Virusların incelenmesinin önemi Virusların incelenmesinin önemi

(1)

Virusların incelenmesinin önemi Virusların incelenmesinin önemi

Neden inceliyoruz?

•Viruslar her yerdedir: Hava, toprak, okyanuslar, nehirler, akarsular, göletler.

•Yaşamın gerçekleştiği her yerde bulunurlar ve her canlının kendisine bulaşan bir virusu olduğu

düşünülmektedir.

Peki orada kaç tür virus vardır?

•Canlı organizmaları enfekte eden yaklaşık 3000

belgelenmiş virus türü vardır, ancak bu türler içinde binlerce farklı suş ve izolat ve keşfedilmeye devam eden daha binlercesi vardır.

(2)

• Enfeksiyöz (bulaşıcı) bir virus partikülüne viryon denir.

• Bir hücre bir virusla enfekte edildiğinde, bu enfeksiyöz partiküllerden

milyonlarcasını oluşturulur ve bunlar

hücreden salınarak diğer hücreleri

enfekte ederler

(3)

Viryonların sayısını, çevremizde bolca bulunan diğer şeylerle karşılaştırırsak

• Tahmini olarak, dünyada 10

¹⁸

kum tanesi ve evrende 10

²³

yıldız vardır.

• Evrendeki yıldızların sayısını 100 milyon kez çarparsanız, dünyadaki enfeksiyöz virus

partiküllerinin sayısı olurdu.

• Tahmini olarak, toplam 10

³¹

viryon ile,

gezegenimizdeki en bol biyolojik varlık viruslardır.

• Bakterilerin de bolca ve her yerde olduğunu biliyoruz, fakat dünyada bakterilerden 10 kat daha fazla viryon var!

• Sürekli etrafımızda olan virusları anlamaya

çalışmamız çok önemlidir.

(4)

• Tüm canlı organizmaların viruslarla ilişkileri vardır

• Viruslar dünyada yaşamın başlangıcından beri var olmuşlardır

• Dolayısıyla insanlar var olduğundan beri mevcutturlar ve tarihin gidişatını

şekillendirmişlerdir

• Viruslarla ilgilenmemizin en önemli nedenlerden

biri, hastalıklara neden olmalarıdır

(5)

• Nezle kadar basit ya da kanser kadar kompleks durumlara neden olurlar

• Aynı zamanda, epidemiye yol açabilirler

• Dünyanın en kötü salgın hastalıklarından bazılarına viruslar neden olmaktadır

• Poliovirusun etkileri binlerce yıllık tarih

boyunca kaydedilmiştir, ancak kentlerin

büyümesi ve şehirleşmesi, virus salgınını

tetikleyen koşulları sağlamıştır

(6)

• Virusla ilgili ilk çalışmaların güçlüğü, araştırıcıların neyi aradıklarını

bilmemeleriydi.

• İnsanoğlu etkeninin ne olduğunu

bilmediği bu hastalıklarla nasıl başa çıkacağının yollarını aradı.

• Edward Jenner İnek çiçeği aşısı ⁽¹⁷⁹⁶⁾

• Louis Pasteur Kuduz aşısı ⁽¹⁸⁸⁵⁾

(7)

Viruslar canlı mı?

• Viroloji, virusların nasıl çoğaldıklarının ve hastalıklara nasıl yol açtıklarının

incelenmesidir.

• Virolojinin, yaşamın incelemesi olan, biyolojinin bir alt kümesi olması tuhaf görünebilir; çünkü viruslar canlı

sayılmazlar.

• Bununla birlikte, dünya üzerindeki

yaşam ağına karmaşık bir şekilde

bağlıdırlar.

(8)

• Virusların niçin canlı sayılmadığını anlamak için, canlıların özelliklerini gözden geçirmeliyiz.

Bir organizmanın canlı kabul edilmesi için karşılaması gereken kriterler:

1-Bir genom veya genetik materyalinin olması gerekir.

2-Metabolik faaliyetlerde bulunabilmelidir, bu da enerji ve hammaddeleri elde edebilmesi ve kullanabilmesi

anlamına gelir.

3-Çoğalma ve büyüme yeteneğine sahip olmak zorundadır.

4-Homeostazı korumak için dış ortamdaki değişiklikleri telafi edebilmelidir.

5-Canlı organizma toplulukları gelişim yoluyla da kendi çevrelerine adapte olabilirler.

(9)

Viruslar bu özelliklerin bazılarını paylaşır.

•Biraz farklı da olsa, her virusun genetik materyali ya da genomu vardır. Ancak, yalnızca DNA genomlarına sahip canlı organizmalardan farklı olarak, viruslar

DNA veya RNA'dan oluşan genomlara sahip olabilir.

