Bir virüs , bileşenleri ve metabolizması replikasyonu tetikleyen bir konakçı , genellikle bir hücre gerektiren bulaşıcı bir ajandır . Adı virüsü temin edildiği XVI inci yüzyıla tarafından Ambroise Pare de Latince n virüs, i. ( " Zehir , zehir , uygun bitki suyu " ). Virüs bilimi virolojidir ve uzmanları virologlar veya virologlardır .
Virüsler giderek akaryotların bir parçası olarak görülüyor . İki aşamadan geçerek döngüleri sırasında şekil değiştirirler:
Hücre içi formda (konakçı hücre içinde), virüsler, konakçı genomun bir kromozomuna (buna provirüs veya profaj denir) entegre olabilen veya (örneğin fabrikalardan virionlara ) entegre olabilen genetik elementlerdir .
İnsanlar için, açıklanan yaklaşık 5.000 türden sadece 129'u 2018'de patojenik olarak kabul edilir .
Virüslerin doğası ( canlı ya da değil ) hakkındaki tartışmalar karmaşık kavramlara dayanmaktadır ve bugün de açık kalmaktadır. Canlıların birçok tanımına göre (ilişki, beslenme, üreme işlevlerini yerine getiren maddi varlık) virüsler canlı değildir. Ancak canlı tanımı, entropi seviyesini düşüren ve hata yaparak çoğalan bir varlık olarak genişletilerek virüsler canlı sayılabilir.
Kuduz , sarı humma ve çiçek hastalığı gibi viral hastalıklar binlerce yıldır insanları etkilemiştir. Of hiyeroglif ortaya polio içinde eski Mısır ; Antik Yunan - Roma döneminden ve Uzak Doğu'dan gelen yazılar bazı viral hastalıkları tanımlamaktadır.
Sonunda XIX inci yüzyıl , ne vardı bulaşıcı ajanlar temsil bakterileri ne de mantar ne de parazitler ve optik mikroskop tespit edemedi hala pek akla oldu. Testin doktoru Jean Hameau virüsler üzerine ilk sunumunu 1837'de Bordeaux Kraliyet Tıp Derneği'nden önce, Virüsler Üzerine Düşünceler'den önce, ardından 1843'te Ulusal Tıp Akademisi'nden önce yapmıştı. Virüsler Üzerine Anıları Tıp Akademisi'nin oturumunda sunuldu. üzerinde14 Nisan 1850.
Bilim adamları kendilerini toplama bakteriler için kullanılan porselen filtreler aracılığıyla çok bulaşıcı maddeler izole edilmiştir. Arasında 1887 ve 1892 , Rus botanikçi Dimitri İvanovski , inceleyerek tütün mozaik , gösterileri bu özsuyu içinde hastalıklı bitkiler değil tarafından tutulan bir enfeksiyon ajanını içerdiği Chamberland filtreler (tarafından tasarlanan aynı adı taşıyan biyolog ). Ivanovsky bir toksin veya çok küçük bir bakteri düşündü . Bu çalışmayı derinleştiren ve 1898'de hem bakteri hipotezini hem de toksin hipotezini reddeden Hollandalı kimyager Martinus Willem Beijerinck'ti : enfekte olmuş bitkilerin özsuyunu seyrelterek, onu hastalığı geliştiren bitkilere aşıladı; manipülasyonu tekrarlayarak, hastalığı birçok kez bulaştırabildi, böylece son enfekte olmuş bitkinin öz suyunun ilki kadar öldürücü olduğunu gösterdi, bu kadar çok seyreltmeden sonra bir toksinin üretemeyeceği bir etki. Beijerinck , maddeye Contagium vivum fluumum ("çözünür canlı mikrop") adını verdi .
Aynı zamanda, tanımlanan ilk virüs Friedrich Löffler ve Paul Frosch tarafından şap hastalığıydı . Tanımlanan ilk insan patojenik virüsü , 1900 ile 1902 yılları arasında sarı humma virüsüdür . Louis Pasteur onlara "infrabakteriler", diğerleri onları "filtreleyen virüsler" veya "ultrafiltre eden virüsler" olarak adlandırdı.
Birinci Dünya Savaşı sırasında İngiliz Frederick Twort ve Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Félix d'Hérelle , katı bir ortamda yetiştirilen bakterilerin parçalanmasıyla gözlemlenebilen "bulaşabilir parçalanma" olgusunu gösterdiler . Bu fenomen, Félix d'Hérelle'in bakteriyofaj olarak adlandırdığı bir bakteri virüsünden kaynaklanmaktadır . Bitkiler, hayvanlar, insanlar ve bakterilerin Virüsler keşfedilmiş ve bunların listeleri ve sırasında büyümeye sona asla XX inci yüzyılın.
1925 civarında , bir virüs "partiküllü yapıda ve 0,01 ile 0,3 mikrometre arasında bir enfeksiyöz, paraziter hastalıktan sorumlu bir ajan" olarak tanımlandı .
