อัลตราโซนิกในการวิจัยไวรัส

ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้

โคโรนาไวรัส

คําว่าไวรัสโคโรนาประกอบด้วยแผนผังครอบครัวไวรัสทั้งสาขา รวมถึงเชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคที่อยู่เบื้องหลังโรคซาร์ส (กลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง) MERS (กลุ่มอาการทางเดินหายใจตะวันออกกลาง) และสายพันธุ์อื่นๆ การพูดถึง "ไวรัสโคโรนา" และการอ้างถึงสายพันธุ์ไวรัสที่เป็นอันตรายสามารถเปรียบเทียบได้กับการพูดว่า "สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม" เมื่อหมายถึง "หมีกริซลี่" มันถูกต้องในทางเทคนิค แต่ไม่เฉพาะเจาะจงมาก

ไวรัส

ไวรัสเป็นอนุภาคติดเชื้อขนาดเล็กที่ต้องการเซลล์โฮสต์เพื่อจําลองตัวเอง ไวรัสบุกรุกเซลล์ที่มีชีวิตของสิ่งมีชีวิต ตั้งแต่สัตว์และพืชไปจนถึงจุลินทรีย์ รวมถึงแบคทีเรียและอาร์เคีย

รูปร่าง ขนาด และประเภทของไวรัส

โดยทั่วไปไวรัสมีขนาดเล็กกว่าแบคทีเรียอย่างมีนัยสําคัญ ไวรัสส่วนใหญ่ที่ได้รับการศึกษาจนถึงปัจจุบันมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 20 ถึง 300 นาโนเมตร เนื่องจากไวรัสส่วนใหญ่เป็นอนุภาคขนาดเล็กกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลจึงไม่มีกําลังขยายเพียงพอที่จะทําให้มองเห็นได้ ในการดูและศึกษาไวรัส จําเป็นต้องมีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนและส่งผ่าน (SEM และ TEM ตามลําดับ)

องค์ประกอบของ Virion

อนุภาคไวรัสที่สมบูรณ์เรียกว่าไวรัส ไวรัสดังกล่าวประกอบด้วยแกนกลางด้านในของกรดนิวคลีอิก ซึ่งอาจเป็นได้ทั้งไรโบนิวคลีอิกหรือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (RNA หรือ DNA) กรดนิวคลีอิกล้อมรอบด้วยเปลือกโปรตีนด้านนอกที่ป้องกันที่เรียกว่าแคปซิด แคปซิดทําจากหน่วยย่อยของโปรตีนที่เหมือนกันที่เรียกว่าแคปโซเมียร์ แกนกลางของไวรัสให้การติดเชื้อในขณะที่แคปซิดให้ความจําเพาะต่อไวรัส พรีออนเป็นโมเลกุลโปรตีนที่ติดเชื้อซึ่งไม่มี DNA หรือ RNA ของไวรัส

ไวรัส Enveloped vs Naked

ไวรัสที่มีซองไขมันเรียกว่าไวรัสซองไขมัน ซองจดหมายที่เรียกว่าเป็นสารเคลือบไขมันที่ล้อมรอบแคปซิดโปรตีน ไวรัสใช้ซองจดหมายจากเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ในระหว่างกระบวนการแตกหน่อ ตัวอย่างสําหรับไวรัสที่ห่อหุ้ม ได้แก่ SARS-CoV-2, HIV, HSV, SARS หรือไข้ทรพิษ
ไวรัสเปลือยไม่มีซองนี้เพราะพวกมันออกจากเซลล์โดยการสลาย อย่างไรก็ตาม ไวรัสบางชนิดสามารถพัฒนา "กึ่งซอง" ที่ห่อหุ้มแคปซิดของไวรัสอย่างสมบูรณ์ แต่ปราศจากไกลโคโปรตีนของไวรัส ตัวอย่างสําหรับไวรัสเปลือย ได้แก่ โปลิโอไวรัส โนดาไวรัส อะดีโนไวรัส และ SV40

