Virüsler, DNA ya da RNA içeren, hücre içi ve dışı durumda bulunabilen genetik element olarak tanımlanır. Bir başka ifadeyle hücre yapısı bulunmayan ve tek başlarına metabolik aktiviteleri bulunmayan (başka bir canlıya muhtaç) enfeksiyon etmenleri olarak tanımlanabilir.
Virüslerin Genel Özellikleri
Virüsler mutlak hücre içi parazitidir. Bir hücre içine girdiği zaman hücre içi fazı başlar ve bu fazda virüs çoğalması oluşur. Virüs genomu yapılır ve virüs kılıfını oluşturan moleküller sentezlenir. Bir virüs genomu bir hücreye girip de çoğalırsa bu işleme enfeksiyon denir. Bir virüsün enfekte edip içinde çoğaldığı hücreye de konak adı verilir. Virüslerin çoğalma (replikasyonu) aşamalarını aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür:
Tutunma: Virüs konak hücre yüzeyine tutunur. Penetrasyon: Virüs genetik materyali hücre içerisine aktarılır. Kapsit hücre dışında kalır. Replikasyon (Kopyalama): Virüs genetik materyali bakteri DNA’sı ile birleşerek kendini kopyalar. Sentez: Konak hücre içerisinde yeni virüsün parçaları sentezlenir. Birleştirme: Sentezlenen parçalar konak hücrede birleştirilir. Serbest Kalma: Oluşan virüsler konak hücreyi parçalayarak serbest kalır ve diğer hücreleri enfekte ederek parazitik yaşamlarına devam ederler.
Virüslerin Çoğalması (Replikasyonu)
Virüs konukçunun metabolizmasını kendi çoğalmasını sağlayacak şekilde yönlendirir. Bu nedenle virüsler hem hastalık ajanı hem de kalıtım için bir ajandır. Hastalık ajanı oldukları zaman virüsler hücre içine girebilirler ve bu hücrelerde zararlı değişimlere neden olurlar. Sonuçta konak hücre fonksiyonu durur ve konak hücre ölür. Kalıtım ajanı oldukları zaman ise virüsler hücre içine girer ve sürekli genetik değişiklikleri başlatır. Bu genetik değişiklikler genellikle zararlı değildir ve hatta yararlı bile olabilir. Bu açıdan virüsler günümüzde genetik mühendisliği çalışmalarında gen aktarılmasında bir aracı olarak kullanılabilmektedir.
Virüslerin Sınıflandırılması
Virüslerin sınıflandırılmasında pek çok farklı uygulama mevcuttur. Enfekte ettikleri hücreye göre, hastalık yaptıkları yere göre, meydana getirdikleri hastalık şekline göre, vb. sınıflandırma yöntemleri mevcuttur.
Virüslerin sınıflandırılmasında kullanılan yaygın bir yaklaşım yoktur. Kullanılan sınıflandırma kriterleri diğer mikroorganizmalarda kullanılanlardan çok farklıdır. Virüslerin enfekte ettikleri konak hücre çeşidi (bitki/hayvan vb.), virüs simetrisi (kübik, helikal, kompleks), virüs kimyasal yapısı (zarflı, zarfsız) ve virüs nükleik asidinin çeşidi (DNA veya RNA, çift iplikli veya tek iplikli oluşu) sınıflandırmada bir kriter olarak kullanılabilir. Önceki bölümlerde temel sınıflandırma biriminin tür olduğundan bahsedilmişti ancak burada da temel sınıflandırma birimi tür olmasına karşın tür kavramı diğerlerinden farklıdır. Diğer mikroorganizmalar gibi gerçek bir hücresel yapıya sahip değildirler. Virüslerde tür, benzer karakterlere sahip olan, aynı veya çok yakın konak türleri enfekte eden virüsler topluluğunu ifade eder. Bu tanıma göre virüsleri burada enfekte ettikleri hücrelere göre sınıflandırmak daha uygun olacaktır.
Virüsler enfekte ettikleri konak hücreye göre:
- Bitki virüsleri
- Hayvan virüsleri
- Bakteri virüsleri (bakteriyofajlar)
- Diğer ökaryotik hücreleri enfekte eden virüsler
Örneğin; bitkileri enfekte eden tütün-mozaik virüsü, hayvanları enfekte edenkuduz virüsü, bebek ve çocuklarda ishale sebep olan Rotavirüs gibi.
Virüslerin Hücre Yapıları
Virüsler 20-300 nanometre boyutlarında olduğundan normal mikroskopla görülemez ancak elektron mikroskobu ile görülebilir. Elektron mikroskopları 1.000.000 kattan daha fazla görüntü büyütmeyi sağlar. Elektron mikroskobu ile yapılan incelemeler sonucunda virüsler yapısal olarak aşağıdaki kısımlardan oluşmaktadır:
- Nükleik asit
- Kapsid
- Kuyruk ve kuyruk lifleri
- Viral zarf
- Kapsomer
- Diğer yapısal elemanlar
Nükleik Asit: Genetik materyal olarak yapılarında bir tane nükleik asit bulunur (ya DNA ya da RNA). Virüs nükleik asitlerinin bazıları tek iplikli bazıları ise çift iplikli olup doğrusal, halkasal veya parçacıklar şeklindedir.
Kapsid: Nükleik asidi olumsuz etkilerden koruyan yapıya kapsid adı verilir. Görevleri arasında:
- Nükleik asidi dış etkenlerden koruma,
- Virüsün şeklini sağlama,
- Hücre dışında yaşama,
- Yeni hücrelere girmeye olanak sağlama,
- Virüsün konak hücreye yapışmasını sağlama gibi görevler vardır.