Gelişi elektron mikroskobu içinde 1930'larda mümkün virüsleri gözlemlemek için yapılan, ama yine de onlar gerçekten ne olduğunu o zaman bilinmiyordu. Biyokimyacı Amerikan Wendell Stanley kristalize şeklinde tütün mozaik virüsünü protein kristal içinde 1935 . Ertesi yıl, daha ileri çalışmalar bu kristalin de RNA içerdiğini gösterdi . Daha sonraki çalışmalar, çalışılan virüslere bağlı olarak, bunların ya proteinlerden ve RNA'dan ya da proteinler ve DNA'dan oluştuğunu gösterdi. O oldu 1957 olduğunu André Lwoff virüslerin açık ve modern bir tanım önermiştir. 1959'da mikrobiyologlar Lwoff, Anderson ve Jacob , bulaşıcı viral partikülü tanımlamak için virion terimini önerdiler .
Gönderen 1960'larda , ilerlemeler hücre kültürleri , elektron mikroskobu ve moleküler biyoloji güvenilir teşhis yapımında ve gelişmesinde, virüs replikasyon mekanizmaları anlamada önceden mümkün kıldı aşılar .
Biz sonundan itibaren, biliyorum XX inci yüzyılda yani dünya okyanus kadar yüzeyden virüsün büyük bir rezervuar olduğu Hidrotermal ağızlar yoluyla Arktik ve tortuları denizciler.
Deniz suyu, viral parçacıkların konsantrasyonu 10 6 10 bulundunuz 8 mililitre başına parçacıkları. Yüzey ve yakın kıyılarında, genellikle karşılaşılan virüs konsantrasyonları 10 düzeyindedir 7 mililitrede virüsler (kübik milimetre (a mililitre arasında binde biri) başına yani on bin virüsleri); derinlik ve kıyıdan uzaklaştıkça konsantrasyon azalır. Daha yüksek konsantrasyonlarda (10 8 10 bulundunuz 9 / cm 3 ) yüzeyine yakın deniz sediment bulunurlar.
Bu virüsler, bir kontrol okyanusta büyük rol oynamaktadır yosun çoğalması , hem de içinde biyojeokimyasal döngüleri özellikle, okyanus karbon döngüsü . (Toplam okyanus mikrobiyal biyokütle oluşturan organizmaların günlük yaklaşık% 20 virüs tarafından öldürülür; ikincisi , fitoplankton ve zooplanktona , aynı zamanda bakteri ve siyanofiselere büyük ölçüde saldırır ).
Akış sitometrisi ve genetik analizdeki ( özellikle metagenomik ) ilerleme sayesinde , birkaç on yılda araştırmacılar denizde yaklaşık 200.000 tür viral popülasyonun envanterini çıkardılar ( 2019'da , tam olarak 195.728 vardı, bu rakam, değerlendirmenin on iki katı daha yüksekti). 2016 yılında yapılmıştır ); 2016 ve 2019 yılları arasında denizde tanımlanan virüslerin %90'ı daha önce bilim tarafından bilinmiyordu. Not: Burada türlerden değil, bir grupta virüs grupları arasındakinden daha fazla gen akışının olduğu popülasyonlardan bahsediyoruz (dizilenen virüsler DNA'larının en az %95'ini paylaşıyorsa, o zaman aynı popülasyonda sınıflandırılırlar. diğerlerinden farklıdır).
2007'de okyanusta yaklaşık 10 30 virüs olabileceği tahmin ediliyordu ; gerilmiş ve uç uca yerleştirilmiş, en yakın 60 galaksinin ötesine uzanan bir çizgi oluşturacaklardı . Ve her saniye okyanusta, deniz biyoçeşitliliğinin evriminde ve korunmasında önemli bir rol oynayan yaklaşık 10 23 viral enfeksiyon olacaktı . Viral bolluk, prokaryotların bolluğu ve üretkenliği ile ilişkili görünmektedir , ancak bu ilişki, özellikle sıcaklığa bağlı olarak deniz ortamlarına göre değişmektedir.
Virome bir viral bileşen mikrobiyomu . Bu nedenle, insan viromu (in) , insan organizmasının mikrobiyotasının viral toplulukları kümesidir . Mevcut araştırmalar, insan vücudunda insan hücrelerinden (10 13 ) 100 kat daha fazla virüs (10 15 ) olduğunu tahmin ediyor . Her sağlıklı birey, kronik ve asemptomatik sistemik viral enfeksiyonlardan sorumlu ortalama 10'dan fazla virüs türü taşır.
Bir virüs, mitoz , fisyon veya mayoz yoluyla çoğalma yetersizliği ile karakterize edilir . Nükleik asidini kopyalamak için, metabolizmasını yönlendirmek ve kullanmak için enfekte etmesi gereken bir konak hücreye bağlıdır: bir virüs mutlaka hücre içi bir parazittir . Bir veya daha fazla nükleik asit molekülünden ( DNA veya RNA , tek veya çift sarmallı ), muhtemelen kapsid adı verilen bir protein kabuğuna veya hatta bir lipit zarfa dahil edilmiştir (örneğin: Ebolavirüs, zarflı bir virüstür). Bazen bazı kapsidler birkaç enzim (örneğin HIV ters transkriptaz) içerir, ancak hiçbiri enerji üretemez.