•Birçok virusun, virusun gelişmesine yol açan yüksek olgunlaşma hızları da vardır. Örneğin, HIV'li bir kişi bir antiviral ilaçla tedavi edilirse, virus hızla artık ilaçtan etkilenmeyen bir suşa dönüşebilir.

•Bununla birlikte, viruslar bir hücre dışında iken metabolik reaksiyonları gerçekleştiremezler.

•Onlar kendi enerjilerini üretme kabiliyetine sahip olmayan inert (etkinlik göstermeyen) partiküllerdir.

(10)

• Viruslar yeni virus partiküllerini sentezlemek için

hücrelere girer ve hücrelerin enerjisini ve ekipmanlarını kullanırlar.

Bu, bizi canlıların bir sonraki özelliğine götürür: Bağımsız olarak çoğalma yeteneği.

• Bir hücre çoğalmak için, DNA'sının bir kopyasını yapar, boyutları büyür ve DNA ve hücre ikiye bölünür. Bu,

prokaryotlarda ikiye bölünme ve ökaryotlarda mitoz olarak bilinir.

• Viruslar bu şekilde çoğalmazlar.

• Virus replikasyon (çoğaltma) döngüsü, bir üretim

fabrikasının (hücrenin) yeni bir ürünün tamamen sıfırdan nasıl üretileceği yönergeleriyle, bir paketi (virüs) alması ve üretimden sonra başka yerlere göndermesine benzer işlev gösterir

(11)

• Canlı organizmalar, homeostazı

korumak için internal yükselmeleri ve düşmeleri düzenleyen mekanizmalara sahiptir.

• Ancak viruslar bunu yapmamaktadır.

İnert partiküller olarak, dış

ortamlarındaki değişiklikleri kompanse

edemezler.

(12)

• Canlı olmasalar da, viruslar hala canlı organizmalarla pek çok benzerliği

paylaşırlar.

• Nükleik asitler veya amino asitler gibi aynı biyolojik maddelerden oluşurlar ve

proteinleri canlı organizmalarla aynı şekilde ribozomlarla okunur.

• Viruslar hücrenin içinde inert değildir:

hücrenin enerjisini, hammaddelerini ve

organellerini kullanıyor olsalar da, nükleik

asit genomları, yeni infeksiyöz viryonları

meydana getirme talimatlarını kodlarlar.

(13)

Virusların kaynağı Virusların kaynağı

• Virusların nasıl ortaya çıktığı sorusu, zor ve tartışılan bir konudur.

• Genel olarak, virusların yaşamın başladığı zamanlarda ortaya çıktığı kabul edilmektedir.

• Yaşam var olduğu sürece viruslar mevcuttu.

• Yaşamın başlamasından önce de var mıydılar?

• Yaklaşık 3,5 milyar yıl önce yaşam ortaya çıktığı zaman dünya çok farklı bir çevreydi ve o dönemin kanıtlarını ortaya çıkarmak zorlu bir meydan okumadır.

(14)

• Bilim adamları, virusların zaman içinde nasıl

geliştiğini açıklamaya yardımcı olan mevcut veya

geçmişteki biyolojik işlemleri ortaya çıkarmaktadır.

• Şu an sahip olduğumuz kanıtlara dayanarak,

virusların nasıl ortaya çıktığı konusunda üç hipotez vardır:

1-Presellüler hipotez (veya "ilk virus "

hipotezi)

2-Kaçış hipotezi

3-Regresif hipotez

(15)

Virusların keşfi Virusların keşfi

• 1879’da Alman kimyager Adolf Mayer’den Hollanda’da tütün bitkilerine etki eden bir hastalığı araştırması istendi. Yaprakların üstünde meydana gelen açıklı koyulu

benekler sebebiyle bu hastalığa «tütün

mozayik hastalığı» adını verdi ve bugün bu

hastalık için aynı adı kullanılmaktadır.

(16)

• Mayer hasta bitkiden sağlıklı bitkiye yaprak özsuyunu aktardığında hastalığın da

aktarıldığını fark etti.

• Enfekte olmuş yaprak özsuyunu mikroskop altında incelediğinde herhangi bir

mikroorganizma görmedi, fakat yine de

enfeksiyona sebep olan organizmanın bakteri olduğunu söyledi.

• Herhangi bir mikroorganizma kültüre edemeyerek Koch’un postulatını

sağlayamadığında Mayer, enfekte varlığın

çoğalması için hücrelere ihtiyaç duyduğunu

düşünemedi.

(17)

• Mayer'in çalışmalarının yayınlanmasından kısa bir süre sonra, Rus botanikçi Dmitri Ivanovsky, tütün mozaik hastalığındaki infeksiyöz ajanın,

Chamberland filtresi ile filtre edilebileceğini

bildiren bir raporu St. Petersburg'daki Bilimler Akademisinde sundu.

