21.2: عدوى الفيروسات والمضيفين

Last updated
Save as PDF

Page ID: 196690

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

المهارات اللازمة للتطوير

ضع قائمة بخطوات النسخ المتماثل واشرح ما يحدث في كل خطوة
وصف الدورات الليتيكية والليسوجينية لتكاثر الفيروس
شرح انتقال وأمراض الفيروسات الحيوانية والنباتية
ناقش التأثير الاقتصادي لفيروسات الحيوانات والنباتات

يمكن اعتبار الفيروسات طفيليات إلزامية داخل الخلايا. يجب أن يلتصق الفيروس بخلية حية، ويتم أخذه إلى الداخل، وتصنيع البروتينات ونسخ الجينوم الخاص به، وإيجاد طريقة للهروب من الخلية حتى يتمكن الفيروس من إصابة الخلايا الأخرى. يمكن للفيروسات أن تصيب أنواعًا معينة فقط من المضيفين وخلايا معينة فقط داخل هذا المضيف. تسمى الخلايا التي قد يستخدمها الفيروس للتكرار باسم الخلايا المسموح بها. بالنسبة لمعظم الفيروسات، فإن الأساس الجزيئي لهذه الخصوصية هو أنه يجب العثور على جزيء سطحي معين يعرف باسم المستقبل الفيروسي على سطح الخلية المضيفة حتى يلتصق الفيروس. كما أن الاختلافات في التمثيل الغذائي والاستجابة المناعية للخلايا المضيفة التي تظهر في أنواع الخلايا المختلفة بناءً على التعبير الجيني التفاضلي هي عامل محتمل للخلايا التي قد يستهدفها الفيروس للتكاثر. يجب أن تصنع الخلية المسموح بها المواد التي يحتاجها الفيروس وإلا لن يتمكن الفيروس من التكاثر هناك.

خطوات الإصابة بالفيروسات

يجب أن يستخدم الفيروس عمليات الخلية للتكاثر. يمكن أن تنتج دورة التكاثر الفيروسي تغييرات بيوكيميائية وهيكلية جذرية في الخلية المضيفة، مما قد يتسبب في تلف الخلايا. يمكن لهذه التغييرات، التي تسمى تأثيرات الاعتلال الخلوي (التي تسبب تلف الخلايا)، تغيير وظائف الخلية أو حتى تدمير الخلية. تموت بعض الخلايا المصابة، مثل تلك المصابة بفيروس البرد الشائع المعروف باسم فيروس الأنف، من خلال التحلل (الانفجار) أو موت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج أو «انتحار الخلية»)، وتطلق جميع فيروسات النسل في وقت واحد. تنجم أعراض الأمراض الفيروسية عن الاستجابة المناعية للفيروس، الذي يحاول السيطرة على الفيروس والقضاء عليه من الجسم، ومن تلف الخلايا الناجم عن الفيروس. تغادر العديد من الفيروسات الحيوانية، مثل فيروس نقص المناعة البشرية (HIV)، الخلايا المصابة في الجهاز المناعي من خلال عملية تعرف باسم التبرعم، حيث تغادر الفيروسات الخلية بشكل فردي. أثناء عملية التبرعم، لا تخضع الخلية للتحلل ولا تُقتل على الفور. ومع ذلك، فإن الضرر الذي يلحق بالخلايا التي يصيبها الفيروس قد يجعل من المستحيل على الخلايا أن تعمل بشكل طبيعي، على الرغم من بقاء الخلايا حية لفترة من الوقت. تتبع معظم حالات العدوى الفيروسية المنتجة خطوات مماثلة في دورة تكرار الفيروس: التعلق والاختراق وفك الطلاء والتكرار والتجميع والإطلاق (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

مرفق

يرتبط الفيروس بموقع مستقبل معين على غشاء الخلية المضيفة من خلال بروتينات التعلق في القفيصة أو عبر البروتينات السكرية المضمنة في الغلاف الفيروسي. تحدد خصوصية هذا التفاعل المضيف - والخلايا داخل المضيف - التي يمكن أن تصاب بفيروس معين. يمكن توضيح ذلك من خلال التفكير في عدة مفاتيح والعديد من الأقفال، حيث يناسب كل مفتاح قفلًا واحدًا محددًا فقط.