Tarihsel olarak, virüsler önce filtrelenemez oldukları söylenen, daha sonra küçük boyutlu (bir bakterininkinden daha küçük ), genellikle 250 nanometreden küçük , her zaman tek tipte (DNA veya RNA) çift veya tek nükleik asit içeren organik parçacıklar olarak kabul edildi. . Giruses öncelikle keşif anda bu tanımı üzdü. Bununla birlikte, ikincisi virüsler krallığına aittir ve viryonları hem DNA hem de RNA moleküllerine sahiptir ve bu tarihsel görüşü sorgulamaktadır. Virüsler tanımını ve "sınıflar oluşturulmasını düşünmek için gerekli olan dev virüsler gibi" mimivirus 400 boyutuna sahip nm ya da " Girus " veya NCLDV , hatta pandoraviruses 1000 kadar bir boyutu olan nm ve bunların " kapsid ”ki bu gerçekten bir değil. Virofajların ve uydu virüslerin keşfi, virüsleri görme biçimimizi de değiştirdi ve hücresel virozun parazitliğin indirgenemez biçimi olduğu fikrini ortadan kaldırdı .
Bugün, araştırmacılar , bazılarının akapsitler de dahil olmak üzere çeşitli biçimlere sahip olabileceğini gösteren viral türlerin keşifleri göz önüne alındığında , kapsidosentrik paradigmanın sorgulanması konusunda hemfikirdir , ancak her seferinde bir yardımcı virüsün yardımı olmadan bulaşıcıdır . . Bu paradigmanın ötesinde, virüslerin kökenlerinin birden fazla olduğu görülüyor. Böylece bazı virüsler, kendilerini basitleştiren varsayılan hücresel atalardan evrimleşmiş olacaktır. Aynı zamanda, diğer virüsler, transpozonlar, plazmitler ve bağlı kuruluşlar gibi otonom genetik replikonlardan evrimleşmiş ve sonunda önce kendi bulaşıcılıklarını ve ardından olası bir kapsidi elde etmişlerdir.
Virüsler , biyoloji ve hastalık araştırmalarına dahil olup olmadıkları, ilk keşiflerinden ve sonraki keşiflerinden bu yana tartışma konusu olmuştur.
Virüs canlı veya değilVirüslerin canlı veya inert doğası hakkındaki tartışmalar bugün hala açıktır. Bu soruyu yanıtlamak, önce başka bir soruyu yanıtlamayı gerektirir: Hayat nedir? Ali Saïb'e göre, “canlılar kavramı, bilgimize göre gelişen dinamik bir kavramdır. Sonuç olarak, inert madde ile canlılar arasındaki sınır da bir o kadar kararsız . Bir metabolizmanın, yani tutarlı bir kimyasal süreç dizisinin ( üreme değil homeostaz ) varlığı ya da yokluğu , her halükarda uygun, ancak indirgeyici görünen olası bir ayrımcı oluşturur.
Gibi canlı hücreler , virüsler, nükleik asit (sahiptir , DNA ya da RNA ) ve proteinler . Ancak biyokimyacı Wendell Stanley'nin tanımına göre virüsler canlı varlıklar değil, organik moleküllerin kendi kendine organize olmasının sonucu olan biyolojik moleküllerin “basit” birliktelikleridir. François Jacob ayrıca virüslerin bu özelliğinde ısrar ediyor: "Bir kültür ortamında süspansiyon haline getirildiklerinde metabolize edemezler , enerji üretemezler veya kullanamazlar, canlı varlıklarda ortak olan tüm işlevleri büyütemezler veya çoğaltamazlar. Virüslerin kendilerine ait enzimatik mekanizmaları yoktur, ancak bulaştırdıkları hücreyi kullanarak çoğalabilirler. Ayrıca virüsler, canlı hücrelerden farklı olarak (mimivirüsler hariç) nükleik asit, DNA veya RNA içerir, ancak ikisini aynı anda içermez.
Öte yandan, Gustavo Caetano-Anollés ve Arshan Nasir (Amerika Birleşik Devletleri Illinois Üniversitesi'ndeki evrimsel biyoinformatik laboratuvarından) tamamen farklı bir tezi savunuyorlar. Canlıların üç ana “dallar” (klasik adı altında gruplanmış yanında Onlar iddia etki ) archaea , bakteriler ( prokaryotlar ) ve ökaryotlar , virüsler dördüncü oluşturmaktadır. Bunlar , diğer üç alanın son evrensel ortak atasından ( Son Evrensel Ortak Ata , kısaltması LUCA) önceki hücrelerin sonucu olacaktır . Teorilerini ilerletmek için iki araştırmacı, genetik dizilere değil, ürettikleri proteinlerin 3 boyutlu yapılarına dayanıyor .
1990'dan beri, üç alana ait 3.460 virüs türü ve 1.620 hücre türü tarafından üretilen 11 milyon proteini analiz ettiler; böylece bu yapıların evrimsel tarihinin izini sürebileceklerini iddia ederler; benzer yapılara sahip proteinler aynı varsayımsal atadan gelirdi.
