Virüsler, genel olarak bakterilerden daha ufak mikroskobik parazitlerdir. Taşıyıcı bir gövde haricinde üremede ve hayatta kalmakta zorlanırlar. Virüsler, çoğu zaman hastalıkların bulaşma sebebi olarak bilinir. Tüm dünyadaki hastalık ve ölüm vakaları virüslerin ününü bir fazlaca arttırdı.
2014 senesinde Batı Afrika’da salgına neden olan Ebola virüsü ve 2009 senesinde dünya genelinde pandemiye sebep olan H1N1 virüsü aklımıza ilk gelen virüslerden. Bazı virüsler doktorların ve sıhhat çalışanlarının öncesiz düşmanı olurken bazıları ise araştırmalarda bir vasıta olarak kullanılıyor. Bir öteki deyişle, protein sentezi şeklinde bazı hücresel süreçleri daha iyi anlamamıza destek oluyorlar.
VİRÜSLERİN KEŞFİ
Virüsler bir çok bakterilere kıyasla ne kadar ufak? Birazcık. 220 nanometre çapa haiz kızamık virüsü, bir E. Coli bakterisinden 8 kat daha ufak. 45 nanometre çapa haiz hepatit virüsü ise E. Coli bakterisinden 40 kat daha ufak. Davidson College’da biyoloji profesörü olan David R. Wessner’in 2010 senesinde Nature Education dergisinde piyasaya çıkan makalesine bakılırsa, 30 nanometre çapa haiz polio virüsü bir tuz tanesinden 10.000 kat daha ufak. Virüslerin ve bakterilerin arasındaki boyut farkı virüslerin varlığına dair mühim bir ipucuydu.
19.yüzyılın sonlarına doğru mikroorganizmaların, bilhassa bakterilerin, hastalığa sebep olabileceği biliniyordu. Fakat araştırmacılar tütünde bulunan bir hastalığın, doğrusu tütün mozaik hastalığının sebebini bulamıyorlardı.
1886 senesinde ‘‘Tütün Mozaik Hastalığı Üstüne’’ adlı makalede, Alman kimyager ve tarımsal araştırmacı Adolf Mayer, geniş kapsamlı deneyinin neticelerini yayımladı. Mayer, hasta tütün yapraklarını ezip, çıkan zehirli sıvıyı sıhhatli tütün yapraklarının damarlarına enjekte edince sıhhatli yaprakların sarardığını ve renksizleştiğini görmüş oldu.
Mayer, hastalığa sebep olan şeyin zehirli sıvıda olduğu sonucuna vardı.
Fakat daha somut sonuçlar onun kati bir yanıt bulmasına destek olmuyordu. Mayer, hastalığa sebep olan şeyin bir tür bakteri olduğuna emindi. Fakat hastalığa sebep olan maddeyi izole edemiyor ya da mikroskop altında gözlemleyemiyordu. Ek olarak bir grup bakteriyi yapraklara enjekte ederek hastalığı yine ortaya çıkaramıyordu.
Dmitri İvanovsky isminde bir talebe, 1892 senesinde Mayer’in deneyini yine gerçekleştirmiş oldu fakat onunkinden birazcık farklıydı. 1972 senesinde Bacteriological Reviews dergisinde piyasaya çıkan bir makaleye bakılırsa İvanovsky, hasta tütün yapraklarından çıkan sıvıyı Chamberland filtresinden (bakteri ve öteki mikroorganizmaları tutabilen bir filtre) geçirdi. Bu işleme karşın filtreden çıkan sıvı hâlâ bulaşıcıydı. Bu durum hastalığa sebep olan şeyin filtreden geçebilecek kadar ufak bulunduğunu gösteriyordu.
Fakat İvanovsky çıkan sıvının ‘‘bakteri yada çözülebilir toksin’’ içerdiğini öne sürdü. Dolayısıyla tütün mozaik hastalığının sebebinin bakteriyel olduğu sonucuna vardı. Sadece 1898 senesinde virüslerin varlığı kabul edildi. Hollandalı bilim insanı Martinus Beijerinck, İvanovsky’nin deneyinin neticelerini teyit ederken hastalığın sebebinin bakteriyel değil, ‘‘yaşayan sıvı virüsü’’ yada o zamanki tabiriyle ‘‘filtreden geçebilen virüs’’ bulunduğunu öne sürdü.