Hücre dışında bulunurken virüs protein ile çevrili bir nükleik asit içerir. Bu fazda virüs partikülü virion (nükleik asit + kapsid) olarak da adlandırılır.
Viral Zarf: Bazı virüslerin dışarısında kapsidide koruyan bir dış örtü mevcuttur. Buna viral zarf veya membran örtü adı verilir.
Değişik morfolojideki virüslerin yapısı
Virüs kapsidleri genel olarak üç çeşit morfolojiye sahiptir: Helikal, kübik ve kompleks yapılı virüslerdir.
Helikal Simetrili Virüsler: Silindirik bir yapıdır. Yapısal birimler bir eksen etrafında heliks olacak şekilde dizilmiştir. Nükleik asit olarak sadece RNA içerir. İnsanlarda enfeksiyon oluşturanlar zarflı yapıdadır. Örneğin; Rabdovirüsler ve Paravirüsler bu helikal simetriye sahiptir.
Kübik Simetrili Virüsler: 20 tane eşkenar üçgen yüzeye sahiptir. Nükleik asit olarak hem DNA hem de RNA bulundurabilir. Örneğin; Adenovirüsler, Picorco virüsler bu yapıya sahiptir.
Kompleks Yapılı Virüsler: Karmaşık yapıya sahiptirler ancak bir tuğlayı andıran görünümdedir. Örneğin; Pox virüsler, Herpes virüsleri kompleks yapılı virüslerdir.
Bakteriyofaj, İnterferon, Viroid ve Prion
Virüsler dış ortamda yaşamlarını sürdüremez. Bunun için canlı bir organizmaya ihtiyaçları vardır. Bu özellikleri nedeniyle mutlak hücre içi paraziti olarak bilinirler. Virüsler farklı canlılardaki bakterileri enfekte etme özelliğine sahiptir. Bu virüslerden bakterileri enfekte ederek yaşamlarını devam ettiren virüslere bakteriyofaj denir.
Virüslerin neden olduğu enfeksiyonları engellemek için antibiyotik maddeler etkisiz kalmaktadır ancak bazı vücut yapıları zararlı mikroorganizmalarla mücadele edebilmektedir.
İnterferon (kısaca İFN) adı verilen vücut hücrelerinin çoğunluğunca sentezlenen ve bakterilere, parazitlere, virüslere ve urlara karşı etki gösteren bir proteindir.En çok bilinen türleri interferon alfa (Akyuvarlarca üretilir.) ve interferon beta (Diğer hücrelerce üretilir.)’dır.
Viroidler, enfeksiyon yapıcı özellikteki RNA molekülleridir. Gerçek hücre yapısına sahip olmamasıyla bakteri, küf, maya, protoza ve alglerden ayrılırken; kapsid içermedikleri içinde virüslerden ayrılırlar. Önemli pek çok bitki hastalığına neden oldukları için tarımsal öneme sahiptirler. Turunçgillerde Exocortis viroidi Akdeniz Bölgesi’nde çok yaygın görülür. Patates iğ yumru hastalığı patateslerde görülür. Şeftali, avakado, elma ve hindistan cevizinde hastalık oluştururlar. Bilinen viroid hayvan hastalığı hiç yoktur.
Prionlar, protein yapısında enfeksiyon etkeni partiküller olarak tanımlanır ve pek çok hastalığa neden oldukları düşünülmektedir. Yapılan çalışmalar, prionların sıcak, radyasyon ve kimyasal muameleye rağmen yaşadıklarını göstermiştir. Sadece protein-parçalayıcı enzimlere hassastırlar. Hayvanlarda deli dana hastalığının etmenidirler.
Virüslerin Gıda Endüstrisindeki Önemi
Virüsler gıdalarda gelişemezler. Gıdalar ve su virüsler için sadece taşıyıcı görevindedir. Virüslerin çok azı gıda kaynaklı olup büyük bir çoğunluğu gastroenterit’e (bağırsak iltihabı) neden olur. Bunlardan bazıları:
Norovirüsler: 28-35 nanometre büyüklüğünde, kılıfsız, tek iplikçikli RNA’ya sahiptir. İnsanlar bu virüse kışın yakalandığı için kış kusma hastalığı olarak adlandırılır. Aniden başlayan bulantı ve ardından gelen şiddetli kusma görülür. Gıda kaynaklı norovirüs hastalıklarının çoğu virüsün gıdaya bulaşması sonucu taşınır. Özellikle salata sosu, krema, sandviç ve fırıncılık ürünleri, midye gibi gıdaların yenmesi sonucu ortaya çıkar; ısıl işlem (60 0C), klora ve dondurmaya karşı dirençlidir.
Viral Hepatitler: Gıda kaynaklı viral enfeksiyonlarda Hepatit A ve E gıdalar aracılığı ile insana taşınır. Çiğ veya yetersiz ısıl işlem görmüş gıdalar ve kirli sulardan elde edilmiş deniz ürünlerinin tüketilmesiyle insanlara taşınır. Virüsün hedef organı karaciğerdir. Hepatit A sarılık etmenidir. Kuluçka dönemi 1 ay olup yorgunluk ve halsizlik, iştahsızlık, ateş, karın ağrısı, kusma, sarılık, koyu renkli idrar gibi belirtileri vardır. Isıtma ve kurutma işlemine dayanıklıdır. Kaynatma da ise 15-20 dk’da ölür.
Avian İnfluenza: Bir RNA virüsü olup tavuk vebası ya da kuş gribi olarak bilinir. Bu virüsün insanlara geçmesi enfekte olmuş kümes hayvanları veya virüsün bulunduğu yüzeylerle temas sonucu geçer. Isıya duyarlı olup hijyenik kurallara göre pişirilen gıdalardan insanlara geçmez.
Gıda kaynaklı diğer virüsler
