Görsel 1.

‘Hacker’lar kişisel bilgilerinize kolayca erişip onları kontrol edebilir ve sistemin işleyişini değiştirebilirler. Virüsler, bu işgalci ‘hacker’ların bilgisayarlarda yaptığını yüzyıllardır canlı organizmalarda yapmakta. Bu yazı, virüslerin yapıları, nasıl keşfedildikleri, virüs kaynaklı hastalıklar, yaşam döngüleri ve virüs-vektör ilişkisi konularını ele almaktadır.

Virüs Nedir?

Virüsler, biyolojik organizmaların hücrelerine girerek hastalığa yol açabilen mikroskobik parçacıklardır. Virüsler kendi kendilerine çoğalamazlar ve kendi kopyalarını oluşturabilmek için bir konakçı hücreye ihtiyaç duyarlar. Konakçı hücrelere girdikten sonra, o hücrelerdeki mekanizmaları kullanarak çoğalırlar.

Virüslerin canlı olup olmadıkları, bilim çevrelerince halen tartışılan bir konudur. Çoğu virolog, canlı tanımına tam anlamıyla uymadığından virüsleri cansız parçacıklar olarak kabul etmektedir. Bunun en büyük sebeplerinden biri ortamda konakçı hücre bulunmadığı durumda virüslerin kendi kendilerini çoğaltma yetisine sahip olmamalarıdır. Bir diğer neden ise virüslerin tüm canlı organizmaların temel özelliği olan hücre zarı, organeller ve metabolitlere (metabolik reaksiyonlardan çıkan yan ürünler) sahip olmamasıdır. En temel tanımıyla virüsler, genetik materyal (DNA ya da RNA) ve kapsit adı verilen protein kılıftan oluşan parçacıklardır.

Görsel 2.

Virüs türleri arasında muazzam çeşitlilikte farklı genetik yapılar görülmektedir. Virüsler genetik materyal olarak DNA ya da RNA taşıyabilirler. Viral genomlar doğrusal, dairesel ve parçalı olabileceği gibi tek sarmal veya çift sarmal olabilirler. Şimdiye kadar yaklaşık olarak 5000 farklı tür virüs tanımlanmış ve karakterize edilmiş olmasına rağmen milyonlarca virüsün henüz keşfedilmediği düşünülmektedir.

Virüsler, hem ökaryotlarda (hayvanlar, mantarlar ve bitkiler gibi genetik maddeyi çevreleyen bir çekirdeğe ve zarla çevrili organellere sahip olan canlılar), hem de prokaryotlarda (bakteriler gibi çekirdeğe sahip olmayan canlılar) hastalığa neden olabilirler. Örnegin, bakterileri etkileyen virüsler bakteriyofaj olarak adlandırılmakta, bilimsel literatürde ise çoğu zaman faj ismi ile yer almaktadırlar.

Virüslerin Keşfi

Rus bilim adamı Dmitri Ivanovsky ilk defa 1892 yılında tütün mozaik virüsü ile yaptığı çalışmayı yayınladığı makalesinde, virüsler için “bakteri olmayan hastalık yapıcılar (patojenler)” tanımını kullanmıştır. O dönemde tüm hastalık yapıcı etkenlerin filtreler tarafından tutulabileceği ve bir besi yeri üzerinde yetiştirilebileceği düşünülmekteydi. Bu çalışmasında Ivanovsky, hastalık taşıyan tütün bitkisinin yapraklarını Fransız mikrobiyolog Charles Chamberland tarafından tasarlanmış, bakterilerden daha küçük gözenekler içeren bir filtreden geçirmiş ve elde ettiği özütün hala hastalık yapıcı öğeler/etkenler içerdiğini göstermiştir. 1898 yılında, Hollandalı bilim adamı Martinus Beijerinck bu deneyi tekrarladıktan sonra filtrelenmiş çözeltinin patojen içerdiğini tekrar ortaya koymuş ve aynı zamanda bu patojenin hücrede çoğalabileceğini göstermiştir. Bu keşiflerin ardından, 20. yüzyılın başından itibaren viroloji bilimi büyük bir ivme kazanmıştır.

İnsan Hastalıklarına Örnekler

Virüslerin neden olduğu yaygın insan hastalıklarından birkaçı soğuk algınlığı, grip, suçiçeğidir. Ebola, AIDS, kuş gribi ve SARS gibi ciddi hastalıklar da virüs kaynaklıdır. Virüsler yaşam döngüleri boyunca çok farklı organizmalara bulaşabilirler. Kuş gribinde olduğu gibi kuşlardan insanlara ya da Zika virüsünde görüldüğü gibi sivrisineklerden insanlara da geçebilirler.

Benzer şekilde virüsler, virüsün karakterine bağlı olarak insanlara hava yoluyla, cinsel yolla, hamilelik esnasında anneden bebeğe ya da bir aracı (örn. sivrisinek, kum sineği, kene) yoluyla bulaşabilir.  Virüslerin anneden bebeğe geçmesi dikey geçiş olarak adlandırılmaktadır. Yatay geçiş ise virüsün bir kişiden başka bir kişiye vücut sıvıları teması (kan, ter, balgam ya da sperm) yoluyla yayılmasıdır. Hepatit B virüsü ve HIV (Human Immunodeficiency Virus, İnsan Bağışıklık Yetmezliği Virüsü) hem dikey hem yatay geçiş gösteren virüslere örnek verilebilir.

Bakteriyofajlar ve Yaşam Döngüsü

Daha önce belirtildiği gibi bakterileri etkileyen virüsler bakteriyofaj olarak adlandırılmaktadır. Bakteriyofajlar ilk olarak 20. yüzyılın başlarında, İngiliz bakteriyolog Frederick Twort tarafından keşfedildi. Bakteriyofajlar hücre içinde kendi genetik materyallerini aktardıktan sonra iki farklı yaşam döngüsü izleyebilirler; litik ve lizojenik.