Eğer bu hipotez hâlâ azınlıktaysa, evrim konusunda uzmanlaşmış biyolog Patrick Forterre , bunun "evrimcilerin hedefindeki virüslerin geri dönmesini, oysa onlar büyük ölçüde yokken destekleme" erdemine sahip olduğunu düşünüyor .
ara varlıklar MimivirüsSon yıllarda, aracı kurumlar keşfedildi: mimivirus , bir bulaşmasını amip sahiptir 1.200 genlerini onun içinde genomun (daha bazılarından daha bakteriler ). Bu genlerin bazılarının protein sentezi ve DNA onarım mekanizmalarına katıldığı düşünülmektedir. Mimivirüste, genellikle hücresel organizmalarda bulunan ancak virüslerde bulunmayan yaklaşık otuz gen vardır.
atv virüsüArchaea virüsünün ATV'si de şaşırtıcı özellikler sunar: limon şeklindeki bu virüs, hücresel bağlamın dışında aktif bir mekanizma tarafından değiştirilme özelliğini sunar. Her iki ucunda da, ev sahibi Acidianus'un hidrotermal menfezlerin yakınında yaşadığı 80 °C'lik bir sıcaklıkta uzanabilir . Bununla birlikte, organlar ve döngüsel değişimler, dolayısıyla metabolizma eksik kalır.
Virüsler ve evrimVirüsler de evrimde rol oynar. Patrick Forterre , virüslerin DNA'ya sahip ilk organizmalar olduğu hipotezini bile ileri sürüyor. En yaşamın kökeni , bir RNA (hakim RNA dünya hipotezi ) ve her iki depolama ve genetik bilginin ve kimyasal reaksiyonlar kataliz iletim işlev içerir. Sadece genomu RNA tarafından kodlanan ve metabolizması yavaş yavaş protein enzimleriyle değiştirilen RNA enzimleri tarafından sağlanan hücreler vardı. Zaten karmaşık olan bu proteinler, DNA'yı "icat etmiş" olurdu. DNA, daha fazla stabilitesi nedeniyle seçildi. Patrick Forterre'ye göre DNA, virüse, protohücreler için olası bir savunma silahı olan RNA genomlarını bozan enzimlere direnme gücü verir . Aynı ilke, enfekte bakteriler tarafından üretilen enzimlere direnmek için DNA'larını değiştiren mevcut virüslerde de bulunur.
Virüsler ve mikroplarBu nedenle virüsler ve mikroorganizmalar (veya mikroplar) aynı nitelikte kavramlar değildir. Mikropların, virüsler için tartışmalı olan canlı organizmalar olduğu konusunda karşı çıkıyorlar . Ama onların kapsamı farklı, mikroorganizmalar (olan bakteriler , arke , mayalar , protistler , vs. açısından bu gruplama yapma duygusu olmadan sadece kendi mikroskobik boyutu için gruplandırılmak), türlerin sınıflandırılması virüsler birçok ortak varken, evrimsel soy özelliklerini , kavram arasında her ne kadar türler akaryotlar için belirsizliğini koruyor .
Virüs krallığına ait herhangi bir bulaşıcı ajan, en az bir nükleik asitten oluşur . Viral döngüyü yardım olmadan gerçekleştiremeyen formlar , alt viral parçacıklar (örn. virüsoid , uydu DNA, vb.) olarak nitelendirilir . Viral döngüyü yardım olmadan gerçekleştirebilen hücre dışı formlara viral partiküller denir , basitleştirilmiş bir formdan en uç noktaya kadar değişen ve sadece nükleik asitten oluşur - en az bir protein kodladığında virüs olarak adlandırılır ve kodlanmadığında virüs olarak adlandırılır. herhangi bir proteini kodlayana viroid denir - veya virion adı verilen bir protein kabında bir ila birkaç nükleik asit taşıyan bir forma.
Paketlenmiş olduğu söylenir, çünkü genellikle bazik nükleoproteinler tarafından stabilize edilen nükleik asit , kapsid adı verilen koruyucu bir protein kabuğu içine alınır . Kapsidin şekli, virüslerin farklı morfolojilerinin temelidir. Virion değişken bir mikroskobik şekle sahiptir: "olağan" temsil ona HIV görüntüsünü verirse , farklı türlerin bir küreden insektoid görünüm biçimlerine kadar değişen şekilleri vardır.
Virüslerin boyutu 10 ila 400 nanometre arasındadır . Genomları virüslerin 1.200 genleriyle sadece birkaç gen içerir. Bilinen en küçük virüslerden biri, kendisi hepatit B virüsünü parazitleştiren delta virüsüdür . Sadece bir geni vardır . Bilinen en büyük virüslerden biri, 400 nanometreye kadar çapa ve 1.200 gen içeren bir genoma sahip mimivirüstür .
Nükleik asitNükleik asit filamenti DNA veya RNA olabilir . Viral genomu temsil eder . Dairesel veya lineer, çift sarmal (çift sarmal) veya tek sarmal (tek sarmal) olabilir. DNA şeklindeki genom genellikle çift sarmallıdır. RNA formundaki genom genellikle tek ipliklidir ve pozitif polarite (mesajcı RNA ile aynı anlamda) veya negatif polarite (mesajcı RNA'yı tamamlayıcı) olabilir. Merkezi nükleik asit grubuna nükleoid denir .
kapsidKapsid, viral nükleik asidi çevreleyen ve koruyan bir kabuktur. Kapsid, kapsomer adı verilen protein alt birimlerinin birleşiminden oluşur. Kapsid ve genomun oluşturduğu kümeye nükleokapsid denir . Kapsidin yapısı çeşitli biçimlere sahip olabilir. Genellikle iki ana virüs grubu vardır: kübik simetriye sahip virüsler (veya ikosahedral kapsid ) ve sarmal simetriye sahip virüsler .