دخول

يدخل الحمض النووي للبكتيريا الخلية المضيفة عارية، تاركًا القفيصة خارج الخلية. يمكن أن تدخل الفيروسات النباتية والحيوانية من خلال إندوسيتوسيس، حيث يحيط غشاء الخلية بالفيروس بأكمله ويبتلعه. تدخل بعض الفيروسات المغلفة الخلية عندما يندمج الغلاف الفيروسي مباشرة مع غشاء الخلية. بمجرد دخول الخلية، يتحلل الغطاء الفيروسي، ويتم إطلاق الحمض النووي الفيروسي، والذي يصبح متاحًا بعد ذلك للتكرار والنسخ.

النسخ والتجميع

تعتمد آلية النسخ المتماثل على الجينوم الفيروسي. عادةً ما تستخدم فيروسات الحمض النووي بروتينات الخلايا المضيفة والإنزيمات لإنتاج حمض نووي إضافي يتم نسخه إلى الحمض النووي الريبي المرسل (mRNA)، والذي يتم استخدامه بعد ذلك لتوجيه تخليق البروتين. عادةً ما تستخدم فيروسات RNA نواة RNA كقالب لتوليف الحمض النووي الريبي الجيني الفيروسي و mRNA. يقوم الحمض النووي الريبوزي الفيروسي بتوجيه الخلية المضيفة لتجميع الإنزيمات الفيروسية والبروتينات القفيسية وتجميع الفيروسات الجديدة. بالطبع، هناك استثناءات لهذا النمط. إذا لم توفر الخلية المضيفة الإنزيمات اللازمة للتكاثر الفيروسي، فإن الجينات الفيروسية توفر المعلومات للتوليف المباشر للبروتينات المفقودة. تحتوي الفيروسات القهقرية، مثل فيروس نقص المناعة البشرية، على جينوم الحمض النووي الريبي الذي يجب نسخه عكسيًا إلى الحمض النووي، والذي يتم دمجه بعد ذلك في جينوم الخلية المضيفة. هم ضمن المجموعة السادسة من مخطط تصنيف بالتيمور. لتحويل الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي، يجب أن تحتوي الفيروسات القهقرية على جينات تقوم بتشفير النسخ العكسي للإنزيم الخاص بالفيروس الذي ينسخ قالب الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي. لا يحدث النسخ العكسي أبدًا في الخلايا المضيفة غير المصابة - فالنسخ العكسي للإنزيم المطلوب مشتق فقط من التعبير عن الجينات الفيروسية داخل الخلايا المضيفة المصابة. إن حقيقة أن فيروس نقص المناعة البشرية ينتج بعض الإنزيمات الخاصة به غير الموجودة في المضيف قد سمحت للباحثين بتطوير أدوية تثبط هذه الإنزيمات. تمنع هذه الأدوية، بما في ذلك مثبط النسخ العكسي AZT، تكاثر فيروس نقص المناعة البشرية عن طريق تقليل نشاط الإنزيم دون التأثير على عملية التمثيل الغذائي للمضيف. وقد أدى هذا النهج إلى تطوير مجموعة متنوعة من الأدوية المستخدمة لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية وكان فعالًا في تقليل عدد الفيروسات المعدية (نسخ من الحمض النووي الريبي الفيروسي) في الدم إلى مستويات غير قابلة للكشف في العديد من الأفراد المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية.

خروج

المرحلة الأخيرة من التكاثر الفيروسي هي إطلاق الفيروسات الجديدة المنتجة في الكائن الحي المضيف، حيث تكون قادرة على إصابة الخلايا المجاورة وتكرار دورة النسخ المتماثل. كما تعلمت، يتم إطلاق بعض الفيروسات عندما تموت الخلية المضيفة، ويمكن للفيروسات الأخرى أن تترك الخلايا المصابة عن طريق التبرعم عبر الغشاء دون قتل الخلية مباشرة.

