ساختار شیمیایی ویروسها از اسید نوکلئیک که به توسط پوششی از جنس پروتئین (Protein) پوشیده شده، تشکیل شده است. پوشش پروتئینی را کپسید (Capsid) گویند. کپسید از واحدهای کپسومر تشکیل شده است.
ویروس ها در مرحله اول معمولاً بر اساس نوع مواد ژنتیکی که دارند (RNA یا DNA ) تقسیم بندی می شوند در مرحله بعد براساس مشخصات ساختاری پروتئین های پوششی سطح (caspid)مانند نوع یا تقارن، وجود یا عدم وجود پوشش، تعداد زیر واحدهای مجزا پروتئنی در کسپید(capsomeres)و سایز عمومی دسته بندی می شوند.
ویروس های همچنین می توانند بر اساس میزبان خود ( حیوان، گیاه و یا باکتری ) تقسیم بندی شوند.
(شکل 1 و 2 )
شکل 1
شکل 2
ویروس ها انگل های اجباری هستند خارج از سلول میزبان آنها مولکول های ساکن و مرده هستند هنگامی که ماده ژنتیکی آن وارد سلول میزبان شود می تواند متابولیسم سلول میزبان را به دست گرفته و چند نسخه از خود را همانند سازی کند. دلیل سوم برای استفاده باکتره ها و ویروس ها در مطالعات ژنتیکی کاربرد راحت آن ها است. میلیون ها باکتری را می توان در یک محیط مطالعات کشت مورد استفاده قرار داد که در مقایسه به همان تعداد موجود پروکاریوت مانند مگس میوه به زحمت بسیار کمتری احتیاج دارد ( برخی یوکاریوتها مانند مخمر یا Neurosporaنیز می تواننند با روش های مطالعه پروکاریوت ها مورد مطالعه قرار گیرند ) بحث بعدی به تعمیم تکنیک هایی که در فصل قبل معرفی شد می پردازد این تکنیک ها در مطالعات باکتریایی یا ویروسی به کار می روند.
---
!ویریون آنفولانزا:
عامل آنفولانزا حیوانی (the flu)یک ویریون است که بسیار پیچیده تر از فاژ می باشد قطر این ویریون تقریباً 100 نانومتر می باشد و با دو نوع spikeپوشیده شده است.
شکل 3
شکل 4
spikeنوع H که موجب تجمع گلبول ها قرمز می شود توانایی اتصال به میزبان را به ویرون می دهد نوع دیگر N_Spikeمی باشد به خاطر اینکه همان آنزیم neuraminidaseمی باشد به این نام خوانده می شود این آنزیم به ویریون امکان خارج شدن از سلول میزبان را می دهد.
در درجه اول ایمنی نسبت H_Spikeفرد را در برابر همان گونه آنفولانزا محافظت می کند اپیدمی های گسترده آنفولانزا انسانی که هر چند سال رخ می دهد نتیجه یک تغییر عمده در ساختار H_Spike می باشد که منجر به تشکیل یک گونه جدید می گردد. این تغییرات در H_Spike احتمالاً ناشی از نوترکیبی با انواع حیوانی ویرون می باشد.
H_spike و N_spike در یک غشا لیپیدی دو لایه که با یک پوشش زمینه پروتئینی محافظت می شود قرار گرفته است این غشاء دو لایه از همان غشا سلول میزبان نشأت گرفته است درون ویریون هشت RNAتک رشته ای وجود دارد هر RNAقابلیت هدایت سنتز یک یا دو پروتئین از سیزده پروتئین شناخته شده که توسط ویریون تولید می شود را دارد.توالی دقیق اتفاقاتی که در طی سرایت ویروس کاملاً شناخته شده نیست. هر چند بیشتر آن با توجه به پیچیدگی ویریون شناخته شده است. همه RNAهای آن توالی یابی شده و ساختمان سه بعدی مهمترین پروتئین های آن تعیین شده است با این وجود هنوز سوالات زیادی با توجه به عملکرد این ویروس باقی می ماند.قبل از سال 1950 اطلاعات موجود درباره ساختار ویروسها ، بسیار ناچیز بود. با توسعه فنون مختلف مانند استفاده از میکروسکوپ الکترونی و روش شکست پرتو ایکس به تدریج شکل و ساختار ویروسها بیشتر مورد مطالعه قرار گرفت. ویروسها دارای ساخت هندسی منظم هستند، نظم و ترتیب قرار گرفتن کپسومرها ، شکل کلی پیکر ویروس را تعیین می‌کند که برای هر ویروس خاص ، ثابت است.