สัณฐานวิทยาของไวรัส

ไวรัสทางสัณฐานวิทยาหลักสี่ประเภทมีความโดดเด่น ได้แก่ Helical, Icosahedral, Prolate และ Envelope นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่าสัณฐานวิทยาของไวรัสที่ซับซ้อน
สัณฐานวิทยาของไวรัสถูกกําหนดโดยแคปซิดและรูปร่างของมัน แคปซิดสร้างขึ้นจากโปรตีนที่เข้ารหัสโดยจีโนมของไวรัส รูปร่างแคปซิดเป็นพื้นฐานสําหรับความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา หน่วยย่อยโปรตีนที่เข้ารหัสไวรัสที่เรียกว่าแคปโซเมอร์จะประกอบตัวเองเพื่อสร้างแคปซิด ซึ่งโดยปกติแล้วต้องมีจีโนมของไวรัส
ไวรัสเกลียว: ไวรัสเกลียวมีรูปแบบแคปซิดที่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นเส้นใยหรือรูปแท่ง รูปร่างเกลียวมีโพรงตรงกลางที่ล้อมรอบกรดนิวคลีอิก รูปร่างเกลียวทําให้แคปซิดของไวรัสมีความยืดหยุ่นหรือความแข็งแกร่ง
ไวรัส Icosahedral: แคปซิดของไวรัส icosahedral ประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เหมือนกัน (capsomeres) ที่ก่อตัวเป็นสามเหลี่ยมด้านเท่า ซึ่งจะจัดเรียงในลักษณะสมมาตร รูปร่าง icosahedral ให้การก่อตัวของแคปซิดที่เสถียรมากทําให้มีพื้นที่เหลือเฟือสําหรับกรดนิวคลีอิก
ไวรัส Prolate: รูปร่างโปรเลตเป็นรูปแบบหนึ่งของรูปร่าง icosahedral และพบได้ในแบคทีเรีย
ไวรัสที่ห่อหุ้ม: ไวรัสบางชนิดมีซองที่ทําจากฟอสโฟลิปิดและโปรตีน ในการประกอบซองจดหมายไวรัสจะใช้ส่วนของเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ ซองทําหน้าที่เป็นเสื้อคลุมป้องกันของแคปซิดและช่วยปกป้องไวรัสจากระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ซองจดหมายอาจมีโมเลกุลตัวรับซึ่งช่วยให้ไวรัสจับกับเซลล์โฮสต์และอํานวยความสะดวกในการติดเชื้อของเซลล์ ในแง่หนึ่งซองไวรัสช่วยอํานวยความสะดวกในการติดเชื้อของเซลล์ ในทางกลับกันซองไวรัสทําให้ไวรัสอ่อนไหวต่อการยับยั้งการทํางานของสารสิ่งแวดล้อมเช่นผงซักฟอก (เช่นสบู่) ที่ขัดขวางส่วนประกอบของไขมันของซองจดหมาย
ไวรัสที่ซับซ้อน: ไวรัสที่ซับซ้อนถูกกําหนดโดยโครงสร้างแคปซิดที่ไม่ใช่เกลียวล้วนๆ หรือไอโคซาเฮดราล้วนๆ นอกจากนี้ ไวรัสที่ซับซ้อนอาจมีส่วนประกอบเพิ่มเติม เช่น หางโปรตีนหรือผนังด้านนอกที่ซับซ้อน ไวรัสฟาจหลายชนิดเป็นที่รู้จักจากโครงสร้างที่ซับซ้อน ซึ่งรวมหัว icosahedral เข้ากับหางเกลียว

จีโนมไวรัส

สายพันธุ์ไวรัสมีโครงสร้างจีโนมที่หลากหลาย กลุ่มของไวรัสสายพันธุ์มีความหลากหลายทางจีโนมเชิงโครงสร้างมากกว่าพืชสัตว์อาร์เคียหรือแบคทีเรีย ไวรัสมีหลายล้านชนิดแม้ว่าจะมีการอธิบายรายละเอียดเพียงประมาณ 5,000 ชนิดเท่านั้น สิ่งนี้ทําให้มีพื้นที่ขนาดใหญ่สําหรับการวิจัยไวรัสในอนาคต