يوضح الرسم التوضيحي خطوات الإصابة بفيروس الأنفلونزا. في الخطوة 1، يصبح فيروس الإنفلونزا مرتبطًا بالخلية الظهارية المستهدفة. في الخطوة الثانية، تبتلع الخلية الفيروس عن طريق إندوسيتوسيس، ويصبح الفيروس مغلفًا في غشاء البلازما للخلية. في الخطوة 3، يذوب الغشاء، ويتم إطلاق المحتويات الفيروسية في السيتوبلازم. يدخل الحمض النووي الريبوزي الفيروسي النواة، حيث يتم تكراره بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي الفيروسي. في الخطوة 4، يخرج mRNA الفيروسي إلى السيتوبلازم، حيث يتم استخدامه لصنع البروتينات الفيروسية. في الخطوة 5، يتم إطلاق جزيئات فيروسية جديدة في السائل خارج الخلية. تستمر الخلية، التي لم يتم قتلها في هذه العملية، في إنتاج فيروس جديد. — الشكل\(\PageIndex{1}\): في عدوى فيروس الأنفلونزا، ترتبط البروتينات السكرية بالخلية الظهارية المضيفة. ونتيجة لذلك، يتم ابتلاع الفيروس. يتم تصنيع الحمض النووي الريبي والبروتينات وتجميعها في فيريونات جديدة.

التمارين\(\PageIndex{1}\)

يتم تعبئة فيروس الإنفلونزا في غلاف فيروسي يندمج مع غشاء البلازما. بهذه الطريقة، يمكن للفيروس الخروج من الخلية المضيفة دون قتلها. ما الميزة التي يكتسبها الفيروس من خلال الحفاظ على الخلية المضيفة حية؟

إجابة: يمكن أن تستمر الخلية المضيفة في صنع جزيئات فيروس جديدة.

رابط إلى التعلم

شاهد مقطع فيديو عن الفيروسات وتحديد الهياكل وأنماط الإرسال والنسخ المتماثل والمزيد.

المضيفون المختلفون والفيروسات الخاصة بهم

كما تعلمت، غالبًا ما تكون الفيروسات محددة جدًا فيما يتعلق بالمضيفين والخلايا داخل المضيف التي ستصيبها. هذه الميزة للفيروس تجعله خاصًا بنوع واحد أو بضعة أنواع من الحياة على الأرض. من ناحية أخرى، توجد العديد من الأنواع المختلفة من الفيروسات على الأرض بحيث أن كل كائن حي تقريبًا لديه مجموعته الخاصة من الفيروسات التي تحاول إصابة خلاياه. حتى أصغر الخلايا وأبسطها، وهي البكتيريا بدائية النواة، قد تتعرض للهجوم من قبل أنواع معينة من الفيروسات.

العامات الجرثومية

البكتيريا هي فيروسات تصيب البكتيريا (الشكل\(\PageIndex{2}\)). عندما تؤدي إصابة الخلية بالبكتيريا إلى إنتاج فيروسات جديدة، يُقال إن العدوى تكون منتجة. إذا تم إطلاق الفيروسات عن طريق تفجير الخلية، يتكاثر الفيروس عن طريق دورة ليتيك (الشكل\(\PageIndex{3}\)).

يُظهر المجهري قبعاتٍ جرثومية سداسية متصلة بخلية بكتيرية مضيفة بواسطة سيقان نحيلة. — الشكل\(\PageIndex{2}\): يُظهر المجهري الإلكتروني للإرسال هذا البكتيريا المرتبطة بخلية بكتيرية. (المصدر: تعديل عمل الدكتور جراهام بيردز؛ بيانات المقياس من مات راسل)

مثال على البكتيريا اللايتية هو T4، الذي يصيب الإشريكية القولونية الموجودة في الأمعاء البشرية. ومع ذلك، في بعض الأحيان، يمكن أن يظل الفيروس داخل الخلية دون أن يتم إطلاقه. على سبيل المثال، عندما تصيب البكتيريا المعتدلة خلية بكتيرية، فإنها تتكاثر عن طريق دورة الليسوجينية (الشكل\(\PageIndex{3}\))، ويتم دمج الجينوم الفيروسي في جينوم الخلية المضيفة. عندما يتم دمج الحمض النووي للعاثية في جينوم الخلية المضيفة، يُطلق عليه اسم النبوءة. أحد الأمثلة على البكتيريا الليسوجينية هو فيروس ya (lambda)، الذي يصيب أيضًا E. بكتيريا القولونية. قد تتعرض الفيروسات التي تصيب الخلايا النباتية أو الحيوانية أيضًا للعدوى حيث لا تنتج الفيروسات لفترات طويلة. ومن الأمثلة على ذلك فيروسات الهربس الحيوانية، بما في ذلك فيروسات الهربس البسيط، التي تسبب الهربس الفموي والتناسلي لدى البشر. في عملية تسمى الكمون، يمكن أن توجد هذه الفيروسات في الأنسجة العصبية لفترات طويلة من الزمن دون إنتاج فيروسات جديدة، فقط لترك الكمون بشكل دوري وتسبب آفات في الجلد حيث يتكاثر الفيروس. على الرغم من وجود أوجه تشابه بين الليسوجيني والكمون، فإن مصطلح الدورة الليسوجينية عادة ما يقتصر على وصف البكتيريا. سيتم وصف المهلة بمزيد من التفاصيل أدناه.

