LBV211U-VİROLOJİ
Ünite 2: Viruslarda Sınıflandırma ve Çoğalma
Virusların Sınıflandırılması
Önceleri virusların sınıflandırması virusun neden olduğu patojenik etkiler ve enfekte ettiği konakçı türleri esas alınarak yapılmaktaydı. Konakçı türlerine göre;
• hayvan virusları, • insan virusları ve • bitki virusları.
patojenite ve tropismus esasına göre ise;
• pnöymotrop, • hepatotrop, • lenfotrop vb.
sınıflandırma düzenleri oluşturulmuştu.
Virusların adlandırılmasında ise daha çok virusun neden olduğu hastalık tabloları öne çıkmaktaydı (çocuk felci virusu, sığır vebası virusu vb.).
Virusların sınıflandırılmasında virion ve nükleik asite ait özelliklerle birlikte fiziksel, kimyasal, biyolojik ve antijenik özellikleri de kullanılmaktadır. Bunlar arasında sırasıyla;
• viral nükleik asite ait özellikler, • viral çoğalma yöntemleri ve • viriona ait yapısal özellikler en önemli yeri almaktadır.
Bunların dışında virusun konakçı spektrumu gibi faktörler de göz önünde bulundurulmaktadır.
Günümüzde bakteri, bitki, insan ve hayvanları enfekte ettiği bilinen 4000’den fazla virus türü bulunmaktadır. Bu viruslar 83 aile altında 300’den fazla genus (cins) içinde toplanmıştır. Bu virus ailelerinden 31 tanesi hayvan ve insan viruslarını içermektedir.
Virus sınıflandırmasında taksonomik birim olarak aile ve genus (cins) esas alınmaktadır. Bazı virus ailelerinde altaile basamağı da bulunmaktadır. Virus adlandırmasında aile isimleri “-viridae”, alt aile isimleri “-virinae” ve genus isimleri “-virus” son ekiyle biter. Virus türleri genuslar içinde yer alır. Çok sık kullanılmamakla birlikte iki veya daha fazla virus ailesinin bir araya gelmesiyle oluşturulan bir üst sınıflandırma basamağ› da dizin’ dir. Dizin isimleri “-virales” son ekini alır.
Resmi sınıflandırmada dikkate alınmasa da taksonomik birim olarak türden daha aşağı basamaklar da bulunmaktadır. Bu alt basamaklara en iyi örnek olarak suş kavramı gösterilebilir. Bir virus türünün değişik bölgelerden veya değişik ülkelerden elde edilen izolatlarına suş adı verilir.
Serotip: Bir virus türünün farklı serolojik özelliklere sahip olan tipleri serotip olarak tanımlanır. Ayrıca her serotip içerisinde Alttip’ler de bulunabilir.
"Biyotip: Bir virusun değişik biyolojik özelliklere sahip olan tiplerine biyotip adı verilir.
Subviral Ajanlar
Yapısal özellikleri viruslara benzeyen veya hastalık oluşturma yöntemleri viral enfeksiyonları andıran, ancak virus tanımını tam olarak karşılamayan enfeksiyöz ajanlara subviral ajan adı verilir. Bu ajanlar;
• viroid; Viroidler kapsid taşımayan enfeksiyöz çıplak RNA’dan ibaret ajanlardır. • Virusoid; sadece bitkilerde enfeksiyon oluştururlar, • uydu virüs; hayvanlarda ve insanlarda enfeksiyon oluştururlar, • prion; insan ve bazı hayvan türlerinde Nakledilebilir Süngerimsi Beyin Hastalığı’na (TSE, transmissible spongiform ensefalopati) neden olan ve yaklaşık 250 amino asitten oluşan protein yapısındaki hastalık etkenleridir.
Bilinen diğer enfeksiyöz ajanlardan farklı olarak prionların nükleik asit taşımadığı kabul edilmektedir. Doğada bulunan 2 tip prion proteini tanımlanmıştır. Bunlar;
c • PrP ; normal prion proteini, sc • PrP ; anormal (enfeksiyöz) prion proteini. Proteolitik enzimlere, nükleazlara, kimyasal maddelere, radyasyona, ısıya, ultraviyole ışınlara karşı dayanıklıdırlar. 1M sodyum hidroksit ile enfektivitesi büyük oranda azaltılabilmiştir.
Viruslarda Çoğalma
Viruslar çoğalabilmek için mutlaka duyarlı ve canlı bir hücreye ihtiyaç duyarlar. Ancak her virus türü her hücre tipinde çoğalamaz.
Virus çoğalması nükleik asit replikasyonu esasına dayanır. Genel olarak RNA viruslarında viral nükleik asit sentezi hücre sitoplazmasında, DNA viruslarında ise hücre çekirdeğinde gerçekleşir.
Viruslar çoğalma sürecinde konak hücrelerin enerji ve sentez mekanizmalarını kullanırlar. Bazı durumlarda virus çoğalması için hücresel enzimlerin kullanılması da mümkün olabilmektedir.
