VİRÜSLERİN YAPISI ve ÖZELLİKLERİ

 

Zeynep Anaz – Moleküler Biyoloji ve Genetik,  Haliç Üniversitesi

Canlılarda hastalığa yol açan virüsler, birtakım ölçütlere göre gruplandırılırlar. Virüsler, ışık mikroskobunda incelenemeyen, elektron mikroskobu ile gözlemlenebilen, konakçısı içerisinde sentezlenerek çoğalan, hastalık yapma özelliğine sahip nükleoprotein molekülleridir (Uzunoğulları ve Gümüş, 2017). Sahip oldukları özellikleri ile diğer patojenlerden farklıdırlar. Virüslerin, herhangi bir hücre yapı ve organizasyonları yoktur. RNA ya da DNA olmak üzere yalnızca tek bir nükleik asit bulundururlar. Diğer patojenler yüksek enerji bağları içeren kimyasal moleküllere gereksinim duyarlar. Ancak virüslerin bu kimyasal moleküllere ihtiyaçları yoktur. Ayrıca virüsler mutasyona uğrama ve yeni ırklar meydana getirme özelliklerini taşırlar.

Virüsler konak hücreye girmeden önce cansızlardır. Fakat konak hücreye yerleştikten sonra canlılık özelliği kazanırlar. Protein içerisine paketlenmişlerdir ve bütün yaşam türlerini enfekte edebilme özellikleri bulunmaktadır. Cansız ortamlarda yaşamlarını çok uzun süre devam ettiremezler. Bu durum protein içermeyen ortamlarda da geçerlidir. Virüslerin en basit yaşam formu şeklinde isimlendirilmelerinin sebebi organizmalar arasında kolay bir şekilde yayılabilme özelliklerine sahip olmalarıdır. Virüslerin ATP üretme özellikleri ve hareket etme yetenekleri bulunmaz. Aynı zamanda virüslerin bazı bakterilere patojenite kazandırabilme yetenekleri bulunmaktadır. Virüsler girdikleri konak hücrenin moleküler yapısını ve enerji sentezini bozarlar. Virüsler hücre içi parazitlerdir ve 20-400 nm büyüklüğüne sahiplerdir. Elektron mikroskobu ile gözlemlenebilirler. Canlı olan konak bir hücreye girdikten sonra enerji sentezlerler. Virüsler antibiyotiklere dirençlidirler. Replikasyon mekanizması ile çoğalırlar. 4-5 gen bulunduran yapıya sahip virüsler en küçük virüslerdir.

İlk araştırmalarda, virüsler konakçı (bitki, hayvan, insan, bakteri) türüne göre sınıflandırılmıştır. Daha fazla araştırmalar yapıldıkça; genetik materyalin DNA ya da RNA olması, virüsün simetrik yapısı, virüsün bir zarfla kaplı olup olmayışı, partikül çapı, moleküler ağırlığı ve partikül büyüklüğü gibi çeşitli temel özelliklere göre sınıflandırma yapılmıştır (Uzunoğulları ve Gümüş, 2017). Ayrıca virüslerin en yaygın gruplandırılması, yol açabilecekleri hastalıklardan çok genomlarının özelliklerine ve yapısına bağlıdır (Shirasaki ve ark., 2017). Tek ya da çift genetik materyal zinciri bulundurabilen DNA ve RNA virüsleri arasında spesifik farklar vardır. Virüslerde genetik madde olarak sadece DNA ya da sadece RNA vardır. Virüslerin nükleik asitleri çoğunlukla polinükleotid yapısına sahiptir. Bir nükleotid baz, şeker ve fosforik asitten meydana gelir. DNA virüsleri genomda DNA’ya sahipken, RNA virüsleri RNA’ya sahiptir. DNA virüslerinin replikasyon mekanizması konakçının nükleusunda gerçekleşirken, RNA virüslerinde konakçının sitoplazma kısmında gerçekleşir.  Sonuç olarak genetik materyalin çeşidi ile replikasyonun gerçekleştiği yer DNA ve RNA virüslerini birbirinden ayıran temel farklardır. Ayrıca, tek zincir bulunduran RNA virüsleri pozitif ve negatif polariteye sahip RNA’lara bölünür (Eren ve ark., 2020).