تبدأ الدورة اللايتية للبكتيريا عندما تلتصق العاثة عبر ساق نحيلة بالخلية المضيفة. يتم حقن الحمض النووي الخطي من الرأس الفيروسي في الخلية المضيفة. يدور الحمض النووي للعامية ويبقى منفصلاً عن الحمض النووي للمضيف. يتكاثر الحمض النووي للعاثية، وتُصنع بروتينات بلعمية جديدة. يتم تجميع جزيئات العاثية الجديدة. تتحلل الخلية وتطلق العاثية. تبدأ الدورة الليسوجينية للبكتريا بنفس الطريقة التي تبدأ بها الدورة اللايتية، حيث تصيب العاثية الخلية المضيفة. ومع ذلك، يتم دمج الحمض النووي للعاثية في جينوم المضيف. تنقسم الخلية، وينتقل الحمض النووي للعامية إلى الخلايا الوليدة. في ظل الظروف العصيبة، يتم استئصال الحمض النووي للعاثية من الكروموسوم البكتيري ويدخل الدورة اللايتية. — الشكل\(\PageIndex{3}\): تحتوي البكتيريا المعتدلة على دورات ليتية وليسوجينية. في الدورة اللوتية، تقوم العاثية بتكرار الخلية المضيفة وتحللها. في الدورة الليسوجينية، يتم دمج الحمض النووي للعاثية في جينوم المضيف، حيث يتم نقله إلى الأجيال اللاحقة. قد تتسبب الضغوطات البيئية مثل الجوع أو التعرض للمواد الكيميائية السامة في استئصال النبوءة والدخول في دورة التحلل.

التمارين\(\PageIndex{2}\)

أي من العبارات التالية خاطئة؟

في الدورة الليتيكية، يتم إنتاج عاثية جديدة وإطلاقها في البيئة.
في الدورة الليسوجينية، يتم دمج الحمض النووي للعاثية في جينوم المضيف.
يمكن أن يتسبب الإجهاد البيئي في بدء العاهة في الدورة الليسوجينية.
يحدث تحلل الخلايا فقط في الدورة اللايتية.

إجابة: ج

فيروسات الحيوانات

لا يتعين على فيروسات الحيوانات، على عكس فيروسات النباتات والبكتيريا، اختراق جدار الخلية للوصول إلى الخلية المضيفة. قد تدخل فيروسات الحيوانات غير المغلفة أو «العارية» الخلايا بطريقتين مختلفتين. نظرًا لأن البروتين الموجود في القفيصة الفيروسية يرتبط بمستقبله في الخلية المضيفة، فقد يتم أخذ الفيروس داخل الخلية عبر حويصلة أثناء عملية الخلية الطبيعية لتداخل الخلايا بوساطة المستقبلات. تتمثل إحدى الطرق البديلة لاختراق الخلايا التي تستخدمها الفيروسات غير المغلفة في أن تخضع بروتينات القفيصة لتغييرات في الشكل بعد الارتباط بالمستقبل، مما يؤدي إلى إنشاء قنوات في غشاء الخلية المضيفة. ثم يتم «حقن» الجينوم الفيروسي في الخلية المضيفة من خلال هذه القنوات بطريقة مماثلة لتلك المستخدمة من قبل العديد من البكتيريا. تمتلك الفيروسات المغلفة أيضًا طريقتين لدخول الخلايا بعد الارتباط بمستقبلاتها: إندوسيتوسيس بوساطة المستقبلات، أو الاندماج. تدخل العديد من الفيروسات المغلفة الخلية عن طريق إندوسيتوسيس بوساطة المستقبلات بطريقة مشابهة لبعض الفيروسات غير المغلفة. من ناحية أخرى، يحدث الاندماج فقط مع الفيريونات المغلفة. تستخدم هذه الفيروسات، التي تشمل فيروس نقص المناعة البشرية وغيرها، بروتينات اندماج خاصة في مظروفها للتسبب في اندماج الغلاف مع الغشاء البلازمي للخلية، وبالتالي إطلاق جينوم وغلاف الفيروس في السيتوبلازم الخلوي.

