طبقه‌بندی، ساختار و تکثیر ویروس‌ها

ویروس ذره‌ای است متشکل از ژنوم اسید نوکلئیک درون پوشش پروتئینی (کپسید). مجموع این دو را نوکلئوکپسید می‌نامند. ویروس نه ریبوزوم دارد، نه متابولیسم مستقل و نه توان تقسیم — به همین دلیل هیچ آنتی‌بیوتیکی بر آن اثر ندارد.

Capsid, nucleocapsid

کپسید از زیرواحدهای پروتئینی تکراری ساخته می‌شود. دلیل آن صرفه‌جویی ژنومی است: ژنومی به این کوچکی نمی‌تواند یک پروتئین غول‌پیکر را کد کند، اما با یک ژن کوچک می‌توان زیرواحدی ساخت که هزاران بار خودآرایی می‌کند. نتیجه، تقارن بیست‌وجهی یا مارپیچی است.

Icosahedral and helical symmetry

برخی ویروس‌ها پوشش لیپیدی دارند که هنگام جوانه‌زدن از غشای سلول میزبان به دست می‌آید و گلیکوپروتئین‌های ویروسی روی آن قرار می‌گیرند. این گلیکوپروتئین‌ها هم واسطه‌ی اتصال به سلول‌اند و هم هدف اصلی آنتی‌بادی خنثی‌کننده.

Envelope, surface glycoproteins

پیامد عملی وجود یا نبود پوشش تعیین‌کننده است: ویروس پوشش‌دار به الکل، خشکی و صابون حساس است، اما ویروس بدون پوشش مقاوم می‌ماند و روی سطوح دوام می‌آورد. به همین دلیل در نوروویروس و انتروویروس، ژل الکلی کافی نیست و باید دست را با آب و صابون شست.

Enveloped vs non-enveloped: disinfection

طبقه‌بندی بالتیمور ویروس‌ها را بر پایه‌ی نوع اسید نوکلئیک و مسیری که برای رسیدن به mRNA طی می‌کنند دسته‌بندی می‌کند. منطق آن ساده است: همه‌ی ویروس‌ها در نهایت باید mRNA بسازند تا از ریبوزوم میزبان استفاده کنند، و همین مسیر تعیین می‌کند چه آنزیمی باید همراه بیاورند.

Baltimore classification

ژنوم RNA با پلاریته‌ی مثبت مستقیماً مانند mRNA ترجمه می‌شود؛ بنابراین ژنوم برهنه به تنهایی عفونی است. پیکورناویروس‌ها و فلاویویروس‌ها از این دسته‌اند.

Positive-sense RNA

ژنوم RNA منفی مستقیماً قابل ترجمه نیست و باید ابتدا به رشته‌ی مکمل تبدیل شود. چون سلول انسانی RNA پلیمراز وابسته به RNA ندارد، ویروس باید این آنزیم را درون ذره حمل کند — و همین آنزیم، هدف دارویی خوبی است.

Negative-sense RNA, virion-associated polymerase

ژنوم قطعه‌قطعه (آنفلوانزا، روتاویروس، بونیاویروس، آرناویروس) امکان بازآرایی ژنتیکی میان دو سویه هنگام آلوده کردن یک سلول را فراهم می‌کند؛ همین سازوکار پشت شیفت آنتی‌ژنی و پیدایش سویه‌های پاندمیک است.

Segmented genomes and reassortment

ویروس‌های DNA به طور کلی پایدارترند، زیرا DNA پلیمراز سازوکار تصحیح خطا دارد. بیشتر ویروس‌های RNA چنین سازوکاری ندارند و نرخ جهش بالایی دارند — دلیل نیاز به واکسن سالانه‌ی آنفلوانزا و مقاومت سریع HIV به تک‌درمانی. کروناویروس‌ها استثنا هستند و آنزیم تصحیح‌کننده دارند.

Mutation rate, proofreading

چرخه شامل اتصال، ورود، برهنه‌سازی، بیان ژن و همانندسازی، مونتاژ و آزادسازی است. اتصال به گیرنده، اختصاصی‌ترین مرحله است و تروپیسم ویروس را تعیین می‌کند: CD4 برای HIV، اسید سیالیک برای آنفلوانزا و CD21 برای ویروس اپشتین-بار.

Attachment, entry, uncoating, assembly, release

در فاصله‌ی میان برهنه‌سازی و ساخته شدن نخستین ذرات کامل، هیچ ویروس عفونی در سلول قابل شناسایی نیست؛ به این بازه فاز اکلیپس گفته می‌شود. این مفهوم آزمایشگاهی نباید با «دوره‌ی کمون» بالینی اشتباه گرفته شود.

Eclipse phase

آزادسازی به دو شکل رخ می‌دهد: لیز سلول (ویروس‌های بدون پوشش) یا جوانه‌زدن از غشا (ویروس‌های پوشش‌دار). جوانه‌زدن به سلول اجازه می‌دهد مدتی زنده بماند و ویروس را پیوسته تولید کند.

Lysis vs budding

اثر سیتوپاتیک، تغییرات قابل مشاهده‌ی سلول در کشت است و الگوی آن می‌تواند سرنخ گونه بدهد: تشکیل سنسیشیوم در ویروس سنسیشیال تنفسی، گرد شدن سلول در آدنوویروس و انکلوزیون‌های اختصاصی در هرپس و سیتومگالوویروس.

Cytopathic effect