علم الفيروسات - Virology Lecture Notes PDF

‫علم الفيروسات‬ ‫‪ : 1‬مقدمه عن علم الفيروسات‬  ‫علم الفيروسات ‪Virology‬‬ ‫ هو العلم الذي يبحث في ماهية الفيروسات وخصائصها‬ ‫الطبيعية والكيميائية والبيولوجية‪ ،‬واألمراض التي تسببها‬ ‫لإلنسان والحيوان والنبات و األحياء األخرى وكيفية مقاومتها‬ ‫أو األستف...

‫علم الفيروسات‬ ‫‪ : 1‬مقدمه عن علم الفيروسات‬  ‫علم الفيروسات ‪Virology‬‬ ‫ هو العلم الذي يبحث في ماهية الفيروسات وخصائصها‬ ‫الطبيعية والكيميائية والبيولوجية‪ ،‬واألمراض التي تسببها‬ ‫لإلنسان والحيوان والنبات و األحياء األخرى وكيفية مقاومتها‬ ‫أو األستفاة منها‪.‬‬ ‫ وقد اشتقت كلمة فيرولوجي (علم الفيروسات) من أصل التيني‬ ‫لكلمة فيروس ‪ virus‬والتي تعني سم‪.‬‬  ‫نبتة مصابة بمرض تبرقش التبغ‬ ‫لمحة تاريخية ‪...‬‬ ‫فيسكي‬ ‫ايفانو‬ ‫العالم‬ ‫ قام‬ ‫‪1892‬م‪،‬‬ ‫عام‬ ‫(‪)Ivanowsky‬‬ ‫باالستدالل على وجود الفيروس‪،‬‬ ‫عندما كان يبحث عن مسبب مرض‬ ‫تجعد أوراق التبغ وتبرقشها‪ ،‬حيث‬ ‫تظهر بقع من دون لون على الورقة‬ ‫بشكل فسيفسائي )‪ )Mosaic‬ومع‬ ‫تقدم المرض تصفر األوراق وتذبل ثم‬ ‫تسقط ويموت النبات‪.‬‬ ‫▪ وقد تبين له أن مسبب المرض أصغر من البكتيريا‪ ،‬حيث انه نفذ عبر‬ ‫المرشحات البكتيرية‪ ،‬وذلك عندما أخذ أوراق من نبات مصاب وطحنه‪ ،‬ثم أخذ‬ ‫العصارة المستخلصة منه ورشها على أوراق نبات غير مصاب‪ ،‬فانتقل المرض‬ ‫الى النبات‪ ،‬وأدرك أن مسبب المرض يوجد في هذه العصارة‪ ،‬ولكنه لم‬ ‫يستطع رؤيتها مجهريا‪.‬‬ ‫▪ وقد أطلق على مسبب هذا المرض اسم فيروس‪ ،‬والذي يعني بالالتينية‬ ‫" ُّ‬ ‫السم" ؛ ألن أثرها يشبه أثر السم‪ ،‬وهكذا افترض العلماء وجود دقائق اصغر‬ ‫من البكتيريا‪ ،‬واستمر هذا االعتقاد حتى اكده العالم بجرنك ( )‪Beijerinck‬‬ ‫عام ‪1898‬م‪.‬‬ ‫ ثم تمكن العالم ستانلي عام ‪1935‬م من عزل فيروس تبرقش التبغ كيميائياً‪،‬‬ ‫على شكل بلورات‪ ،‬وأطلق عليه فيروس تبرقش التبغ‬ ‫(‪ ،(Tobacco Mosaic Virus-TMV‬ثم اكتشف تركيبه‬ ‫باستخدام المجهر االلكتروني‪ ،‬وتبين أنه ال يتركب من خاليا‪ ،‬لعدم احتوائه على‬ ‫النواة والسيتوبالزم‪ ،‬ومنذ اكتشاف ستانلي تم التعرف على العديد من‬ ‫الفيروسات باستخدام المجهر االلكتروني‪ ،‬والذي اخترع في الثالثينيات‪.