بعد صنع البروتينات ونسخ جينوماتها، تكمل الفيروسات الحيوانية تجميع الفيروسات الجديدة وتخرج من الخلية. كما ناقشنا بالفعل استخدام مثال فيروس نقص المناعة البشرية، قد تنبت فيروسات الحيوانات المغلفة من غشاء الخلية أثناء تجميعها بنفسها، وتأخذ جزءًا من غشاء البلازما للخلية في هذه العملية. من ناحية أخرى، تتراكم السلالات الفيروسية غير المغلفة، مثل فيروسات الأنف، في الخلايا المصابة حتى تظهر إشارة للتحلل أو موت الخلايا المبرمج، ويتم إطلاق جميع الفيروسات معًا.

كما ستتعلم في الوحدة التالية، ترتبط فيروسات الحيوانات بمجموعة متنوعة من الأمراض البشرية. يتبع بعضها النمط الكلاسيكي للأمراض الحادة، حيث تزداد الأعراض سوءًا لفترة قصيرة تليها إزالة الفيروس من الجسم عن طريق الجهاز المناعي والتعافي في نهاية المطاف من العدوى. ومن أمثلة الأمراض الفيروسية الحادة نزلات البرد والإنفلونزا. تسبب فيروسات أخرى عدوى مزمنة طويلة الأمد، مثل الفيروس المسبب لالتهاب الكبد C، بينما تسبب فيروسات أخرى، مثل فيروس الهربس البسيط، أعراضًا متقطعة فقط. لا تزال الفيروسات الأخرى، مثل فيروسات الهربس البشرية 6 و 7، والتي يمكن أن تسبب في بعض الحالات مرض الطفح الجلدي البسيط في مرحلة الطفولة، غالبًا ما تسبب التهابات منتجة دون التسبب في أي أعراض على الإطلاق في المضيف، وبالتالي نقول أن هؤلاء المرضى يعانون من عدوى بدون أعراض.

في حالات عدوى التهاب الكبد C، ينمو الفيروس ويتكاثر في خلايا الكبد، مما يتسبب في انخفاض مستويات تلف الكبد. الضرر منخفض جدًا لدرجة أن الأفراد المصابين غالبًا ما لا يدركون أنهم مصابون، ولا يتم اكتشاف العديد من الإصابات إلا من خلال فحص الدم الروتيني للمرضى الذين يعانون من عوامل خطر مثل تعاطي المخدرات عن طريق الوريد. من ناحية أخرى، نظرًا لأن العديد من أعراض الأمراض الفيروسية ناتجة عن الاستجابات المناعية، فإن نقص الأعراض يعد مؤشرًا على ضعف الاستجابة المناعية للفيروس. وهذا يسمح للفيروس بالهروب من القضاء عليه من قبل الجهاز المناعي والاستمرار في الأفراد لسنوات، مع إنتاج مستويات منخفضة من فيروسات النسل في ما يعرف باسم المرض الفيروسي المزمن. تؤدي العدوى المزمنة للكبد بهذا الفيروس إلى فرصة أكبر للإصابة بسرطان الكبد، وأحيانًا تصل إلى 30 عامًا بعد الإصابة الأولية.