Şekil 1: DNA virüsü olan HPV modeli

Şekil 2: RNA virüsü olan Hepatit C modeli

Viriyon infeksiyöz virüs partikülüdür. Viryonların bileşimi, kapsidi meydana getiren bir membran ve bir protein kabuğu ile sarılmış, ribonükleik (RNA) veya deoksiribonükleik (DNA) asitler gibi nükleik asitleri barındırır (Eren ve ark., 2020). Basit virüsler diğer anlamıyla zarfsız virüsler nükleokapsit olarak adlandırılan yapıdan meydana gelirler. Nükleokapsit yapısı nükleik asit ve nükleik asidin çevresini saran kapsit ismindeki protein kısmın birleşimidir. Zarflı virüslerin yapısı ise nükleokapsit ile bu yapının çevresini saran lipoprotein yapısında zardan yani zarftan meydana gelir. Zarfta virüse spesifik olan peplomer isminde glikoprotein birimleri vardır. Nörominidaz, füzyon ve hemaglutinin proteinleri peplomerlerdir. Kapsid ve zarf arasında kalan kısma tegument adı verilir ve tegument herpes üyesi virüslerde belirgin olarak incelenebilir. Kapsidi meydana getiren morfolojik birimlere ise kapsomer adı verilmektedir. Core ise nükleik asitler ile bağlantılı proteinlerden meydana gelen morfolojik birimlerin hepsidir.  

Kapsomerlerden oluşan ve nükleik asidi çevreleyen protein yapılara kapsit adı verilir. Kapsitler, nükleik asitleri dış etkenlerden korumada rol oynarlar.  Virüslere antijenik özellik kazandırırlar. Virüsün kompleks, kübik simetri veya sarmal simetri yapısından hangisine sahip olacağını belirler. Virüsün morfolojik yapısı kapsitler sayesinde belirlenmiş olur.

Virüslerin içerdiği yapısal proteinler virüslerin hücre reseptörlerine tutunmalarında rol oynar. Viral genomu korumada görevlidirler. Viral genomun konak hücreden konak hücreye güvenli olarak geçmesini sağlar ve viral partiküle şeklinin oluşmasında görevi bulunmaktadır. Virüslerde olan zarflarda matriks proteinleri ve glikoproteinler vardır. Virüslerde metabolik enzimler bulunmaz. Fakat bazı virüslerin viriyonlarında replikasyona yardımcı olan enzimler bulunur. Enzimlerin kodlanması viral genler tarafından gerçekleşir. Mikroskobik düzeyde kapsid ve bu sebeple virüsler kübik, küresel, çubuk gibi farklı şekillerde gözlemlenebilmektedir.

Virüslerde bulunan zarflar lipid hücre temellidir. Zarflar lipit ve protein yapısında bulunmaktadırlar. Zarftan dışarı doğru uzantı şeklinde olan glikoprotein yapısından olan peplomerleri bulunur. Virüsün genleri zarfın protein yapısını ortaya çıkarır. Zarflar virüslerin konak hücrelere yerleşmelerini sağlar ve penetrasyonda görevlidirler. Bazı virüslerde glikolize olmamış matriks proteinleri bulunur.

REFERANSLAR

Eren M.Ş.A., Tanaydın E.S., Arslanoğlu H., Çiftçi H., (2020). Adsorpsiyon ile Virüslerin Giderilmesine İlişkin Bir İnceleme, Politeknik Dergisi, 1 – 1.

https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/1465409 (Erişim Tarihi: 26.12.2022)

Uzunoğulları N., Gümüş M., (2017). Virüs Taksonomisinin Tarihsel Gelişimi ve Son Durumu, Bahçe Dergisi, 46 (2): 51–57.

https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/514139 (Erişim Tarihi: 26.12.2022)

Shirasaki, N., Matsushita, T., Matsui, Y., Murai, K., & Aochi, A., “Elimination of representative contaminant candidate list virüses, coxsackievirüs, echovirüs, hepatitis A virüs, and norovirüs, from water by coagulation processes”, Journal of hazardous materials, 326:110-119 (2017).

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28011355/ (Erişim Tarihi: 26.12.2022)