‬‬ ‫ الحصول على أول صور للفيروسات بعد اختراع المجهر االلكتروني عام‬ ‫‪ 1931‬من قبل المهندسا االلمانيان ارنست روسكا وماكس نول‪.‬‬ ‫بناءاً على القصة التاريخية السابقة يمكن أن تستخلص أن‪:‬‬ ‫‪. -1‬حجمًالفيروسًأصغرًمنًحجمًالبكتيريا‪.‬‬ ‫‪.2‬الفيروسًالًيمكنًرؤيتهًاالًبالمجهرًااللكتروني‬ ‫‪.3‬الفيروسًالًيتركبًمنًخالياًأيًأنه ال خلوي‪.‬‬  ‫تعریف الفيروسات‬ ‫ تعريفًباودنًعامً‪ 1950‬م‪ :‬الفيروسًمسببًممرضًإجباريً‬ ‫التطفلًتقلًأقطارهًعنً‪ 200‬نانوميترًفيًمعظمها‪.‬‬ ‫ تعريفًلوفً‪ 1959‬مً‪ :‬الفيروساتًوحداتًداخلًخلويةًذاتً‬ ‫قدرةًممرضةًوطورًمعدًوھىًتحتويًعلىًنوعًواحدًمنً‬ ‫األحماضًالنووية‪.‬وتتكاثرفيًصورةًمادتهاًالوراثيةً‪ ,‬وغيرًقادرةً‬ ‫علىًالنموًواالنقسامًاالنشطاري‬ ‫ تعريفًباودنً‪ 1964‬مً‪ :‬الفيروساتًوحداتًتحتًمجهريهًمعديةً‬ ‫تتكاثرًفقطًداخلًالخالياً‪ ,‬وإنهاًذاتًقابليةًأمراضية‪.‬‬ ‫ملخص تعريف الفيروسات ؟؟؟؟؟‬  ‫خصائص الفيروسات‬ ‫‪6‬‬  ‫توجدًالفيروساتًفيًكلًالبيئات‪.‬‬ ‫‪.1‬‬ ‫تجمعًالفيروساتًبينًخصائصًاألحياءًوالموادًالغيرًحيةً‬ ‫‪.2‬‬ ‫(الجماد)‪.‬‬ ‫فهيًتشبهًالموادًالغيرًحيةًفيًعدمًقدرتهاًعلىًالتنفس‪ً،‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫والتغذية‪ً،‬واالخراج‪ً،‬وقدرتهاًعلىًالتبلور‪ً،‬كماًفيًالموادً‬ ‫الكميائيةًالصلبة‪ً،‬حيثًيمكنًمعالجتهاًكميائيا‪ً،‬مثلًامكانيةً‬ ‫ترسيبهاًمنًالمحاليل‪.‬كماًانهاًالًتظهرًنشاطاًايضياًمميزاً‬ ‫االًاذاًتواجدتًداخلًالخالياًالحيةًلعوائلهاً(ايًالًيمكن‬ ‫زراعةًوتنميةًالفيروساتًمخبرياًعلىًايًوسطًمغذيً‬ ‫صناعي)‪.‬‬ ‫الفيروسًلهًشكلًوحجمًووزنًجزيئيًثابتًالًيتغيرً‬ ‫‪.4‬‬ ‫(الينمو)‪.‬‬ ‫‪7‬‬ ‫ وبالمقابل فهي تشبة االحياء في انها تصيب الكائنات الحية مسببة‬ ‫لها االمراض كما انها تتكاثر وتحدث بها طفرات‪.‬‬ ‫ اھم الصفات التي تميز الفيروسات عن االحياء االخرى ما يلي ‪:‬‬ ‫‪- 1‬تتميز الفيروسات عامة بصغر الحجم وعدم امكانية رؤيتها اال بإستخدام‬ ‫المجهرااللكتروني ‪.‬كما انها تمرعبر ادق المرشحات البكتيرية‪.‬‬ ‫‪- 2‬تتصف الفيروسات بالتطفل االجباري المطلق الداخل خلوي‪ ،‬وذلك الستخدامها‬ ‫رايبوسومات خاليا العائل في تضاعفها ‪ ،‬وال يمكنها القيام بالوظائف الحيوية المختلفة‬ ‫اال اذا كانت داخل خاليا الكائن الحي العائل ‪ ،‬هي ال تتكاثر وال تقوم بأنشطتها األيضية‬ ‫إال وهي داخل الخلية العائل‪.