كما ذكرنا سابقًا، يمكن أن يظل فيروس الهربس البسيط في حالة من الكمون في الأنسجة العصبية لعدة أشهر أو حتى سنوات. نظرًا لأن الفيروس «يختبئ» في الأنسجة وينتج القليل من البروتينات الفيروسية، إن وجدت، فلا يوجد شيء يمكن للاستجابة المناعية أن تعمل ضده، وتنخفض المناعة ضد الفيروس ببطء. في ظل ظروف معينة، بما في ذلك أنواع مختلفة من الإجهاد البدني والنفسي، يمكن إعادة تنشيط فيروس الهربس البسيط الكامن وخضوعه لدورة تكاثر ليتية في الجلد، مما يتسبب في الآفات المرتبطة بالمرض. بمجرد إنتاج الفيروسات في الجلد وتصنيع البروتينات الفيروسية، يتم تحفيز الاستجابة المناعية مرة أخرى وحل الآفات الجلدية في غضون أيام قليلة عن طريق تدمير الفيروسات في الجلد. نتيجة لهذا النوع من الدورة التكرارية، لا تحدث مظاهر قروح البرد وتفشي الهربس التناسلي إلا بشكل متقطع، على الرغم من بقاء الفيروسات في الأنسجة العصبية مدى الحياة. العدوى الكامنة شائعة مع فيروسات الهربس الأخرى أيضًا، بما في ذلك فيروس varicella-zoster الذي يسبب الجدري. بعد الإصابة بعدوى الجدري في مرحلة الطفولة، يمكن أن يظل فيروس varicella-zoster كامنًا لسنوات عديدة ويعاود تنشيطه عند البالغين ليسبب الحالة المؤلمة المعروفة باسم «الهربس النطاقي» (الشكل\(\PageIndex{4}\)).

يُظهر الجزء أ صورة مجهرية لفيروس الحماق النطاقي، الذي يحتوي على غطاء ذو سحيح محاط بغلاف غير منتظم الشكل. يُظهر الجزء ب طفح جلدي أحمر ووعر على وجه الشخص. — الشكل\(\PageIndex{4}\): (أ) يحتوي فيروس Varicella-zoster، وهو الفيروس الذي يسبب الجدري المائي، على غطاء جليدي مغلف يمكن رؤيته في هذا المجهر الإلكتروني للإرسال. يصبح جينوم الحمض النووي المزدوج الخاص به مدمجًا في الحمض النووي للمضيف ويمكن إعادة تنشيطه بعد وقت الاستجابة في شكل (ب) القوباء المنطقية، وغالبًا ما يظهر طفح جلدي. (المصدر: تعديل العمل من قبل الدكتور إرسكين بالمر، بي جي مارتن، مركز مكافحة الأمراض والوقاية منها؛ الفضل ب: تعديل العمل من قبل «روزماري» /فليكر؛ بيانات المقياس من مات راسل)

بعض الفيروسات التي تصيب الحيوانات، بما في ذلك فيروس التهاب الكبد C الذي تمت مناقشته أعلاه، تُعرف باسم فيروسات الأورام: فهي قادرة على التسبب في السرطان. تتداخل هذه الفيروسات مع التنظيم الطبيعي لدورة الخلية المضيفة إما عن طريق إدخال جينات تحفز نمو الخلايا غير المنظم (الجينات الورمية) أو عن طريق التدخل في التعبير عن الجينات التي تمنع نمو الخلايا. يمكن أن تكون فيروسات الأورام إما فيروسات DNA أو RNA. تشمل السرطانات المعروفة بأنها مرتبطة بالعدوى الفيروسية سرطان عنق الرحم الناجم عن فيروس الورم الحليمي البشري (HPV\(\PageIndex{5}\)) (الشكل) وسرطان الكبد الناجم عن فيروس التهاب الكبد B وسرطان الخلايا التائية والعديد من أنواع سرطان الغدد الليمفاوية.

يُظهر التصوير المجهري فيروسًا ذو قشرة جليدية مع بروتينات سكرية بارزة من قفيفته. — الشكل\(\PageIndex{5}\): يحتوي فيروس الورم الحليمي البشري (HPV)، أو فيروس الورم الحليمي البشري، على غطاء جليدي عاري مرئي في هذا الميكروغراف الإلكتروني للإرسال وجينوم الحمض النووي المزدوج الذي تم دمجه في الحمض النووي للمضيف. الفيروس، الذي ينتقل عن طريق الاتصال الجنسي، هو نوع من الأورام ويمكن أن يؤدي إلى سرطان عنق الرحم. (المصدر: تعديل العمل من قبل NCI و NIH؛ بيانات شريط القياس من مات راسل)

رابط إلى التعلم

قم بزيارة الرسوم المتحركة التفاعلية التي تعرض المراحل المختلفة للدورات التكرارية لفيروسات الحيوانات وانقر على روابط الفلاش المتحركة.