MektupBirçok virüs, hücre zarlarının geçişi sırasında ortaya çıkan bir zarf (veya peplos ) ile çevrilidir . Yapısı karmaşıktır ve hücresel elementlerin ve viral kökenli elementlerin bir karışımını sunar. İçerdiği protein , karbonhidratlar ve yağların . Bir zarf ile Virüsler olan zarflı virüsler . Zarfı olmayan virüsler çıplak virüslerdir . Çıplak virüsler genellikle daha dirençlidir
ikosahedral virüsler | |
İkozahedral kapsid, virüsün küresel bir görünümüne neden olur. Protomerler, düzenli ve geometrik bir şekilde düzenlenmiş kapsomerler halinde düzenlenmiştir. Bir kapsomer, köşelerde pentonlar ve yüzlerde ve kenarlarda altıgenler olarak adlandırılan beş veya altı protomerden oluşur. İkozahedral virüsler arasında parvovirüsler 12 kapsomerden oluşan bir kapside, poliovirüs 32 kapsomere, papillomavirüsler 72 kapsomere, adenovirüslerin kapsidi ise 252 kapsomerden oluşur. |
|
sarmal virüsler | |
Bu virüsler uzun silindirlerdir ( 300 ila 400 nm ), içi boş, sarmal bir spiral oluşturan halkalara kapsomer adı verilen bir tür protomerden oluşur. Sert veya esnek olabilirler. Genetik materyal tüpün içine yerleştirilmiştir. Virüs tütün mozaik virüsü çok çalışılan sarmal virüsün bir örnektir. | |
Zarflı virüsler | |
Kapside ek olarak, bazı virüsler kendilerini konakçı hücreden ödünç alınan bir zar yapısı ile çevreleyebilirler. Bu zar zarfı, viral genom veya konakçının genomu tarafından kodlanan proteinlere sahip olabilen bir lipit çift tabakasından oluşur. Bu zarf, enzimlere veya kimyasal bileşiklere karşı koruma gibi, tek başına bir kapsidden oluşanlara göre viryonlara bazı avantajlar sağlar. Zarflı virüsler ise dış ortamda daha kırılgan, deterjanlara ve kurumaya karşı hassastır. Glikoproteinler gibi spikülleri fonksiyonu oluşturan reseptör konakçı hücreler spesifik bağlanma için. Grip virüsü (aile Orthomyxoviridae ), HIV (aile Retrovırıdae ) zarflı virüslere örnek olarak verilebilir. |
|
Karmaşık virüsler | |
Bu virüsler, ne sarmal ne de gerçekten ikosahedral olan simetrik bir kapside sahiptir. Bakteriyofaj gibi T4 faj arasında Escherichia coli tüyleri ve kaudal lifler bağlı olduğu bir sarmal kuyruk bağlanan bir ikosahedral kafaya sahip karmaşık virüs bulunmaktadır. Poksvirüs (çiçek, aşı), bir kompleks virüsün bir örnektir. En büyük hayvan virüslerinden biridir ( 250 ila 350 nm uzunluğunda ve 200 ila 250 nm genişliğinde). Bazı virüsler basil formlarda gelir. Kuduz virüsü ( Rhabdoviridae ailesi ) ve Ebola virüsü için durum böyledir . |
Viral genomun replikasyonunun iki ana yolu vardır:
Virüsler sadece canlı hücrelerde çoğalabilir. Yeni viral partiküllerin üretimi ile sonuçlanan, viral genom ve konak hücrenin etkileşimidir. Bir hücrenin bir virüs tarafından enfekte edilmesi, ardından virüsün çoğalması, farklı aşamalarda özetlenebilir. Ancak virüsün hücreye girmesinden sonra bu adımlar, söz konusu virüsün doğasına ve özellikle DNA virüsü veya RNA virüsü , hatta bir girus olmasına bağlı olarak farklılık gösterebilir .
Bazı virüsler, replikatif aktivitenin yoğunlaştığı yapıları indükler:
virüs kültürüVirüslerin biyolojisini, çoğalmasını ve döngüsünü daha iyi anlamak ve muhtemelen aşı hazırlamak için virüsleri yetiştirmek gerekir. Bunlar sadece canlı hücrelerde çoğalabilir. Ökaryotik hücreleri enfekte eden virüsler , hayvan veya bitki dokularından elde edilen hücre kültürleri üzerinde kültürlenir . Hücreler cam veya plastik bir kapta büyütülür ve daha sonra incelenen virüsle enfekte olur. Hayvan virüsleri, in vitro kültürün mümkün olmadığı durumlarda embriyonlu yumurtalarda ve bazen hayvanlarda da kültürlenebilir. Bakteriyel virüsler, hassas bir bakteri kültürü aşılanarak da kültürlenebilir. Bitki virüsleri ayrıca bitki dokusu tek tabakaları, hücre süspansiyonları veya bütün bitkiler üzerinde büyütülebilir.