‬‬ ‫‪ -3‬كما انها تكون في غالب االحيان متخصصة في التطفل (حيث تصيب جنس او نوع‬ ‫محدد من الكائنات الحية)‪.‬‬ ‫الحشرات‬ ‫‪8‬‬ ‫فيروسات نباتية ‪ -‬فيروسات حيوانية ‪ -‬فيروسات بكترية –فيروسات االنسان – فيروسات‬  ‫‪ -5‬ليس لها القدرة على الحركة ‪non-motile‬‬ ‫ال تحتوي علي ريبوسومات و لكن تعتمد علي خاليا العائل في تصنيع‬ ‫البروتينات الخاصة بها‪.‬‬ ‫‪ -6‬يتكون الفيروس اساسا من نوع واحد من الحامض النووي اما ‪DNA‬‬ ‫او ‪ RNA‬ومن علبة او محفظة من البروتين (الكابسيد) وبعض‬ ‫الفيروسات قد تتكون عالوةً على ذلك من غالف من الدھون او‬ ‫الكربوھيدرات ‪.‬‬ ‫‪ -7‬الفيروسات كائنات ال خلوية (ليس لها تركيب خلوي واضح)‪ ،‬اي‬ ‫ليس للفيروسات القدرة على النمو او التكاثر باالنشطار ‪ ،‬ولكن تتضاعف‬ ‫بطريقة خاصة تعتمد على المادة الوراثية لها كما ان الوظائف الحيوية‬ ‫التي يتميز بها اي كائن حي غائبة (صفات جمادية)‪.‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪ -8‬يعتبر الفيروس خامال ايضيا النه ال يحتوي على المعلومات الوراثية‬ ‫الالزمة لتكوين االنظمة الخلوية النتاج الطاقة بواسطة االنزيمات‬ ‫المؤكسدة والمختزلة ‪ ،‬بينما تحتوي االحياء الخلوية على انظمة انتاج‬ ‫الطاقة ولذلك فأن الفيروس يكون ھادئاً ساكنا خارج الخلية ‪ ،‬وال ينشط اال‬ ‫عندما يدخل الخلية العائلة التي يتوفر له فيها كل االحتياجات التي تنقصه‬ ‫والالزمه لعملياته الحيوية وتكاثره (صفات جمادية)‬ ‫‪ -‬لذا يسمى الفيروس الخامل خارج الخلية دقيقة فيروسية ‪virus‬‬ ‫‪ particle‬اما عندما يوجد داخل الخلية ويحدث اصابة فأنه يسمى‬ ‫فيروساً حياً او فيريون ‪virion‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪ -9‬يمكن زراعة الفيروسات واكثارھا في الخاليا الحية لعوائلها‬ ‫وانتاج اعراض مرضية محددة بعد فترة تحضين معينة ‪ ،‬مثلها‬ ‫في ذلك مثل المسببات المرضية من الكائنات الحية (صفات‬ ‫إحيائية) وال يمكن ان تنمى في اية اوساط او منابت صناعية‬ ‫(مثل تنمية البكتيريا والفطريات)‪.‬‬ ‫‪ -10‬تتميز بقدرتها على انتاج سالالت متطفرة اذا تعرضة‬ ‫لبعض العومل المستحثة على احداث الطفرة مثل بعض‬ ‫االشعاعات او الكيماويات (صفات احيائية)‪.