوشش ذکر نشده | Parvoviridae | تکرشتهای | B19؛ اریتمای عفونی |
| DNA دورشتهای | ساختمان پیچیده | Poxviridae | دورشتهای | واریولا؛ آبله |
استثناهای مهم DNA
- پاروویریده: DNA تکرشتهای
- پاکسویریده: ساختمان پیچیده
- آدنوویریده: ژنوم خطی و بدون پوشش
- پاپوواویریده: ژنوم حلقوی و بدون پوشش
مقاومت محیطی و شیمیایی
| عامل | اثر طبق جزوه | استثنا یا نکته | کلید مرور |
|---|---|---|---|
| ۳۷ درجه | مقاومت خانوادهها متفاوت است | ایکوزاهدرال بدون پوشش مقاومتر؛ مارپیچی پوششدار حساستر | پوشش لیپیدی = حساسیت بیشتر |
| ۵۰ تا ۶۰ درجه | بیشتر ویروسها طی ۳۰ تا ۶۰ دقیقه از بین میروند | HBV و HPV استثنا هستند | دو استثنای حرارتی |
| منفی ۷۰ درجه | ویروسها مقاومت بالایی دارند | برای نگهداری استفاده میشود | سرما برای حفظ ویروس |
| اشعهٔ فرابنفش | همهٔ ویروسها حساساند | برای استریل کردن تجهیزات پزشکی | آسیب به مادهٔ ژنتیکی |
| فرمالدهید | همهٔ ویروسها را از بین میبرد | محل اثر: پروتئین | همهٔ ویروسها پروتئین دارند |
| اتر | ویروسهای پوششدار حساساند | محل اثر: لیپیدها | اتر = آزمون وجود پوشش لیپیدی |
مرور الگویی و جدولهای جمعبندی
DNA یا RNA؟
تکرشتهای یا دورشتهای؟
مثبت، منفی یا RNA که در چرخه به DNA تبدیل میشود؟
پوششدار یا بدون پوشش؟
اگر ساختمان پیچیده است، در این بخش پاکسویریده مطرح میشود.
| سرنخ | خانواده یا گروه محتمل |
|---|---|
| RNA مثبت، پوششدار | توگاویریده، کروناویریده |
| RNA که در چرخه به DNA تبدیل میشود | رتروویریده |
| RNA مثبت، بدون پوشش | پیکورناویریده |
| RNA منفی، پوششدار | ارتومیکسو، پارامیکسو، رابدو، بونیا، آرنا، فیلو |
| RNA دورشتهای، بدون پوشش | رئوویریده |
| DNA تکرشتهای | پاروویریده |
| DNA دورشتهای، پوششدار | هرپسویریده و هپادناویریده |
| DNA دورشتهای، بدون پوشش و خطی | آدنوویریده |
| DNA دورشتهای، بدون پوشش و حلقوی | پاپوواویریده |
| DNA دورشتهای با ساختمان پیچیده | پاکسویریده |
دامهای امتحانی و جمعبندی نهایی
مرور یکخطی خانوادهها
RNA: مثبتِ پوششدار = توگا و کرونا؛ RNA → DNA = رترو؛ مثبتِ بدون پوشش = پیکورنا؛ منفیِ پوششدار = شش خانوادهٔ اصلی ذکرشده؛ دورشتهایِ بدون پوشش = رئو.
DNA: تکرشتهای = پاروو؛ دورشتهایِ پوششدار = هرپس و هپادنا؛ بدون پوششِ خطی = آدنو؛ بدون پوششِ حلقوی = پاپووا؛ پیچیده = پاکس.
جمعبندی مفهومی
برای شناسایی ساختاری یک ویروس، چهار سؤال را بهترتیب پاسخ بده: ژنوم چیست؟ چند رشته دارد؟ پوشش دارد؟ تقارن یا ساختمان آن چیست؟ پاسخ این چهار سؤال، مسیر طبقهبندی را بسیار کوتاه میکند.