Virüsler daha sonra farklı şekillerde ölçülebilir. Elektron mikroskobu kullanılarak doğrudan sayılabilirler. Bakteriyel virüsler söz konusu olduğunda, bir süspansiyondaki virüslerin sayısını değerlendirmek için viral plaklar (veya plaklar ) tekniği yaygın olarak kullanılır. Bir bakteri süspansiyonuna bir viral süspansiyon seyreltisi eklenir, daha sonra tamamı Petri kaplarına dağıtılır . Kültürden sonra, agar yüzeyindeki açık alanlar (plaklar), bir bakterinin ve komşu bakterilerin bir virion tarafından yok edilmesinin sonucudur.
Virüsler, çeşitli biyokimyasal yöntemler ( diferansiyel santrifüjleme , çökeltme, denatürasyon, enzimatik sindirim) kullanılarak saflaştırılabilir .
Herhangi bir canlıya virüs bulaşabilir. Bakteri virüsleri ( bakteriyofajlar ), arke virüsleri, alg virüsleri ( Phycodnaviridae ), bitki virüsleri, mantar virüsleri, aralarında birçok patojen bulunan hayvan virüsleri ve hatta virüs virüsleri vardır.
Virüslerin kökeni ve evrimi ile ilgili birkaç hipotez vardır. Tüm virüslerin ortak bir atadan gelmemesi muhtemeldir ve farklı virüslerin farklı kökenleri olabilir.
2013'te çeşitli giruslarla ilgili çalışmalar, basitleştirme hipotezini destekleme eğilimindedir. Bu, virüslerin diğer canlı krallıkları ( ökaryotlar , bakteriler , arkeler ) gibi filogenetik bir dal olabileceği anlamına gelir .
Virüslerin çok eski olması, belki de daha yaşlı bakterilerden daha yaşlı olması mümkündür.
Erken 2000'lerin içinde amoebae'dan cinsinin Acanthamoeba , araştırmacılar dev virüsü (keşfetti Megaviridae :) Mimivirus . Bazı bakteriler kadar büyük ve karmaşık olmasına rağmen, virologların boyutun üst sınırlarına (toplam uzunluğu 0,7 mikronu aşıyor) ve viral dünyadaki gen sayısına (1.000'den fazla gene sahiptir) ilişkin algılarını değiştirmiştir.
On yıl sonra, Fransız araştırmacılar (2013) daha da büyük iki virüsün tanımını yayınladılar ve genomu önceki dev virüslerin keşfettiği kadar (gen sayısı bakımından) yaklaşık iki kat daha büyüktü. Bu iki dev yeni virüs, bilinen virüslerle ilgisi olmadığı ve hatta bazı beklenmedik özellikler sergilediği için kendileri için oluşturulmuş bir kategoriye ( Pandoravirüsler ) konulmuştur :
Birincisi ( Pandoravirus salinus ) Şili açıklarında toplanan deniz tortullarında ve ikincisi ( Pandoravirus dulcis ) Melbourne (Avustralya) yakınlarındaki bir tatlı su havuzunda bulundu .
Bir virüsün temel karakterlerini ( ribozom yok, bölünme veya enerji üretimi yok) sunmalarına rağmen , tamamen yeni bir tür gibi görünüyorlar. Genomları, belirli küçük ökaryotların (çekirdek hücreleri) parazitlerinin boyutunu aşıyor .
Pandoravirus nedenle doğrudan konağın genetik kodu kullanabilirsiniz. Ancak bu organizmalar ne ökaryot , ne öbakteri ne de arkabakteridir . Bu keşif, 1950'lerde virolojinin ortaya koyduğu, virüsler ve bakteriler arasında süreklilik olmadığı dogmasını sorgulamaktadır . Dolayısıyla hücresel yaşam, düşündüğümüzden daha çeşitli hücre öncesi yaşam formlarından ortaya çıkmış olabilir.
Öte yandan virüsler, farklı bireyler ve hatta farklı türler arasında yatay gen transferleri olarak adlandırılan (ebeveynden yavruya dikey transferlerin aksine) doğal bir vektör olarak önemli bir rol oynar ve genetik çeşitliliğin artmasına izin verir , ve genetik yeniliklerin, belirli bir genetik mutasyonu taşıyan bireylerin soyundan gelenlerin ötesine yayılması. Özellikle, transdüksiyon ve endojenizasyon , yalnızca virüslerin yardımıyla gerçekleşebilen tipik olarak genetik evrimlerdir.
Abiyotiklerde (canlıların öncülleri), hipotezlerden biri, virüslerin canlıların evrimsel tarihinde çok erken bir tarihte, muhtemelen bakteriler , arkeler ve ökaryotlar arasındaki ayrışmadan önce , son ortak dönemde önemli roller oynayacağını belirtir. ata. evrensel . Gezegendeki keşfedilmemiş en büyük genetik çeşitlilik rezervuarlarından biri olmaya devam ediyorlar .
Virüsler de insan vücudunda önemli bir rol oynamaktadır. Araştırmacı Clément Gilbert göre “sağlıklı yetişkin erkek limanları fazla üç trilyon virüs gövdesinde, çoğu bakterilere bağırsak sisteminde ve mukoza zarında bulunan bakterileri enfekte. Bu virüslerin etkisi henüz tam olarak anlaşılmış değil, ancak insanlarla simbiyoz halinde yaşayan bakteri topluluklarının bileşimini düzenlemede önemli bir rol oynadıklarına şimdiden bahse girebiliriz” dedi . Ayrıca " insan genomunun % 8'inden fazlasının retrovirüslerden türetildiğine " , yani "biz bir bakıma virüslerle akrabayız"a dikkat çekiyor .