‬‬ ‫‪11‬‬  ‫‪ -11‬تختلف الفيروسات في مدى تحملها لدرجات الحرارة العالية‬ ‫فبعضها يهلك مع ارتفاع درجات الحرارة عند نقاط حرارة مميته‬ ‫محددة(مثل البكتيريا والفطريات) (صفات احيائية) كما يمكن لبعض‬ ‫الفيروسات ان تتحمل الحرارة والجفاف لعدة سنوات ‪.‬‬ ‫‪ -12‬ال تتأثر الفيروسات الممرضة للعالج بالمضادات الحيوية‪ ،‬بينما‬ ‫تستجيب الكائنات الممرضة االخرى (البكتريا والفطريات) للعالج‬ ‫بالمضادات الحيوية المختلفة ‪.‬‬ ‫‪ -13‬االجسام المحتواة (‪ (Inclusion bodies‬وھي تتكون نتيجة‬ ‫االصابة الفيروسية و توجد في خاليا العائل في السيتوبالزم او النواة‬ ‫(لالنسجة)‪.‬‬ ‫‪12‬‬ 13  ‫تركيب الفيروسات‬ ‫ تتكون الفيروسات من جزئين أو ثالثة أجزاء‪:‬‬ ‫)‪ (1‬حمضضن نضضووي (الجينضضوم)‪ DNA :‬أو ‪( RNA‬نقضضل الصضضفات الوراثيضضة مضضن‬ ‫جيل الخر)‬ ‫)‪ (2‬غطضضضاء بروتينضضضي يضضضدعى بالكاب ضضضيد والضضضمي يحضضضي بضضضالجينوم الفيروسضضضي ‪:‬‬ ‫)‪( protein coat (capsid‬حمايضة المضادة النوويضة و ي ضاعد فضي التصضا‬ ‫الفيروس علضي خليضة العائضلم كمضا انضل يحمضل الصضفات االنتيجيضة لفيضروسم‬ ‫وهو يتكون من وحدات ت مى ‪Capsomeres‬‬ ‫)‪ (3‬غالف دهني )‪ : (Envelope‬بعن الفيروسات لديها غالف دهنضي يحضي‬ ‫بها عند وجودها خارج الخلية العائضل يحمضل بروتينضات سضكريةم ( يلعض دورا‬ ‫هي التصا الفيروس بخلية العائل)‪.‬‬  ‫فيروس نقص‬ ‫المناعة‬ ‫الغالف‬ ‫بروتينات‬ ‫المكتسبة‬ ‫الدهني‬ ‫سكرية‬ ‫الفيروسي‬ ‫الكابسومير‬ ‫الكابسيد‬ ‫‪15‬‬  ‫حجم الفيروس‬ ‫ تتباين الفيروسات في أحجامها فمنها ماهو صغير جدا ومنها ماهو كبير‬ ‫الحجم نسبيا‬ ‫ وتقاس أحجام الفيروسات بالنانومتر‪ ،‬ويتراوح حجم الفيروسات بين ‪20‬‬ ‫– ‪ 300‬نانوميتر ‪ ،‬وعلى ذلك ال ترى الفيروسات إال بفحصها بواسطة‬ ‫المجهر االلكتروني‪.‬‬ ‫وتقسم الفيروسات حسب الحجم الى عدة اقسام وهي ‪:‬‬ ‫‬ ‫‪- 1‬فيروسات كبيرة الحجم (‪ 300-200‬نانوميتر)‪ :‬مثل فيروس الجدري ‪.‬‬ ‫‪- 2‬فيرووسات وسطية(‪ 150-75‬نانوميتر)‪ :‬مثل فيروس النكاف والحصبة ‪.‬‬ ‫‪- 3‬فيروسات صغيرة الحجم(‪ 30-20‬نانوميتر) ‪ :‬مثل فيروس شلل االطفال ‪.‬‬  ‫حجم‬ ‫الفيروسات‬ ‫‪17‬‬  ‫تقسيم الفيروسات‬ Viral classification 18 ‫ يعد تقسيم الفيروسات غير مرضي بدرجه كبيرة‬ ‫مقارنه بتقسيم البكتريا واالحياء الدقيقة الخلوية‬ ‫االخري و يرجع ھذا جزئياً الي نقص المعرفة عن‬ ‫اصل تاريخها التطوري‪.