Litik döngüde, viral DNA, bakteri hücresi içinde serbest yüzen molekül olarak bulunur ve konakçı bakteri DNA’sından ayrı olarak çoğalır. Bu durum litik ve lizojenik bakteriyofaj döngüleri arasındaki temel farktır. Litik döngüde, viral çoğalım sonrası yeni üretilen bakteriyofajlar enfekte olmuş hücrenin zarını patlatarak çıkar ve yeni hücreleri enfekte eder. Sadece litik döngüyü kullanan bakteriyofajlara virülan fajlar denir.

Lizojenik yaşam döngüsünde, bakteriyofaj genetik maddesini konakçı bakterinin genomuna entegre eder veya bakterinin sitoplazmasında (hücre sıvısı) dairesel şekilde muhafaza eder. Bu durumda bakteri normal olarak yaşamaya ve çoğalmaya devam eder. Her bölünmesinde bakteriyofaj genomunu da kendi genomu ile beraber çoğaltır.

Her iki yaşam döngüsünde de virüs, konakçı DNA mekanizmasını kullanarak çoğalır.

Görsel 3.

Vektörlerle Virüslerin İlişkisi

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) vektörleri insan veya hayvanlar arasında hastalık bulaştıran canlı organizmalar olarak tanımlamakta. Tanımlanan vektör türlerinin çoğu, keneler, sivrisinekler, kum sinekleri gibi kan emen eklembacaklılardır. Vektörlerin geniş coğrafi yayılımı ve vektör kontrolünün yetersiz olması, vektörlerle bulaşan virüslerin dünya çapında hızla yayılmasına ve büyük coğrafyalarda salgın hastalıklara neden olmaktadır. Doğu Nil virüsü (West Nile virus), Dengue virüsü, Chikungunya virüsü, Zika virüsü, Kırım Kongo Kanamalı Ateş virüsü, Toskana virüsü, Kene Kaynaklı Ensefalit virüsü (tick-borne encephalitis virus) gibi birçok virüs vektörler aracılığı ile bulaşmaktadır.

Vektörlerle bulaşan virüs kaynaklı hastalıklar kentsel ve kırsal topluluklar üzerinde etkili olmakla birlikte, ağırlıklı olarak yaşam koşulları kötü olan, güvenli içme suyu ve kanalizasyona erişimi yetersiz, sağlıklı beslenemeyen ve bağışıklığı zayıf olan insanlar üzerinde etki göstermektedir. Son dönem elde edilen veriler ile küresel ısınma ve iklim değişikliklerinin, vektörlerin sayısında ve coğrafi yayılım alanında artışa neden olduğu ortaya konuldu.  Örneğin; Dengue virüsü, Aedes aegypti türü sivrisinekler tarafından bulaşan, ateş ve daha ciddi hastalıklara yol açabilen bir virüs. Aracı olarak kullandığı Aedes aegypti sivrisineği iklimsel değişimlerden, sıcaklık farklılıklarından ve nemden yüksek oranda etkilenmekte. İklim değişimine bağlı Dengue virüsü modellemeleri yıllık Dengue vakası verileri ile iklim verilerinin ilişkili olduğunu göstermiştir (4). Benzer şekilde, besi hayvanlarını etkileyen Mavi Dil (Bluetongue) hastalığının 1998 sonrası Avrupa’nın kuzey bölgelerinde etkili olmasının küresel ısınmanın iklimsel etkileri ile paralellik gösterdiği ortaya konulmuştur (4).

Bilim adamları tarafından keşfedilen virüslerin sayısı her geçen gün hızla artmakta ve bu durum virüslerin yapısı, doğadaki döngüsü ve virüs kaynaklı hastalıkları daha iyi anlamamıza yardımcı olmakta. Buna ek olarak, virüs kaynaklı hastalıklara karşı yeni aşı üretimi çalışmaları ise hızla devam etmekte. Bugün birçok ülke, potansiyel virüs salgınlarına karşı senaryolar üretip böyle bir salgın anında uygulanacak strateji planları oluşturmakta. Milyonlarca virüsün henüz keşfedilmediğini ve daha önce keşfedilmiş olan virüslerin genetik materyallerinde meydana gelen değişikliklerle hızla evrildiğini düşünürsek bilimin önünde daha keşfedilecek çok şey olduğunu söylemek yanlış olmaz.

 

Kaynaklar;

  1. Campbell and Reece. 2005. Biology. San Francisco: Pearson. pp. 338–339.
  2. World Health Organization. 2014. A global brief on vector-borne diseases.
  3. https://www.sciencedaily.com/terms/virus.htm
  4. Patz, J. A., Campbell-Lendrum, D., Holloway, T., Foley, J. A. (2005). Impact of regional climate change on human health. Nature438(7066), 310.

Görsel Kaynakları;

Görsel 1. Creative Commons (CC0); https://pixabay.com/tr/vir%C3%BCs-mikroskop-enfeksiyon-hastal%C4%B1k-1812092/

Görsel 2. Creative Commons (CC0) Doug Jordan, M.A, USCDCP https://pixnio.com/science/microscopy-images/influenza/3d-of-a-portion-of-the-virions-outer-protein-coat-has-been-cut-away-which-reveals-the-virus-contents

Görsel 3. CC BY-SA 3.0 license bacteria + composition: Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) https://en.wikipedia.org/wiki/Virus Texts were translated in to Turkish.

 

Yazan: Nazlı Ayhan
Düzenleyen: Tuba Bucak, Bilge San