İvanosky’nin, Beijerinck’in ve onların yolunu izleyen bilim adamlarının deneyleri virüslerin var bulunduğunu gösteriyordu. Virüsler, yalnız birkaç on yıl sonrasında gözle görülebilir olacaktı. 2009 senesinde Clinical Microbiology Reviews dergisinde piyasaya çıkan makaleye bakılırsa Alman bilim adamları Ernst Ruska ve Max Knoll tarafınca buluş edilen elektron mikroskobu ile yüksek çözünürlük teknolojisi yardımıyla ilk kez bir virüsün fotoğrafları çekildi. 1939’da fotoğrafları çekilen bu virüs, tütün mozaik virüsüydü. Böylece virüsler keşfedilmiş oldu.
VİRÜSLERİN YAPISI
Virüslerin canlı olup olmadığına karar verilemiyor. Bir taraftan tüm canlı organizmalarda bulunan nükleik asitleri ( DNA yada RNA ) barındırıyor. Öte taraftan virüsler, bu nükleik asitlerde bulunan bilgiyi bağımsız bir halde tanımlayabilmek ve bu bilgiye bakılırsa hareket etmek için kafi kapasiteye haiz değil.
Teksas Üniversitesinde moleküler biyoloji profesörü olan Jaquelin Dudley’e bakılırsa bir virüs, taşıyıcı hücrede çoğalması ihtiyaç duyulan bir parazit. ‘‘Bir virüs taşıyıcı haricinde bir ortamda çoğalamaz bu sebeple taşıyıcı hücrenin haiz olduğu karışık mekanizmaya haiz değil.’’ Taşıyıcının hücresel mekanizması virüslerin kendi DNA’larını kullanarak RNA üretmelerine ( transkripsiyon ) ve kendi RNA’larındaki veriye bakılırsa protein üretmelerine ( translasyon ) destek oluyor.
Tamamen oluşmuş ve bulaşabilecek durumda olan virüse ‘‘virion’’ denir. Teksas Üniversitesi tarafınca piyasaya çıkan Medikal Mikrobiyoloji (4.Baskı) kitabının yazarlarına bakılırsa, kolay bir virionun yapısında RNA bulunur ve dış tabakasında kapsit olarak malum proteinler vardır. Kapsitler, bulaşıcı nükleik asitleri taşıyıcı hücrenin ‘‘nükleaz’’ olarak malum enzimlerine karşı korur. Bazı virüsler ikinci bir koruyucu katman olan zara haizdir. Bu katman genel anlamda taşıyıcının hücre zarından oluşur. Doğrusu virüs, taşıyıcının bazı parçalarını kendi emelleri için kullanabilir.
Virüslerde bulunan DNA yada RNA tek zincirli yada çift zincirli olabilir. Virüsün genomunu yada tüm genetik bilgisini barındırır. Virotik genomlar çoğu zaman küçüktür. Ve yalnız mühim proteinler (kapsit proteinleri, enzimler yada çoğalmaya yardım olacak proteinler) için kodlama yapar.
VİRÜSLERİN İŞLEVİ
Medikal Mikrobiyoloji kitabına bakılırsa virüslerin yada virionların ana görevi DNA yada RNA genomunu taşıyıcı hücreye aktarmak ve o genomun taşıyıcı hücre tarafınca transkripte edilmesi ve çevrilmesidir.
İlk olarak virüsler taşıyıcı hücreye girmeliler. Solunum sistemi ve açık yaralar virüsler için giriş kapılarıdır. Kimi zaman böcekler bu görevi üstlenir. Belli virüsler böceklerin salyası vesilesiyle vücuda girer. Bir Hücrenin Moleküler Biyolojisi (4.Baskı) kitabının yazarlarına bakılırsa, virüsler hem böceğin hücrelerinde hem de taşıyıcı hücrelerde çoğalabilir ve böylece birinden diğerine kolaylıkla geçebilir. Sarıhummaya sebep olan ve Dang hummasına sebep olan virüsler bunlara örnektir.