فيروسات النبات

تحتوي الفيروسات النباتية، مثل الفيروسات الأخرى، على نواة من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. لقد تعلمت بالفعل عن أحد هذه الفيروسات، وهو فيروس فسيفساء التبغ. نظرًا لأن الفيروسات النباتية تمتلك جدارًا خليويًا لحماية خلاياها، فإن هذه الفيروسات لا تستخدم إندوسيتوسيس بوساطة المستقبلات لدخول الخلايا المضيفة كما هو موضح مع فيروسات الحيوانات. لكي يتم نقل العديد من الفيروسات النباتية من نبات إلى آخر، يجب أن يحدث تلف لبعض خلايا النباتات للسماح للفيروس بدخول مضيف جديد. غالبًا ما يحدث هذا الضرر بسبب الطقس أو الحشرات أو الحيوانات أو الحرائق أو الأنشطة البشرية مثل الزراعة أو المناظر الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، قد يرث نسل النبات الأمراض الفيروسية من النباتات الأم. يمكن أن تنتقل الفيروسات النباتية عن طريق مجموعة متنوعة من النواقل، من خلال ملامسة عصارة النبات المصابة، عن طريق الكائنات الحية مثل الحشرات والديدان الخيطية، ومن خلال حبوب اللقاح. عندما تنتقل فيروسات النباتات بين النباتات المختلفة، يُعرف هذا بالانتقال الأفقي، وعندما يتم توريثها من أحد الوالدين، يُطلق على هذا الانتقال الرأسي.

تختلف أعراض الأمراض الفيروسية وفقًا للفيروس ومضيفه (الجدول\(\PageIndex{1}\)). أحد الأعراض الشائعة هو فرط التنسج، وهو الانتشار غير الطبيعي للخلايا الذي يسبب ظهور أورام النبات المعروفة باسم المرارة. تتسبب فيروسات أخرى في نقص تنسج الدم، أو انخفاض نمو الخلايا، في أوراق النباتات، مما يتسبب في ظهور مناطق رقيقة صفراء. لا تزال الفيروسات الأخرى تؤثر على النبات عن طريق قتل الخلايا النباتية مباشرة، وهي عملية تعرف باسم نخر الخلايا. تشمل الأعراض الأخرى لفيروسات النبات الأوراق المشوهة، والخطوط السوداء على سيقان النباتات، والنمو المتغير للسيقان أو الأوراق أو الفاكهة، والبقع الحلقية، وهي مناطق دائرية أو خطية من تغير اللون توجد في الورقة.

الجدول\(\PageIndex{1}\): بعض الأعراض الشائعة للأمراض الفيروسية النباتية
الأعراض	يظهر كـ
تضخم	كرات (أورام)
نقص تنسج	بقع صفراء رقيقة على الأوراق
نخر الخلايا	السيقان أو الأوراق أو الفاكهة الميتة أو السوداء
أنماط نمو غير طبيعية	السيقان أو الأوراق أو الفاكهة المشوهة
تغيير اللون	خطوط صفراء أو حمراء أو سوداء أو حلقات في السيقان أو الأوراق أو الفاكهة

يمكن للفيروسات النباتية أن تعطل بشكل خطير نمو المحاصيل وتطورها، مما يؤثر بشكل كبير على إمداداتنا الغذائية. إنها مسؤولة عن سوء جودة وكمية المحاصيل على مستوى العالم، ويمكن أن تسبب خسائر اقتصادية ضخمة سنويًا. قد تتسبب فيروسات أخرى في إتلاف النباتات المستخدمة في تنسيق الحدائق. بعض الفيروسات التي تصيب نباتات الأغذية الزراعية تشمل اسم النبات الذي تصيبه، مثل فيروس ذبول الطماطم المرقط، وفيروس الفسيفساء الشائع للفول، وفيروس فسيفساء الخيار. في النباتات المستخدمة في تنسيق الحدائق، هناك نوعان من الفيروسات الأكثر شيوعًا هما بقعة حلقة الفاوانيا وفيروس فسيفساء الورد. هناك عدد كبير جدًا من الفيروسات النباتية التي لا يمكن مناقشة كل منها بالتفصيل، ولكن أعراض فيروس الفسيفساء الشائع للفول تؤدي إلى انخفاض إنتاج الفول وتقزم النباتات وغير المنتجة. في وردة الزينة، يتسبب مرض فسيفساء الورد في ظهور خطوط صفراء متموجة وبقع ملونة على أوراق النبات.