• Charles Chamberland 1884 yılında sırsız

porselenden yapılmış bir sterilizasyon filtresi yarattı.

• Porselendeki gözenekler suyun filtrenin içinden geçmesine izin verecek boyuttaydı, ancak

bakteriler için yeterince büyük olmadığından, bakteriler filtre üzerinde takılıp kalıyordu.

• Bu şekilde, bir solüsyon, filtreden geçirilerek steril hale getirilebiliyordu.

(18)

• Ivanovsky infeksiyöz tütün bitkisi özsuyunu bu Chamberland filtresinden süzdüğünde sıvı

infektivitesini kaybetmedi.

• Böylece Ivanovsky infeksiyöz ajanın bir bakteriden daha küçük olduğunu anladı.

• Bu ajanı yeni bir biyolojik varlık olarak

sınıflandırmakta kararsızdı, bunun yerine olayı

filtreden geçmek için yeterince küçük olan bakteriyel toksinlere atfetti. Ayrıca filtrenin kusurlu

olabileceğinden de bahsetti

(19)

• Hollandalı bir mikrobiyolog olan

Martinus Beijerinck de, Hollanda'da tütün mozaik hastalığı üzerinde

çalışıyordu

• O da Ivanovsky gibi, tütün bitki özündeki infeksiyöz ajanın,

Chamberland filtresinden geçirildikten

sonra infektivitesini koruduğunu fark

etti.

(20)

• Bununla birlikte, Beijerinck bu gözlemi bir adım daha ileri götürdü, canlı,

bölünen bitki dokusunun, infeksiyöz ajanın çoğalmasının tek yolu olduğu sonucuna vardı.

• Bu, Mayer ve İvanovsky'nin infeksiyöz organizmayı kültüre edememelerini

açıklıyordu çünkü onlar hücresiz kültür

vasatı kullanarak süzülmüş bitki sularını

kültüre etmeye uğraşmışlardı.

(21)

• Beijerinck, 1898 yılındaki yayınında,

enfeksiyona mikropların değil, bulaşıcı canlı sıvı anlamına gelen bir kontagium vivum fludium'un neden olduğunu açıkladı.

• Pasteur'un bakterilere atıfta bulunmak üzere ürettiği, mikrop kelimesi ile ayırt etmek için ajandan virüs diye bahsetti.

• Beijerinck bu yeni, enfeksiyöz varlığı

tanımlamak için bu kelimeyi kullanan ilk kişi oldu.

• "Virus" sözcüğü Latince "zehir" anlamına

gelmektedir.

(22)

Mayer, İvanovski ve Beijerinck Mayer, İvanovski ve Beijerinck

• Mayer, enfeksiyöz özsuyun yeni bir bitkiye

nakledildiğinde hastalığa neden olabileceği yönündeki önemli gözlemleri yaptı.

• Ivanovsky enfeksiyöz ajanın Chamberland filtresinden filtre edilebileceğini ve böylece onun bakterilerden

farklı olduğunu gösterildi.

• Beijerinck, enfeksiyöz özsuda yeni bir biyolojik

varlığın bulunduğunu söyleyerek ilk sıçramayı yapan kişi oldu.

• Bu virüs şimdi tütün mozaik virusu olarak bilinir.

(23)

• 1898'de Friedrich Loeffler ve Paul Frosch, ayak ve ağız hastalığına neden olan patojenin Chamberland filtresi ile filtrelenebildiğini

keşfettiler.

• Böylece ilk bitki virusunun keşfiyle aynı

zamanda ilk hayvan virusu da keşfedilmiş oldu.

• Ayrıca, ajanın Chamberland filtresinden çok daha küçük gözeneklere sahip bir Kitasato filtresi ile filtrelenemez olduğunu ve böylece Beijerinck'in "bulaşıcı canlı sıvı" açıklamasında tarif edildiği gibi virüsün bir sıvı olmadığını da saptadılar.

• Çok küçük, katı bir partiküldü.

(24)

• Böylece, 1898 yılına gelindiğinde, canlı hücrelerde çoğalan ve hastalığa neden olan yeni bir enfeksiyöz ajan

keşfedilmiş oldu.

• Bu viruslar Chamberland filtresi ile

filtrelenebiliyordu ve ışık mikroskopları

ile görülmeyecek kadar küçüktü.

(25)

• İlk insan virusu olan sarı ateş virusu, 1900 yılında doktor Walter Reed'in başında olduğu ABD ordusu Sarı Ateş Komisyonu tarafından keşfedildi ve

sivrisinekler vasıtasıyla bulaştığı bulundu.

• Komisyon, tropik iklimlerde daha yaygın olan, ancak çeşitli ABD şehirlerinde yüzlerce yıldır yıkıcı

salgınlara neden olan sarı ateşin nedenini açıklamak için Küba'da çalışıyordu.

(26)