Virüsler, normal şartlarda hayat belirtisi göstermeyen, yalnızca başka bir canlı hücre içerisinde çoğalabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleridir. 27-3000 nanometre büyüklüğe sahip olabilirler ve bu büyüklükleri sebebiyle görüntülemek için genellikle elektron mikroskobuna ihtiyaç duyulur. İnsan patojeni olan virüsler is 18-300 nanometre arasında bir büyüklüğe sahiptir. Virüsler ilk olarak 1892 yılında Rus biyolog Dmitri Ivanovsky’nin yayınladığı makaleyle fark edilmiş ve 1898 yılında Hollandalı mikrobiyolog Martinus Beijerinck’in çalışmalarıyla “çözünür canlı mikroplar” olarak tanımlandı. O günden bu yana 5000 kadar virüs türü tanımlanmıştır ve milyonlarca türün de tanımlanmayı beklediği tahmin tahmin edilmektedir.
Virüsler canlı bir hücrenin dışındayken canlıların ortak özellikleri olan üreme, solunum, hücresel yapı, enerji üretme, protein sentezleme, hareket etme gibi hiçbir özelliği göstermezler. Bu özellikleri nedeniyle canlı olup olmadıkları tartışma konusudur. Üremeleri için uygun bir canlı hücreye girdiklerinde sayılarını arttırır ve genellikle o hücreyi terk ederler. Üremek için bakteri, arke veya ökaryot bir hücreyi kullanabilirler. Bu özellikleri nedeniyle zorunlu hücre içi parazit olarak adlandırılırlar. Yapısal olarak DNA veya RNA’dan meydana gelen bir genetik materyal ve bu genetik materyali çevreleyen kapsid adındaki protein kılıftan oluşurlar. Hücre zarı, sitoplazma ve organellerden tamamen yoksundurlar. Bazı türlerinde kapsid üzerinde zarf adı verilen ekstra bir katman da bulunabilir. Virüsün tüm elemanlarını içeren tek bir virüs partikülü virion olarak adlandırılır.
Virüsler insanda meydana gelen tüm enfeksiyon hastalıklarının %60’ından sorumludur. Farklı tür ve yapıdaki virüsler sinir sistemi, solunum sistemi gibi vücuttaki özel bazı organ ve sistemlerde çoğalıp tahribat oluşturabileceği gibi sistemik olarak da etki gösterebilirler. Basit bir uçuktan vücut homeostazının tamamen bozulmasına, üst solunum yolu enfeksiyonlarından bağışıklık sisteminin tamamen çökmesine kadar çok geniş bir yelpazede geri dönüşümlü veya dönüşümsüz patoloji oluşturabilirler. Hızlı şekilde çoğalıp yayılmaları ve yine çok hızlı şekilde mutasyona uğramaları sebebiyle virüslere karşı tedavi geliştirilmesi zordur.
Virüslerin Yapısı
Kapsid
Virüsün sahip olduğu genetik materyali çevreleyen ve konak hücreye bağlanmayı sağlayan simetrik yapıdaki koruyucu protein kılıf kapsid olarak adlandırılır. Kapsid virüs ağırlığının yarısını oluşturur ve kapsidi oluşturan her bir protein birime kapsomer adı verilir. Kapsidler tek veya birkaç çeşit kapsomerden oluşabilir. Kapsidler ikozahedral veya helikal olmak üzereiki farklı görünüme sahip olabilir. İkozahedral kapsid yapısı bir düzgün çokgeni andırırken helikal kapsid yapısı çubuk veya silindir görünümünü oluşturur. Genetik materyal ve kapsidin oluşturduğu yapı nükleokapsid olarak da adlandırılır.
Genetik Materyal
Virüsler genetik materyal olarak DNA ya da RNA’dan birini bulundurabilirler. Her virüs farklı bir nükleotid dizilimine ve kompozisyonuna sahiptir. DNA virüsleri tek veya çift sarmallı, doğrusal veya halkasal DNA’ya sahip olabilirler. Konak hücrenin nükleusunda replike olurlar. RNA virüslerinde RNA pozitif veya negatif polariteye sahip olabilir. RNA virüsleri DNA virüslerinden farklı olarak konak hücrenin sitoplazmasında replike olurlar. Virüs genomları sahip oldukları özellikler göz önünde bulundurularak dsDNA, ssDNA, dsRNA, (+)ssRNA, (-)ssRNA olmak üzere 5 farklı sınıfa ayrılabilir. Virüslerin replikasyonu genetik materyalin ait olduğu sınıfa göre farklılıklar gösterir.