پروتئین‌های ویروسی
پروتئین‌های ساختمانی ویروسها دارای اعمال متعددی هستند. عمل اصلی آنها تسهیل انتقال اسید نوکلئیک از یک سلول میزبان به سلول دیگر است. حفاظت از ژنوم ویروس در برابر نوکلئازها ، کمک به اتصال ویروسها به سلولهای حساس و ایجاد تقارن در ذره ویروسی نیز از جمله وظایف دیگر این پروتئین‌هاست. پروتئین‌ها خصوصیات آنتی ژنی ویروس را تعیین می‌کنند.
پاسخ ایمنی میزبان بر ضد شاخصهای آنتی ژنی پروتئین‌ها یا گلیکوپروتئین‌های واقع در سطح ویروس صورت می‌گیرد. برخی از پروتئین‌های سطح ویروس دارای فعالیت ویژه‌ای هستند. به عنوان مثال هماگلوتینین موجود در سطح ویروس آنفلوآنزا موجب آگلوتیناسیون گلبولهای قرمز می‌شود. یکی از مطالعاتی که بر روی پروتئین ویروسها انجام می‌گیرد، تعیین ردیف اسیدهای آمینه در آنهاست. نخستین ویروسی که ردیف اسیدهای آمینه در پروتئین آن تعیین شد، ویروس موزائیک توتون (TMV) بود. پروتئین این ویروس از زنجیری با 158 اسید آمینه تشکیل شده است.
اسید نوکلئیک ویروس
ویروسها تنها دارای یک نوع اسید نوکلئیک DNA یا RNA هستند که اطلاعات ژنتیکی لازم جهت تکثیر ویروسها را رمز گذاری می‌کند. ژنوم ویروسی ممکن است دارای زنجیره منفرد یا مضاعف حلقوی یا خطی ، قطعه قطعه یا یکپارچه باشد. نوع اسید نوکلئیک ، نوع زنجیره ژنومی و اندازه ویروسها از جمله خصوصیات مهمی هستند که در طبقه بندی ویروسها بکار می‌روند. نسبت اسید نوکلئک به پروتئین غلاف ویروس از یک درصد در ویروس آنفلوانزا تا 50 درصد در برخی از باکتریوفاژها متغیر است.
مقدار کل اسید نوکلئیک از چند هزار نوکلئوتید تا نوکلئوتید متغیر است. یکی از خصوصیات که در شناسایی اسیدهای نوکلئیک ویروسی کاربرد دارد، استفاده از محتوی گوانین و سیتوزین (G+C) است. DNA ویروسهای مختلف را می‌توان به کمک آندونوکلئازهای محدود کننده مورد بررسی و مقایسه قرار دارد. با استفاده از این آنزیم‌ها ، DNA ویروسهای مختلف دارای طرح برشی ویژه‌ای خواهند بود.
کپسید ویروس ها
اسید نوکلئیک ویروس بوسیله غلاف پروتئینی به نام کپسید احاطه شده است. کپسید ویروسی که معماری آن سرانجام بوسیله اسید نوکلئیک ویروس تعیین می‌گردد، بخش عمده ویروس را بویژه در ویروسهای کوچک شامل می‌شود. هر کپسید از واحدهای کوچک پروتئین به نام کپسومر ساخته شده است. در برخی ویروسها ، پروتئین سازنده کپسول از یک نوع و در عده‌ای دیگر از چند نوع پروتئین ساخته شده است. تک تک کپسومرها را می‌توان در عکس میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد. کپسومرها به طرق مختلف اختصاصی قرار می گیرند. در عده‌ای از ویروسها ، کپسید بوسیله پوششی که معمولا ترکیبی از لیپیدها ، پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌هاست، پوشیده شده است.
پوشش لیپیدی ویروس ها
تعدادی از ویروس ها ، پوششی از جنس چربی در ساختمان خود دارند. این پوشش در هنگام جوانه زدن نوکلئوکپسید ویروسی از غشا سلول میزبان بدست می‌آید. جوانه زدن تنها در نقاطی از غشا رخ می‌دهد که پروتئین‌های اختصاصی ویروس قبلا در آن نقاط آرایش یافته‌اند، نحوه جوانه زدن ویروسهای مختلف به روش تکثیر ویروس بستگی دارد. ویروس های پوشش دار در برابر اتر و سایر حلالهای آلی حساس هستند. این امر نشان می‌دهد که از دست دادن پوشش لیپیدی منجر به از بین رفتن عفونت‌زایی ویروس می‌شود. در حالیکه ویروسهای فاقد پوشش معمولا در برابر اتر مقاوم هستند.