Virüslerin Yapısı ve Çoğalması

Virüslerin yapısı

Genellikle protein bir kılıf ve nükleik asitten oluşan bir özden meydana gelmiştir. Protein kılıf ya da kapsit bakteriyofaj yani bakterileri enfekte edebilen T4 virüsünde olduğu gibi kuyruk ve parmaksı uzantıları ile karmaşık bir yapıda ya da basit polihedron ya da çubuk biçiminde (aslında protein moleküllerinin oluşturduğu bir sarmal olabilir. Pek çok hayvan virüsü, bazı bitki virüsleri ve çok az bakteriyofajın kapsidinin etrafı bir zarf yapısı ile çevrelenmiştir; bazen bu zarf virüsün içinde bulunduğu konak hücrenin plazma zarından ya da bazen de konak hücrenin sitoplazmasından oluşur, her iki halde de türe özgü proteinler içerir. Kapsit ve zarf proteinlerine ek olarak bazı virüsler (kısmen retrovirüsler) sınırlı sayıda enzimlere sahiptirler.

Virüsün cinsine bağlı olarak nükleik asit, 3500-600.000 arasında nükleotit (Bazı virüslerde daha az sayıda nükleotit vardır; bu virüsler konak hücre başka bir yardımcı virüs tarafından enfekte edilirse çoğalabilirler) içeren tek bir molekül halindedir(Grip virüsü gibi bazılarında nükleik asit 6-8 parçalıdır, HIV [AIDS virüsu] ise kromozomun iki kopyasını taşır). Eğer bir genin ortalama boyu 1000 nükleotit olarak kabul edilirse, bu durumda bir virüsteki toplam gen sayısı beş ila yüzlerce arasında değişebilir.

Virüsler nükleik asitleri bakımından büyük çeşitlilik gösterirler. Bazılarında DNA çift iplikçikli iken diğerlerinde tek iplikçiklidir. Bazılarında DNA doğrusal, bazılarında halkasal yapıdadır. Pek çok virüs tüm diğer hücresel organizmalardan RNA gerilerine sahip olmalarıyla ayrılır. Pek çok durumda RNA tek-iplikçiklidir ancak bazı çift iplikçikli RNA virüslerinin varlığı saptanmıştır.

Virüslerin çoğalması

Virüsler multienzim sistemlerine sahip olmamaları, ATP üretmemeleri ve sentez için gerekli ham maddeleri olmamaları nedeniyle pek çok organizmanın yaptığı biçimde çoğalamazlar.

Yeni virüslerin oluşmasını sağlayan etmen virüsün kendisi değil; ama onun verdiği bilgiler doğrultusunda çalışan konak hücredir. Bu nedenle virüsler yapay besiyerlerinde çoğalamazlar, bunun için canlı hücreye gereksinimleri vardır. Pek çok ilaç şirketi ve araştırma laboratuvarlarında virüsler sıklıkla bakteriler içinde, döllenmiş tavuk yumurtalarında ya da doku kültürlerinde üretilirler.

Yeni bir virüs oluşturmak için konak hücrenin kimyasal yapısı kullanılır; bunlar hücreyi tomurcuklanma şeklinde ya da hep birlikte patlatarak terk ederler. Diğerleri kendi genetik materyallerini konağın kromozomuna entegre ederler ya da yeni soylar oluştururlar ya da uyuşuk halde birşeylerin kendilerini aktive etmelerini beklerler. Retrovirüslerde ise RNA genomu DNAhaline ters transkriptaz ile kopyalanır; konak genomuyla birleşen işte bu DNA versiyonudur.

Faj kuyruk fibrilleri ile bakteri hücre duvarına tutunur; protein kılıfı dışarıda kalırken nükleik asidi konağa enjekte edilir. Bu enjeksiyon için gerekli enerji fajın kuyruğunda bulunan yaklaşık 140 ATP molekülünün (hepsi 140 Ca++ iyonu) hidrolizinden sağlanmaktadır. Bu sırada bakteri hücresinde faj DNA’sı yeni viral DNA ve proteinin sentezi için gerekli genetik bilgiyi sağlamaktadır.

Bu sentezlenen proteinler yalnızca viral kapsitlerin değil, aynı zamanda viral içeriklerin sentez ve devamına yardım edecek enzimlerin de yapımı için kullanılmaktadır. Bu arada yeni viral nükleik asit ve proteinlerin oluşumundan sonra bunlar yeni bakteriyofajlar haline gelirler ve faj indükleyen enzimleri bakteri hücre duvarına saldırarak lizize uğratırlar.

Basit virüsler birleştirici enzimlerle ilgilenmez. Bunun yerine bir ya da iki tip kılıf proteini kullanırlar, bu proteinler viral genomun etrafında kristalize olurlar. Bu kendi-düzenlenme olayı tütün mozaik virüsünde saptanmıştır, bu virüsün 2130 eş protein altbirimi RNA molekülü boyunca sarmal şekilde dizilirler. (Son çalışmalar bu virüsün kapsitlerinin iki katlı diskler biçiminde olabildiğini ve daha sonra bir konformasyon değişikliğine uğrayarak böyle bir yapı oluşturduğunu göstermiştir).

Kaynakça:
https://www.khanacademy.org

Yazar: Taner Tunç