Zarf
Virüslerde protein kılıfın üzerinde yer alan, lipid ve proteinlerden oluşan ekstra membran tabakasına zarf adı verilir. Zarf bazı virüslerde bulunur ve virüste bulunup bulunmamasına bağlı olarak virüsler arasında dayanıklılık bakımından birtakım farklar meydana getirir. Zarflı virüsler ısı, kuruluk ve asite duyarlıyken zarfsız olanlar bu etkilere karşı dirençlidir. Sonuç olarak zarflı virüsler geçiş sırasında nemli ortama ihtiyaç duyar ve gastrointestinal sistemde yaşayamazlar. Zarfsız virüsler ise kuru ortamda enfektivitelerini koruyabilir ve gastrointestinal sistemde yaşayabilirler.
Viral Proteinler
Virionun yapısında bulunan proteinler yapısal proteinler olarak adlandırılır. Bu proteinler virüs genomunu koruma, konak hücreye füzyon ve konağa tutunma gibi görevleri üstlenirler. Bazı proteinler ise virionun yapısına katılmadan taşınır. Yapısal olmayan bu proteinler nükleik asit replikasyonu, transkripsyon, konakta immun yanıt başlatma gibi süreçlerde rol alırlar.
Virüslerin Üremesi
Olgun bir virüs partikülünden enfektif yavru virüslerin oluşması virüslerin replikasyonu olarak adlandırılır. Replikasyon işlemi 6 temel aşamada tamamlanır.
❶ Tanıma ve Bağlanma: Virüsler üremek için uygun konak hücreye ihtiyaç duyarlar (bakteriyofaj bakteriyi enfekte eder). Uygun hücreyle karşılaşan virüs hücreyi tanıyıp viral bağlanma proteinleri ile hücre reseptörleri arasında bağlantı kurarak konağa bağlanır.
❷ Hücreya giriş: Konağa tutunmanın sonrasında virüs kendisine uygun yöntemi kullanarak hücre içerisine girer. Zarfsız virüsler endositoz ile zarflı virüsler ise füzyon ile hücre içerisine girer.
❸ Nükleik asit serbestleşmesi: Hücre içerisine giren virüsün kapsidi konağın stoplazmasındaki proteolitik enzimlerce parçalanır ve nükleik asit sitoplazmada serbestleşir.
❹ Sentez: Genetik materyalin serbestleşmesinin ardından sentez dönemi başlar. Virüs kendisini çoğaltmak için ihtiyaç duyduğu protein ve nükleik asitleri konak hücrenin kaynaklarını kullanarak sentezler. Sentezin gerçekleşme şekli virüsün sahip olduğu genetik materyalin yapısına göre değişir. Genellikle DNA virüsleri konağın nükleusunda, RNA virüsleri ise sitoplazmasında replike olur.
❺ Toparlanma: Sentez işleminin tamamlanmasının ardından üretilen kapsid ve genetik materyaller bir araya gelerek nükleokapsid yapısını oluşturur.
❻ Salınım: Hücre içerisinde olgunlaşan virüsler hücreden ayrılır. Bu ayrılma zarflı virüslerde hücre membranından dışarıya doğru tomurcuklanma ile zarfsız virüslerde ise sitoplazma membranını parçalayarak gerçekleşir.
Virüslerin Sınıflandırılması
Virüslerin sınıflandırılması pek çok faktör göz önünde bulundurularak yapılabilir. Virüsler kapsidin yapısına göre ikozahedral, heliks veya kompleks olarak sınıflandırılabilir. Şekillerine göre küresel veya çubuk benzeri virüsler bulunur. Taşıdıkları genom çeşitlerine göre DNA veya RNA virüsleri vardır. Patolojik virüsler hastalıklara göre, bulaşma yollarına göre veya etkilediği organ veya dokuya göre sınıflandırılabilirler.