Virüsler, enfeksiyon için onlara çeşitli stratejik olanaklar sağlayan farklı mekanizmalara sahiptir ve bunların görülme sıklığı sonunda hastalığa neden olur. Virion, az çok spesifik bir konakçı hücreye nüfuz eder ve burada parçalanır ve aktif hale getirilerek normal hücresel işlevlere göre öncelikli olan içeriğini serbest bırakır. Bu düzeyde virüslerin sitopatik etkileri çeşitli yan etkilere yol açabilir. Kromatin viral enzimler tarafından parçalanırken , enfekte olmuş hücrenin protein sentez kapasiteleri kaçırılabilir veya engellenebilir . Viral partiküller , viryonlara dönüşmeden önce sitoplazmada birikir . Endosellüler viral aşırı yük, sonunda konak hücrenin lizis yoluyla ölümüne neden olur ve daha sonra yayılacak olan viryonları serbest bırakır.
Virüs izin vermeyen bir hücreye girdiğinde çoğalamaz. Bununla birlikte, genomu, serbest bir epizom şeklinde ya da hücresel genoma entegre olabilir. Viral hücre transformasyonu, virüs genomu, hücre genomunun DNA'sı ile etkileşime girdiğinde meydana gelir. Bu virüslere onkojenik virüsler denir . Bunlar arasında retrovirüsler , hücresel genomla bütünleşerek tümörijenik hale gelebilir ve muhtemelen kansere yol açabilir .
Bir virüsün hastalığa neden olma yeteneği patojenite açısından tanımlanırken yoğunluğu virülans açısından ifade edilir . Ana virüs gruplarının sınıflandırılması ve patolojideki karşılıkları, tıp ansiklopedisi Vulgaris'te bulunabilir . Bu sınıflandırma özellikle virionun yapıldığı nükleik asit moleküllerinin (RNA veya DNA) tipine dayanmaktadır.
2018'de insan hastalıklarına karışan 129 virüs türü vardı.
Soğuk algınlığı , grip , suçiçeği , kızamık , enfeksiyöz mononükleoz virüs kökenli nispeten yaygın insan patolojilerinin örnekleridir. Biz gibi diğer daha zararlı örneklerden biliyoruz AIDS , belli koronavirüsleri ( SARS , koronavirüs hastalık 2019 ), kuş gribi , çiçek hastalığı veya Ebola virüsü hastalığı , kanamalı ateş nedeniyle Ebola virüsü .
Homo sapiens için patojenik bazı virüs örnekleri :
Bir virüsün tehlikelilik: Profesör Arnaud fontanet göre epidemiyoloji de hastalıkların ortaya çıkan yönelik epidemiyoloji biriminin başında bulunan, Pasteur Enstitüsü de Paris , tehlikeli bir virüsün özelliklerine:
Virüsler, hücre içinde çoğalmak için konakçının hücresel mekanizmasını kullandığından, konak hücreyi öldürmeden onları ortadan kaldırmak zordur. Ancak antiviral ilaçlar, virüsün replikasyonunu bozmayı mümkün kılar.
Başka bir yaklaşım, enfeksiyona direnmeye yardımcı olan aşılamadır .
Enfeksiyon belirtileri çeşitli ilaçlarla tedavi edilebilir ancak virüsleri etkilemeyen antibiyotikler kullanılamaz. Antibiyotikler, bakterilerin bileşenlerine veya metabolizmasına müdahale eder ve bu nedenle viral kaynaklı hastalıkları değil, yalnızca bakteri kaynaklı hastalıkları tedavi eder.
Çeşitli in vitro dezenfeksiyon yöntemleri virüsleri inaktive edebilir ( %1 sodyum hipoklorit , %70 etanol , %2 glutaraldehit , formaldehit , %2 hidrojen peroksit, perasetik asit ).
Virüsler genellikle basit genetik materyale sahiptir, moleküler biyoloji ve hücre biyolojisi çalışmalarında mükemmel araçlardır . Anlayışımızı derinleştirmeyi ve DNA replikasyonu , transkripsiyon , RNA'nın transkripsiyon sonrası modifikasyonları , translasyon , protein nakli ve immünoloji gibi belirli moleküler genetik mekanizmalarını aydınlatmayı mümkün kılan hücresel fonksiyonların manipülasyonuna izin verirler .
Virüsler, hedef hücrelerde gen vektörü olarak kullanılabilir ( viroterapi ) . Örneğin, bir hücrenin ilgilenilen bir protein üretme yeteneğini kazanmasını sağlamak veya yeni geni genoma sokmanın etkisini incelemek için kullanılan araç .
Bazı virüsler, örneğin fonksiyonel veya mekanik bozukluklara neden olan kusurlu bir geni değiştirmek gibi çeşitli genetik hastalıkları tedavi etmek için gen terapisinde kullanılır .