Bir hücredeki virus çoğalma süreci 5 ana basamakta gerçekleşir. Bunlar sırasıyla:
1. Tutunma, 2. Penetrasyon, 3. Eklips, 4. Olgun virus partikülü oluşumu ve 5. Dışarı dökülme basamaklarıdır.
1. Tutunma (Adsorbsiyon);
Virus çoğalmasının başlangıç basamağı olan adsorbsiyon, enfeksiyöz virus partiküllerinin (virion) duyarlı hücre yüzeyine tutunduğu aşamadır. Bu bağlanmada virion yüzeyinde yer alan adsobsiyondan sorumlu protein ile konak hücre yüzeyinde yer alan bu
proteine spesifik reseptörler rol alır. Dolayısıyla virus sitoplazmada birikir ve hücrenin parçalanması ile partikülleri ancak özgün reseptörleri taşıyan hücrelere hücre dışına saçılır. tutunabilirler. Reseptörler hücrelere ait yüzey ii. Tomurcuklanma yoluyla saçılım: Zarflı viruslar proteinleridir. Bu aşama geri dönüşümü mümkün olan genellikle hücresel membranlardan tomurcuklanma (reversible) bir aşamadır. yoluyla saçılır. Uzun bir dönemde gerçekleşen bu işlem sırasında konak hücre yıkımlanmayabilir. 2. Penetrasyon (İçeri alınma); Virus Çoğalmasının Durdurulması Penetrasyon, hücre yüzeyine tutunmuş olan virionun hücre içine alındığı aşamadır. Bu aşamada virus Bakterilerin yaşamsal aktivitelerine ve çoğalma sürecini partikülleri henüz enfeksiyon oluşturma yeteneklerini etkileyen birçok antibiyotik veya antimikrobiyal ajan kaybetmemişlerdir. Penetrasyon basamağı ısı ve enerjiye bulunmasına karşın virus çoğalması üzerine etkili olan bağımlı bir aşamadır. Virusların penetrasyonu başlıca üç antiviral ajanların sayısı oldukça azdır. Antiviral ajanların şekilde gerçekleşir; etkidikleri virus türleri ve etkinlik düzeyleri de sınırlıdır.
i. Füzyon: Virion yapısındaki zarfın hücre membranı Hücre düzeyinde virus çoğalmasının durdurulması ile kaynaşması yoluyla nükleokapsidin hücre içine birkaç evrede mümkün olabilmektedir. Bunlardan ilki aktarıldığı penetrasyon mekanizmasıdır. virusun hücreye tutunma veya hücre içine alınma ii. Pinositoz: Bu mekanizmada hücre yüzeyine tutunan (penetrasyon) aşamasıdır. Bu aşamaları sentez aşaması virus partikülü hücre zarının içeriye doğru takip eder.
çökmesiyle (invaginasyon) oluşan bir vakuol Günümüzde klinik olarak başarıyla kullanılan antiviral (endozom) içerisinde sitoplazmaya alınır. ajanlar daha çok herpes viruslara, influenzavirus türlerine iii. Translokasyon: Kübik simetrili ve morfolojik olarak ve HIV’e karşı etkinliğe sahiptir. Antiviral ajanların küçük yapılı viruslar tarafından kullanılan bu kullanımı viral hastalıkların tam anlamıyla tedavisini mekanizmada virion hücre membranını direkt sağlayamayabilir. Ancak hastalık bulgularının olarak geçer ve hücre sitoplazmasına ulaşır. hafifletilmesine ve iyileşme sürecinin kısaltılmasına katkı Translokasyon özellikle bitki virusları tarafından yapar. kullanılan bir yöntemdir. Antiviral ajanların kullanımı sırasında dirençli virus 3. Eklips (Sentez aşaması); suşlarının gelişmesi olasıdır. Virusların antiviral ajanlara
Hücre içine alınan ve örtücü katmanlardan arınan karşı direnç geliştirebilmesindeki en önemli yol nükleik asit artık viral proteinlerin ve yeni nesil viral mutasyona bağlı olarak genetik değişime uğramalarıdır.
nükleik asitin sentezi için hazırdır. Eklips aşaması virus Bir hücreyi enfekte eden virusun, söz konusu hücrenin çoğalmasının en yoğun ve karmaşık aşamasıdır. Bu aynı veya farklı türde ikinci bir virusla tekrar enfekte dönemde virus çoğalmasının temel hedefleri olan olmasını engellemesi interferens olarak tanımlanır. Yani translasyon ve transkripsiyon basamakları gerçekleşir. interferens bir olaydır. Burada ilk enfeksiyonu oluşturan
Eklips döneminde gerçekleşen olaylar virusların nükleik virusa interfere eden virus, enfeksiyonu engellenen ikinci asit özelliklerine göre farklılıklar gösterir. Viral nükleik virusa ise challenge virus adı verilir.
asitin DNA veya RNA yapısında olması, segmentli veya Viruslarda Genetik Değişim tek parça olması, sirküler veya linear yapıda olması, RNA viruslarının pozitif veya negatif anlamlı olması Viruslar genetik değişimlere en çok maruz kalan replikasyon sürecinde gerçekleşen olaylara etki eden mikroorganizmalar arasındadır. Viruslarda sıklıkla önemli faktörlerdir. karşılaşılan genetik değişimler mutasyon ve rekombinasyondur. 4. Olgun Virus Partikülü Oluşumu (Maturasyon); Nükleik asit baz diziliminde meydana gelen ve genetik Bu aşamada kapsid proteinleri son halini alarak kapsidi şifrenin değişimiyle sonuçlanan kalıcı değişikliklere oluşturur. Takiben nükleik asitin kapsid içerisine mutasyon adı verilir. alınmasıyla nükleokapsid şekillenmiş olur. Zarflı viruslarda kapsidin zarfla çevrelenmesi virus gruplarına Farklı 2 virusun aynı hücreyi enfekte etmesi durumunda göre konakçı hücrenin farklı bölgelerinde gerçekleşir." bu virusların nükleik asit baz dizinleri arasında karşılıklı olarak yer değiştirmeler meydana gelebilir. Bu tip 5. Dışarı Dökülme değişimler ise rekombinasyon olarak adlandırılır.
Yeni nesil virionların konak hücre dışına atılmaları iki yolla gerçekleşir.
i. Konak hücrenin dejenerasyonu ve virus partiküllerinin toplu halde saçılımı: Zarfsız virusların büyük çoğunluğu matürasyon aşamasını takiben