الموجات فوق الصوتية في أبحاث الفيروسات

حقائق جديرة بالمعرفة

فيروس كورونا

يشمل مصطلح فيروس كورونا فرعاً كاملاً من شجرة عائلة الفيروسات، بما في ذلك مسببات الأمراض المسؤولة عن SARS (المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة) وMERS (متلازمة الشرق الأوسط التنفسية)، إلى جانب عدة متغيرات أخرى. ويمكن تشبيه الحديث عن «فيروس كورونا» مع الإشارة إلى سلالة فيروسية خطيرة بقول «حيوان ثديي» عند المقصود بـ«الدب الأشيب». وهذا صحيح من الناحية التقنية، لكنه غير محدد بدرجة كبيرة.

الفيروسات

الفيروس جسيم مُعدٍ صغير يحتاج إلى خلية مضيفة كي يتكاثر. تغزو الفيروسات الخلايا الحية للكائنات، من الحيوانات والنباتات إلى الكائنات الحية الدقيقة، بما في ذلك البكتيريا والعتائق.

أشكال الفيروسات وأحجامها وأنواعها

بوجه عام، تكون الفيروسات أصغر بكثير من البكتيريا. ويتراوح قطر معظم الفيروسات التي دُرست حتى اليوم بين 20 و300 نانومتر. ونظراً إلى أن معظم الفيروسات جسيمات متناهية الصغر، فإن المجهر الضوئي لا يوفر تكبيراً كافياً لجعلها مرئية. ولرؤية الفيروسات ودراستها، يلزم استخدام المجاهر الإلكترونية الماسحة والنافذة (SEM وTEM، على الترتيب).

تركيب الجسيم الفيروسي الكامل

يُسمى الجسيم الفيروسي الكامل فيريوناً. ويتكون هذا الفيريون من لب داخلي من الحمض النووي، الذي قد يكون حمضاً نووياً ريبياً أو حمضاً نووياً ريبياً منقوص الأكسجين (RNA أو DNA). ويُحاط الحمض النووي بغلاف بروتيني خارجي واقٍ يُسمى القفيصة. وتتكون القفيصة من وحدات بروتينية فرعية متماثلة تُسمى القسيمات القفيصية. ويمنح لب الفيريون القدرة على إحداث العدوى، بينما توفر القفيصة النوعية للفيروس. والبريونات جزيئات بروتينية مُعدية لا تحتوي على DNA أو RNA فيروسي.

الفيروسات المغلفة مقابل الفيروسات العارية

تُعرف الفيروسات التي تمتلك غلافاً دهنياً بالفيروسات المغلفة. وهذا الغلاف هو طبقة دهنية تحيط بالقفيصة البروتينية. وتكتسب الفيروسات الغلاف من غشاء الخلية المضيفة أثناء عملية التبرعم. ومن أمثلة الفيروسات المغلفة SARS-CoV-2 وHIV وHSV وSARS أو الجدري.
لا تمتلك الفيروسات العارية هذا الغلاف لأنها تخرج من الخلية عن طريق تحللها. ومع ذلك، يمكن لبعض الفيروسات تكوين «شبه غلاف» يحيط بالقفيصة الفيروسية بالكامل، لكنه يخلو من البروتينات السكرية الفيروسية. ومن أمثلة الفيروسات العارية فيروس شلل الأطفال وفيروس نودا والفيروس الغدي وSV40.

مورفولوجيا الفيروسات

تُميَّز أربعة أنواع مورفولوجية رئيسية للفيروسات، وهي الحلزوني، والعشروني الوجوه، والمستطيل، والغلاف. وتوجد أيضاً ما يُسمى بالمورفولوجيات الفيروسية المعقدة.
تُحدد مورفولوجيا الفيروس بقفيصته وشكلها. وتُبنى القفيصة من بروتينات يشفّرها الجينوم الفيروسي. ويُعد شكل القفيصة أساس التمييز المورفولوجي. وتتجمع الوحدات البروتينية الفرعية التي يشفّرها الفيروس، وتُسمى القسيمات القفيصية، ذاتياً لتكوين قفيصة، وهو ما يتطلب عادةً وجود جينوم الفيروس.
الفيروسات الحلزونية: تمتلك الفيروسات الحلزونية قفيصة يمكن وصف شكلها بأنه خيطي أو عصوي. ويحتوي الشكل الحلزوني على تجويف مركزي يضم الحمض النووي. وبحسب ترتيب القسيمات القفيصية، يمنح الشكل الحلزوني قفيصة الفيروس مرونة أو صلابة.
الفيروسات العشرونية الوجوه: تتكون قفيصة الفيروس العشروني الوجوه من وحدات فرعية متماثلة (قسيمات قفيصية) تشكل مثلثات متساوية الأضلاع، تنتظم بدورها بصورة متناظرة. ويوفر الشكل العشروني الوجوه تكويناً شديد الاستقرار للقفيصة، مع حيز واسع للحمض النووي.
الفيروسات المستطيلة: الشكل المستطيل أحد أشكال الشكل العشروني الوجوه، ويوجد في العاثيات البكتيرية.
الفيروسات المغلفة: تمتلك بعض الفيروسات غلافاً مكوناً من الفوسفوليبيدات والبروتينات. ولتجميع الغلاف، يستخدم الفيروس أجزاءً من غشاء خلية مضيفه. ويعمل الغلاف كطبقة واقية للقفيصة، مما يساعد على حماية الفيروس من الجهاز المناعي للمضيف. وقد يحتوي الغلاف أيضاً على جزيئات مستقبلات تُمكّن الفيروس من الارتباط بالخلايا المضيفة وتُسهّل إصابة الخلايا بالعدوى. فمن جهة، يُسهّل الغلاف الفيروسي إصابة الخلايا بالعدوى؛ ومن جهة أخرى، يجعل الغلاف الفيروسي الفيروس أكثر عرضة للتعطيل بفعل العوامل البيئية، مثل المنظفات (كالصابون) التي تفكك الوحدات الدهنية المكونة للغلاف.
الفيروسات المعقدة: يُحدد الفيروس المعقد ببنية قفيصة ليست حلزونية بحتة ولا عشرونية الوجوه بحتة. وقد تمتلك الفيروسات المعقدة أيضاً مكونات إضافية، مثل ذيول بروتينية أو جدار خارجي معقد. وتُعرف كثير من فيروسات العاثيات ببنيتها المعقدة التي تجمع بين رأس عشروني الوجوه وذيل حلزوني.

جينوم الفيروس

تمتلك الأنواع الفيروسية تنوعاً هائلاً في البنى الجينومية. وتحتوي مجموعة الأنواع الفيروسية على تنوع بنيوي جينومي يفوق ما لدى النباتات أو الحيوانات أو العتائق أو البكتيريا. وتوجد ملايين الأنواع المختلفة من الفيروسات، رغم أن نحو 5,000 نوع فقط وُصف بالتفصيل حتى الآن. وهذا يترك مجالاً واسعاً لأبحاث الفيروسات المستقبلية.