Virüsler kanserle mücadelede de kullanılmaktadır. Bazı virüsler, belirli bir şekilde kanser hücrelerini yok etmek için programlanabilir.
Virüsler doğasına göre demek ki replikasyon stratejisinde göre sınıflandırılır nükleik asidin kendi arasında genomu ( DNA ya da RNA ), nükleik asit yapısı (tek sarmallı ya da çift sarmal), ve nükleik formunda asit (doğrusal, dairesel, parçalı veya değil): bu Baltimore sınıflandırmasıdır. Morfolojik veriler de dikkate alınabilir (zarfın varlığı veya yokluğu, kapsidin simetrisi). Sıklıkla, serogruplama , yakından ilişkili virüsler arasındaki farkların tanımını hassaslaştırmak için hala kullanılmaktadır.
Ekim 2018'de , negatif polariteli tek sarmallı RNA virüslerinin bir dal , iki alt dal ve altı sınıf halinde gruplandırılmasının ICTV ( Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi) tarafından tanınmasıyla filogenetik bir sınıflandırmaya doğru bir adım atıldı .
Parazitleştirdikleri konakçı türüne bağlı olarak iki prokaryotik virüs kategorisi vardır . İlk kategori, bakterileri enfekte eden ve bakteriyofaj olarak adlandırılanları içerir . İkinci kategori, arkeleri enfekte edenleri içerir . Prokaryotik virüslerin dört ana morfolojik grubu vardır.
Bakteriyofajların ekosistemlerde bir rolü vardır. Örneğin, sucul ekosistemlerde bakteri bolluğunun ve çeşitliliğinin kontrolüne katılırlar.
Prensipte bir türe veya genetik olarak ilişkili filum grubuna özgü virüsler, ana veya özel bir hücre veya doku tipini enfekte etme eğilimindedir. Bununla birlikte, distemper , kedi immün yetmezlik virüsü veya çiçek hastalığı gibi diğer virüslere kıyasla daha az konakçıya özgü olan kuduz gibi birçok virüs vardır . Virionlar esas olarak bireyler arasında doğrudan temas yoluyla yayılır, ancak aynı zamanda aerosoller (hapşırma) şeklinde havaya da yayılabilir, çeşitli atılımlarla (kusma, idrar, dışkı, gözyaşı vb.) olası parazitik eklembacaklılar (sivrisinekler, keneler, pireler, vb.).
eklembacaklı virüslerArbovirüsler olan eklembacaklıları kan emici vektörleri virüslerdir.
Bakulovirüs ait virüslerdir böcekler çok çalıştı. Esas olarak Lepidoptera'yı enfekte ederler . Böcek larvası, yiyecekleri yutarak enfekte olur. Sindirim sisteminden enfeksiyon diğer dokulara yayılabilir. Ekin ve ormanlardaki böcek zararlılarının kontrolünde patojenik omurgasız virüslerinin kullanımı, kimyasal böcek öldürücüleri sınırlamanın veya değiştirmenin yollarından biri olabilir.
Bakulovirüsler ayrıca moleküler biyolojide böcek hücre kültürlerinde yabancı bir geni (rekombinant protein) ifade etmek için kullanılır .
Ayrıca bazı bitki virüsleri omurgasızlar tarafından bulaşır ancak bu vektörlerde çoğalmaz.
Bitki virüsleriBitkilerden veya bitki virüslerinden elde edilen virüsün yapısı, bakteri ve hayvan virüslerininkine benzer. Birçok bitki virüsü ince, uzun sarmallar şeklinde gelir. Çoğunluğun RNA'dan oluşan bir genomu vardır . Bitki virüsleri rüzgarla veya böcekler ve nematodlar gibi vektörlerle , bazen tohumlar ve polenlerle yayılabilir . Virüsler ayrıca bir yara veya nakil yoluyla bitkiye bulaşabilir .
Enfekte olan bitkide farklı tipte belirtiler ortaya çıkabilir. Virüsler yapraklarda ve çiçeklerde lekelere veya solgunluğa neden olabilir. Tümörler saplarda veya yapraklarda oluşabilir.
Tütün mozaik virüsü (TMV veya Tobamovirüs) bir bitki virüsünün iyi incelenmiş bir örnektir.
mantar virüsleriMantar virüsleri veya mikovirüsler , hücre füzyonu sırasında yayıldıkları için özeldir. Hücre dışı virionlar yoktur. Olarak maya gibi Saccharomyces , virüsler, hücre füzyonu sırasında sitoplazmik karıştırma sırasında iletilir. Penicillium veya düğme mantarı Agaricus bisporus gibi filamentli mantarlar da üretim sırasında sorunlara neden olabilecek virüslerle enfekte olabilir. Bu virüslerin patojenik mantarlara karşı biyolojik bir mücadele çerçevesinde kullanılması hayal edildi.
2008 yılında keşfedilen Sputnik , dev virüs sınıfına (300.000 bp'den fazla genom ve 0.2 μm'den büyük boyut ) ait başka bir virüsü ( Mamavirus ) enfekte edebilen özel bir durumdur .
Diğer virofajlar olarak da bilinir Mavirus ile ilişkili CroV (in) (ökaryotik konakçı Cafeteria roenbergensis'i enfekte eden dev bir virüs , vücut tek hücreli ).