3-1: الفيروسات والبريونات
انظر إلى أعلى الصفحة: عنوان الدرس هو الفيروسات والبريونات. الفيروسات ليست خلايا؛ فهي مجرد شريط من مادة وراثية يقع ضمن غلاف من البروتين، ولأنها كذلك، فهي لا تتحرك ولا تستخدم الطاقة ولا تتكاثر بنفسها بل تعتمد على خلايا المخلوقات الأخرى. انظر إلى الجدول في الأسفل: يوضح أمراضاً فيروسية تصيب الإنسان ومقسّمة حسب الفئات؛ فعلى سبيل المثال، الإيدز والقوباء التناسلية تنتقل عن طريق الجنس، بينما النكاف وجدري الماء تخص مرحلة الطفولة، والرشح والأنفلونزا تخص الجهاز التنفسي. لاحظ كيف تربط الآية الكريمة في الصفحة بين تنظيم العلاقات وحماية المجتمع من الأمراض الجسدية والنفسية، حيث جعل الله الزواج طريقاً آمناً يحمي الإنسان من الأمراض الخطيرة التي تنتقل بالطرق غير الشرعية.
تعد الفيروسات والبريونات أصغر التراكيب المسببة للمرض وأقل تعقيداً من البكتيريا، وهي تهاجم الخلايا وتغير وظائفها الحيوية رغم أنها لا تعد مخلوقات حية لعدم امتلاكها خصائص الحياة كالاستقلاب والتكاثر الذاتي. يتكون الفيروس أساساً من مادة وراثية إما DNA أو RNA محاطة بغلاف بروتيني يسمى محفظة الفيروس، بينما البريونات هي دقائق بروتينية معدية تتكون بسبب طفرة تجعل البروتين يطوي شكله الطبيعي بشكل خاطئ لتسبب اعتلال الدماغ الإسفنجي. تتم عملية تكثر الفيروسات داخل خلايا العائل عبر دورات رئيسية تشمل دورة التحلل التي تنتج نسخاً جديدة وتفجر الخلية، والدورة الاندماجية التي يندمج فيها الفيروس مع كروموسوم العائل ويبقى كامناً، إضافة إلى الفيروسات الارتجاعية مثل فيروس نقص المناعة المكتسبة HIV الذي يستخدم إنزيم النسخ العكسي لتحويل RNA إلى DNA داخل خليا الإنسان. كمثال سريع، يلتصق فيروس الرشح بخلايا الجهاز التنفسي مستخدماً مستقبلات خاصة ليدخل ويدمر الخلايا مسبباً ظهور الأعراض.
الفكرة الأساسية
الفيروسات والبريونات تراكيب دقيقة غير حية تهاجم خلايا المخلوقات الحية وتغير وظائفها لتسبب الأمراض، وتتميز الفيروسات بامتلاك مادة وراثية داخل محفظة بروتينية بينما تتكون البريونات من بروتينات متطوية بشكل خاطئ.
الشرح
الفيروسات ليست مخلوقات حية لعدم توفر خصائص الحياة فيها، فهي لا تحتوي على عيضات للحصول على الغذاء، ولا تتنفس، ولا تتكاثر إلا بالاعتماد على خلايا عائل أخرى. تتراوح أحجام الفيروسات بين إلى نانومتر، وتتكون من جزأين أساسيين على الأقل هما مادة وراثية ومحفظة خارجية من البروتينات تسمى محفظة الفيروس. تصنف الفيروسات بناء على حمضها النووي إلى فئات تحتوي DNA أو فئات تحتوي RNA. لكي يتكاثر الفيروس، يلتصق أولاً بخلايا العائل باستخدام مستقبلات على الغشاء البلازمي للخلية، ثم تدخل المادة الراثية إلى السيتوبلازم وتتحطم المحفظة لتوجيه خلية العائل نحو التضاعف عبر إحدى طريقتين: دورة التحلل التي تصنع فيها الخلية نسخاً من الفيروس وتتدمير بانفجارها، أو الدورة الاندماجية حيث يندمج الحمض الوراثي الفيروسي مع كروموسوم خلية العائل ويبقى كامناً لفترة طويلة قبل أن ينشط. أما الفيروسات الارتجاعية فهي فيروسات تحوي RNA وتستخدم إنزيم النسخ العكسي لتكوين DNA داخل خلية العائل ليندمج مع كروموسوماتها مثل فيروس HIV. في المقابل، البريونات دقائق بروتينية معدية تنشأ نتيجة طفرة في الجينات تغير الشكل الطبيعي للبروتين ليطوى بشكل خاطئ عدة مرات، مما يؤدي إلى تراكمه وتدمير الخلايا العصبية مسبباً أمراض اعتلال الدماغ الإسفنجي.
مثال محلول خطوة بخطوة
إذا تعرض شخص لفيروس يتكاثر بدورة التحلل التي تستغرق أربعة أيام لظهور الأعراض، وكان الفيروس يلتصق بخلية واحدة في اليوم الأول، وتنتج الخلية الواحدة بعد التضاعف الكامل فيروس جديد يخرج بانفجارها لتصاب خلايا جديدة بنفس المعدل كل يوم، فاحسب عدد الفيروسات الجديدة المحررة بعد مرور يومين من انتهاء دورة التحلل الأولى. الخطوة الأولى: في نهاية دورة التحلل الأولى (اليوم الرابع)، تنفجر الخلية الأولى وتخرج فيروس جديد. الخطوة الثانية: في اليوم الخامس، يلتصق كل فيروس من الـ فيروس بخلية جديدة وتتضاعف داخلها. الخطوة الثالثة: في اليوم السادس، تنفجر الـ خلية المصابة لتنتج كل خلية فيروس جديد. الخطوة الرابعة: احسب إجمالي الفيروسات الجديدة بضرب عدد الخلايا المنفجرة في عدد الفيروسات الناتجة عن كل خلية، فيكون الناتج فيروس جديد.
أخطاء شائعة
- الاعتقاد بأن الفيروسات مخلوقات حية لأنها تسبب الأمراض وتتضاعف، والصواب أنها لا تعد حية لغياب عمليات الاستقلاب الذاتي وعدم امتلاكها عيضات.
- الخلط بين دورة التحلل والدورة الاندماجية، حيث تتسبب الأولى في تحلل الخلية وانفجارها سريعاً لإنتاج الفيروسات، بينما تظل المادة الراثية في الثانية كامنة ومندمجة مع كروموسوم العائل لفترة طويلة.
- الظن بأن جميع الفيروسات تحوي DNA، بينما تحتوي الفيروسات الارتجاعية على RNA وتعتمد على إنزيم النسخ العكسي.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الفرق الأساسي في التركيب بين الفيروسات والبريونات؟ الإجابة: الفيروسات تتكون من مادة وراثية DNA أو RNA محاطة بمحفظة بروتينية، بينما البريونات تتكون من بروتينات فقط من دون مادة وراثية ولكنها مطوية بشكل خاطئ بسبب طفرة جينية. السؤال الثاني: لماذا تصنف بعض الفيروسات مثل فيروس نقص المناعة المكتسبة HIV على أنها فيروسات ارتجاعية؟ الإجابة: لأن مادتها الراثية مكونة من RNA وليست DNA، وتستخدم إنزيم النسخ العكسي لتحويل RNA إلى DNA داخل خلية العائل ليتمكن من الاندماج مع كروموسوماتها.