Arkasından virüsler taşıyıcı hücrenin yüzeyine sabitlenirler. Bunu hücre yüzeyindeki reseptörlere bağlanarak gerçekleştiriyorlar. Birbirinden değişik virüsler aynı reseptöre bağlanabilir yada tek bir virüs birbirinden değişik reseptörlere bağlanabilir. Virüsler, reseptörleri kendi çıkarları için kullanıyor. Oysaki reseptörlerin görevi hücreye destek olmaktır.
Virüs, taşıyıcı hücrenin yüzeyine sabitlendiğinde hücre zarının üstünde hareket edebilir.
Hücreye birçok değişik giriş yolu var. Kılıfa haiz HIV virüsü hücre zarıyla birleşip içeri giriyor. Kılıfa haiz başka bir virüs olan Influenza virüsü, hücre tarafınca içeri çekiliyor. Polio virüsü şeklinde bazı kılıfsız virüsler, gözenekli bir kanal oluşturup hücrenin içine giriyorlar.
İçeri girdiklerinde virüsler genomlarını bırakıyorlar ve hücrenin mekanizmasını bozuyorlar. Virotik genomlar, taşıyıcı hücrelerin virotik proteinler üretmelerini sağlıyor ve bir çok vakit hücrenin RNA yada protein sentezi yapmasını engelliyor. Çoğalmaları için lüzumlu ortamı elde eden virüsler avantajlı konumda oluyor. Mesela, nezle olan biri hapşırdığında ağzından rhino virüs yada korona virüs içeren 20.000 damlacık çıkıyor. Bu damlacıkları solumak yada onlarla temasta bulunmak virüsün yayılması için kafi.
YENİ KEŞİFLER
Virüslerin; boyutları-şekilleri, formları ve nükleik asitleri incelenerek, arasındaki ilişki anlaşılmaya başlandı.Virotik genomları daha iyi metotlarla sıralayıp karşılaştırdıkça ve yeni bilimsel veriler arttıkça virüsler hakkında daha oldukça data ediniyoruz.
Virüslerin bakterilerden daha ufak olduğu olgusu 1992 yılına kadar kabul görüyordu. Wessner’a bakılırsa, o yıl bir soğutma kulesinin içindeki amiplerde bakteriye benzer yapıda bir mikroorganizma ortaya çıkarıldı. Bu mikroorganizma bir tür bakteri değilmiş, aslen ‘‘Mimivirüs’’ adını verdikleri büyük bir virüsmüş. Virüsün boyutu ortalama 750 nanometre ve gram pozitif bakteriler ile aynı özelliklere haiz. Derhal arkasından Mamavirüs ve Megavirüs şeklinde başka büyük virüsler ortaya çıkarıldı.
Dudley, bu büyük virüslerin iyi mi evrimleştiğinin bilinmediğini belirtiyor ve onları ‘‘virüs dünyasının filleri’’ olarak görüyor. Bunların başka hücrelerin paraziti haline gelmiş gelişmemiş hücreler (bu sebeple Mimivirüs amiplere bulaşıyor) ya da fazladan taşıyıcı genlerini eline geçiren daha tipik virüsler olabileceğini öne sürüyor.
Wessner’e bakılırsa, Mimivirüslerin de öteki ufak virüsler şeklinde, protein üretebilmek için taşıyıcının hücresel mekanizmasına ihtiyacı var. Fakat Mimivirüslerin genomunda translasyon işleminden kalan genler var. Mimivirüslerin bir zamanlar bağımsız virüsler olduğu olgusu doğru olabilir. Ya da en kolay şekilde, bazı taşıyıcı genlerini ele geçirdiler ve biriktirdiler.
Bu şekilde keşiflerle yeni sorular ve yeni araştırma alanları ortaya çıkıyor. Bu emekler gelecekte virüslerin başlangıcı, şu anki parazitik durumları ve virüslerin yaşam ağacına dahil olup olmaması şeklinde mühim meseleleri açığa kavuşturacak.