‬وبداية من ‪ 1971‬طورت‬ ‫اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات نظام تقسيم موحد‬ ‫حيث تقسم فيه الفيروسات الي ‪ 75‬عائلة و تتحدد‬ ‫صفات العائالت تبعاً لالتي‪:‬‬ 20 21 22  )ICTV) ‫تصنيف اللجنل الدولية لتصنيف الفيروسات‬ International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) system ً‫ يختلفًنظامًالتسميةًعنًنظامًالتصنيفًالحديثًحيثًان‬ )Italics)ً‫ تكتيًمائلة‬orders and families ً‫اسماء‬ Viral classification starts at the level of order and continues as follows, with the taxon suffixes given in italics: Order (-virales) Family (-viridae) Subfamily (-virinae) Genus (-virus) Species 23  ‫‪Baltimore classification‬‬ ‫تق يم بالتيمور‬ ‫فيًھذاًالنظامًتقسمًالفيروساتًاليً ‪ classes‬اعتماداًعلي‪:‬‬ ‫ ‬ ‫نوعًالجينومًللفيروسً(‪(DNA or RNA‬‬ ‫ ‬ ‫نوعًوطريقهًالتضاعفً‪replication‬‬ ‫ ‬ ‫طريقةًالنسخً‪Transcription‬‬ ‫ ‬ ‫‪24‬‬ Viruses can be placed in one of the seven following groups: 1. dsDNA viruses (e.g. Adenoviruses, Herpesviruses, Poxviruses) 2. ssDNA viruses (+ strand or "sense") DNA (e.g. Parvoviruses) 3. dsRNA viruses (e.g. Reoviruses) 4. (+)ssRNA viruses (+ strand or sense) RNA (e.g. Picornaviruses, Togaviruses) 5. (−)ssRNA viruses(− strand or antisense) RNA (e.g. Orthomyxoviruses, Rhabdoviruses) 6. ssRNA-RT viruses(+ strand or sense) RNA with DNA intermediate in life-cycle (e.g. Retroviruses) 7. dsDNA-RT viruses DNA with RNA intermediate in life-cycle (e.g. Hepadnaviruses) 26 ‫‪Home work …..‬‬ ‫س‪ )1‬ماًھوًالفيروسً؟؟‬ ‫س‪ )2‬ماًھوًتركيبًالفيروسً؟ًمعًالرسمًوًذكرًالوظائفًالخاصهً‬ ‫بالتركيب؟؟‬ ‫س‪ )3‬اذكرًالصفاتًالحيويةًللفيروس؟؟‬ ‫س‪ )4‬اذكرًالصفاتًالغيرًحيويهً(الصفاتًالجماديةًللفيروس)‬ ‫س‪ )5‬ھلًيمكنًتقسيمًالفيروساتًبالنظامًالتصنيفًالحديث؟؟ لماذا؟؟‬ ‫س‪ )6‬ماًھيًالعواملًالتيًيتمًتقسيمًالفيروساتًعليهاًحسبًنظامًاللجنهً‬ ‫الدوليةًلتصنيفًالفيروسات؟‬ ‫س‪ /// //// /// //// /// // // // // // // )7‬حسبًبلتيمور؟؟ًوً‬ ‫ماًھيًالمجاميعًالسبعهًالناتجهًعنًھذاًالتقسيم؟؟ً‬ ‫‪27‬‬ 28