ملخص

يؤدي التكاثر الفيروسي داخل الخلية الحية دائمًا إلى حدوث تغييرات في الخلية، مما يؤدي أحيانًا إلى موت الخلية وأحيانًا قتل الخلايا المصابة ببطء. هناك ست مراحل أساسية في دورة تكرار الفيروسات: المرفق والاختراق وفك الطلاء والتكرار والتجميع والإصدار. قد تكون العدوى الفيروسية منتجة، مما يؤدي إلى ظهور فيروسات جديدة، أو غير منتجة، مما يعني أن الفيروس يبقى داخل الخلية دون إنتاج فيروسات جديدة. البكتيريا هي فيروسات تصيب البكتيريا. لديهم طريقتان مختلفتان للتكاثر: الدورة اللايتية، حيث يتكاثر الفيروس وينفجر من البكتيريا، والدورة الليسوجينية، التي تتضمن دمج الجينوم الفيروسي في جينوم المضيف البكتيري. تسبب فيروسات الحيوانات مجموعة متنوعة من الالتهابات، بعضها يسبب أعراضًا مزمنة (التهاب الكبد C)، وبعض الأعراض المتقطعة (الفيروسات الكامنة مثل فيروس الهربس البسيط 1)، وغيرها من الأعراض التي تسبب أعراضًا قليلة جدًا، إن وجدت (فيروسات الهربس البشرية 6 و 7). تمتلك فيروسات الأورام في الحيوانات القدرة على التسبب في السرطان من خلال التدخل في تنظيم دورة الخلية المضيفة. فيروسات النباتات مسؤولة عن أضرار اقتصادية كبيرة في كل من الزراعة والنباتات المستخدمة للزينة.

مسرد المصطلحات

مرض حاد: مرض حيث ترتفع الأعراض وتنخفض خلال فترة زمنية قصيرة

مرض بدون أعراض: مرض لا توجد فيه أعراض ولا يكون الفرد على دراية بالعدوى ما لم يتم إجراء اختبارات معملية

AZT: دواء مضاد لفيروس نقص المناعة البشرية يمنع الإنزيم الفيروسي النسخ العكسي

المرحلة الجرثومية: فيروس يصيب البكتيريا

تبرعم: طريقة الخروج من الخلية المستخدمة في بعض الفيروسات الحيوانية، حيث تغادر الفيروسات الخلية بشكل فردي عن طريق التقاط قطعة من غشاء البلازما المضيف

نخر الخلايا: موت الخلايا

عدوى مزمنة: يصف متى يستمر الفيروس في الجسم لفترة طويلة من الزمن

اعتلال الخلايا: تسبب تلف الخلايا

انصهار: طريقة دخول بعض الفيروسات المغلفة، حيث يندمج الغلاف الفيروسي مع غشاء البلازما للخلية المضيفة

مرارة: ظهور ورم نباتي

انتقال أفقي: انتقال المرض من الوالد إلى النسل

تضخم: نمو الخلايا وانقسامها بشكل غير طبيعي

نقص تنسج: نمو الخلايا وانقسامها بشكل غير طبيعي

أعراض متقطعة: الأعراض التي تحدث بشكل دوري

زمن الوصول: فيروس يبقى في الجسم لفترة طويلة من الزمن ولكنه يسبب فقط أعراضًا متقطعة

تحلل: انفجار خلية

دورة ليتيك: نوع تكرار الفيروس الذي يتم فيه إطلاق الفيروسات من خلال تحلل الخلية أو انفجارها

دورة ليسوغينية: نوع تكرار الفيروس الذي يتم فيه دمج الجينوم الفيروسي في جينوم الخلية المضيفة

فيروس أونكوجيني: فيروس لديه القدرة على التسبب في السرطان

متساهل: نوع خلية قادر على دعم النسخ الإنتاجي للفيروس

إنتاجي: عدوى فيروسية تؤدي إلى إنتاج فيروسات جديدة

نبوءة: الحمض النووي العاجي الذي تم دمجه في جينوم الخلية المضيفة

انتقال عمودي: انتقال المرض بين الأفراد غير المرتبطين