جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى الفيروس؟

تعريف 17.11 الأحياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 17 — مورثومات الخلايا والفيروسات

الفيروس مورثوم في غلاف بروتيني، هو القفيصة — ملفوفة أحيانًا في غشاء، هو الغلاف، مأخوذ من خلية مضيفة — لا يتكاثر إلا داخل خلية، مستعملًا ريبوزوماتها وطاقتها وطلائعها. ومورثومه قد يكون DNA أو RNA، مزدوج الخصلة أو مفردها، خطيًا أو حلقيًا، جزيئًا واحدًا أو عدة جزيئات: من 5 kb5\,\mathrm{kb} (بضع مورّثات) إلى 1.2 Mb1.2\,\mathrm{Mb} (ألف مورّثة، عند الفيروسات العملاقة). وخارج خلية لا يفعل الفيروس شيئًا: فهو ليس خلية، ولا يستقلب، وهو حي بمعنى واحد فقط هو أنه يحمل معلومة ويتطور. والعاثيات هي فيروسات البكتيريا.

عاثيات ملتصقة ببكتيريا: رؤوس متعددة السطوح تحمل DNA، وأذناب سيُحقن عبرها. وستطلق خلية واحدة مئة عاثية جديدة في غضون نصف ساعة.
عاثيات ملتصقة ببكتيريا: رؤوس متعددة السطوح تحمل DNA، وأذناب سيُحقن عبرها. وستطلق خلية واحدة مئة عاثية جديدة في غضون نصف ساعة.

أمثلة

مثال 17.13 (فيروسات مورثوماتها RNA)

تحمل الأنفلونزا ثماني قطع من RNA مفرد الخصلة وبوليميرازها الخاص لنسخها، إذ لا إنزيم في الخلايا ينسخ RNA؛ وبوليميرازها يخطئ خطأً واحدًا لكل 10 00010\,000 قاعدة والفيروس يتغير كل موسم. أما الفيروس القهقري (HIV) فيحمل RNA وناسخة عكسية تنسخه إلى DNA يُدخل في صبغي المضيف مثل عاثية كامنة — أي عدوى دائمة. والآليات، والاستجابة المناعية لها، من كتاب السنة الثالثة؛ وهي هنا تعلّم مدى ما يمكن أن يكونه مورثوم.

اقرأ في الفصل ←
تعريف 13.1 الأحياء الجامعية — السنة الثالثة · الفصل 13 — علم الفيروسات

الفيروس طفيلي داخل خلوي إجباري يتألف من جينوم من حمض نووي — DNA أو RNA، مفرد الطاق أو مزدوجه، خطي أو حلقي، جزيء واحد أو عدة — محزوم في قفيصة بروتينية، ويكون في حالات كثيرة ملفوفًا في غلاف مأخوذ من غشاء مضيف ومرصَّع ببروتينات سكرية فيروسية. والجسيم المعدي الكامل هو الفيريون، وقطره 20 ⁧إلى⁩ 300 nm20\text{ ⁧إلى⁩ }300\,\mathrm{nm} في معظمها (وتبلغ فيروسات عملاقة قليلة ميكرومترًا). وتُبنى القفيصات من نسخ كثيرة من بروتين أو بروتينات قليلة مرتبة بتناظر لولبي (كقضيب، كما في فيروس فسيفساء التبغ) أو بتناظر عشريني (أي غلاف من 60T60T وحدة، T=1,3,4,7,…T = 1, 3, 4, 7,\dots). وتصنيف بالتيمور يجمع الفيروسات بحسب الطريق من الجينوم إلى RNA الرسول: I، DNA مزدوج الطاق (الهربس، والجدري، والفيروس الغدي، ومعظم العاثيات)؛ II، DNA مفرد الطاق (الفيروس الصغير)؛ III، RNA مزدوج الطاق (الفيروس العجلي)؛ IV، RNA موجب الطاق، وهو نفسه رسول (شلل الأطفال، والتهاب الكبد C، و فيروسات كورونا)؛ V، RNA سالب الطاق، متمم للرسول (الإنفلونزا، والحصبة، والكلَب، والإيبولا)؛ VI، RNA يُنسخ عكسيًا إلى DNA (الفيروسات الرجعية، وHIV)؛ VII، DNA يتضاعف عبر وسيط RNA (التهاب الكبد B). وكل صنف عدا I يجب أن يجلب أو يشفّر إنزيمًا تخلو منه الخلية — بوليميراز RNA معتمدًا على RNA، أو ناسخة عكسية — وتلك الإنزيمات هي أهداف معظم الأدوية المضادة للفيروسات.

أمثلة

مثال 13.6 (HIV قبل المعادلات وبعدها)

حتى عام 1995 كانت سنوات الكمون السريري في خمج HIV — أي حمل فيروسي ثابت قدره 10410^{4}–10610^{6} نسخة في المليلتر وهبوط بطيء في الخلايا التائية — تُقرأ فيروسًا هادئًا. فأعطى هو وبيرلسون وزملاؤهما المرضى مثبط بروتياز وطابقوا هبوط الحمل الفيروسي على المبرهنة: فأعطى الطور السريع c≈3 d−1c \approx 3\,\mathrm{d}^{-1} (أي عمر نصف للفيريون قدره نحو ست ساعات)، وأعطى الطور البطيء δ≈0.5 d−1\delta \approx 0.5\,\mathrm{d}^{-1} (فتعيش الخلية المخموجة نحو يوم ونصف). و الحمل الثابت البالغ 10510^{5} في المليلتر في 15 L15\,\mathrm{L} من سوائل الجسم، المصفّى بمعدل cc، يقتضي إذن إنتاج نحو 101010^{10} فيريون في اليوم، كل يوم، سنين: فالفترة “الكامنة” حالة مستقرة محمومة من الخمج والموت، ومخزون الخلايا التائية يُستبدل يوميًا حتى يخفق. ويتبع حساب الطفرات في القسم التالي فورًا، ومعه سبب إخفاق الأدوية المفردة ونجاح الثلاثة.

مثال 13.9 (لماذا احتاج HIV إلى ثلاثة أدوية)

تخطئ ناسخة HIV العكسية نحو مرة في 10510^{5} نوكليوتيد، فيحمل كل جينوم من 9700 nt9700\,\mathrm{nt} يُنسخ نحو 0.10.1 طفرة، و 101010^{10} جينوم جديد في اليوم تحمل 10910^{9} طفرة بينها: فكل واحدة من الطفرات النقطية المفردة الممكنة البالغة 3×9700≈30 0003\times 9700 \approx 30\,000 تنشأ مرات كثيرة كل يوم، قبل إعطاء أي دواء. و الدواء الذي تهزمه طفرة واحدة — كما تهزم طفرة واحدة معظم مثبطات الناسخة العكسية والبروتياز — يُهزم إذن في أسابيع، وهو ما حدث لدواء AZT عام 1987. أما الطفرتان المستقلتان فتنشآن معًا بمعدل 10−1010^{-10} لكل جينوم، أي نحو مرة في اليوم؛ والثلاث عند 10−1510^{-15}، أي مرة في ألف يوم — والمريض على ثلاثة أدوية هبط حمله ألف ضعف ينتج 10710^{7} جينوم في اليوم، فلا يظهر الطافر الثلاثي قط. وذلك، مع برهان المبرهنة على أن الفيروس كان يتضاعف بأقصى سرعته، جعل المعالجة التوليفية منذ عام 1996 العلاجَ الذي حوّل الإيدز إلى حالة مزمنة.

اقرأ في الفصل ←

مصطلحات ذات صلة