مقــدمــة في علــم الفيروسات  /  المحاضــرة 3   Introduction to Virology  /  Lecture 3

   كيميـــاء   الفيــروس  

Chemical Structure of Viruses

 

  • بدأت دراسة الفيروس عندما تمكن ستانلي Stanley 1935 من فصل وترسيب فيروس تبرقش اوراق الدخان Tobacco Mosaic Virus (TMV)

  • في عام 1936م تمكن باودن Bawden  وآخرون من القول أن فيروس تبرقش أوراق الدخان يتركب من نيكليوبروتين Nucleoprotein أي يتركب من أحماض نووية وبروتين

  • وجد أن الحمض النووي في فيروس تبرقش أوراق الخان من نوع RNA  (Ribonucleic acid) جزيئ الفيروس في أبسط صورة يتركب من Nucleoprotein

  • يدخل في ذلك كل الفيروسات التي تصيب النباتات والحيوانات والبكتريا

  • يكون الحمض النووي الفيروسي المحور الداخلي Core للحبيبة الفيروسية

  • تحيط وحدات من البروتين بهذا الحمض النووي مكونة الغطاء للبروتين وتسمى Protein coat   أو  Capsid.

 

البروتينات:

      ü          مركبات عضوية ذات وزن جزيئي عالي

      ü          يدخل في تركيبها عناصر الكربون والهيدروجين والنيتروجين

      ü          يرتبط بها بعض العناصر الأخرى مثل الفوسفور والكبريت

      ü          البروتينات النووية هي المسئولة عن حفظ النظام الوراثي في الكائنات الحية.

      ü          يتكون جزيئ البروتين من إتحاد الأحماض الأمينية ببعضها بالرابطة البيبتيدية Peptide linkage  

ِAlanin                    ala a              CH3-CH(NH2)-COOH

    Arginin arg r       HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH      

 

  • يتم إتحاد مجموعة الكربوكسيل COOH لحمض أميني مع مجموعة الأمين لحمض أميني آخـر وفقد جزيئ الماء

  • تكون الرابطة البيبتيدية ثنائية أو ثلاثية أو عديدة

  • عند إرتباط الأحماض الأمينية ببعضها تتكون سلاسل البروتين الطويلة

  • يتحدد شكل السلسلة باتحاد الذرات المكونة لها والتوزيع الفراغي لها داخل السلسلة.

  • نتيجة لإحتـواء الأحماض الأمينية على مجموعة الكربوكسيل الحامضية ذات الشحنات السالبة (-) ومجموعة الأمين القاعدية ذات الشحنات الموجبة (+) فانها تكون ملح داخلي Zwitterion

  •  تفريد البروتينات إلى أنواع مختلفة بالطرق الكيميائية التي تسمى Electrophoresis.  

 

الأحماض النووية:

      ü          تتكون الأحماض النووية من سلاسل قصيرة تسمى نيوكليتيدات Nucleotides

      ü          تتكون كل نيوكليوتيدة من 

      ü          جزئ حامض أرثوفوسفوريك H3PO4

      ü          جزئ سكر أحادي من النوع الخماسي Pentose

      ü          جزئ قاعدة أزوتية (نيتروجينية).  

 

                                

 

                            

 

  • تتصل القاعدة الأزوتية مع السكر الخماسي على ذرة الكربون رقم 1 برابطة جليكوسيدية

  •  يرتبط حامض الفوسفوريك بذرة الكربون رقم 3 أو 5 على السكر الأحادي بواسطة رابطة أسترية.

  •   تنقسم القواعد النيتروجينية إلى مجموعتين البيورينات والبريميدينات

  • يدخل في تركيب الحمض النووي RNA   كل من الأدنين والجوانين والسايتوسين واليوراسيل وتحل القاغدة النيتروجينية الثيامين محل القاعدة النيتروجينية اليوراسيل في الحمض النووي DNA.

  • الحامض النووي يدخل في تركيبه أربعة قواعد نيتروجينية فقط فإنه توجد أربعة أنواع من النيوكليتيدات فقط وهذه تتكرر في الجزئ عدة مرات ويختلف عدد مرات تكرارها وكذلك ترتيبها وراء بعضها من حامض نووي لآخر.

  • تحتوي الفيروسات المختلفة على حامض نووي وهو إما أن يكون حامض نووي رايبوزي Ribonucleic acid (RNA) أو حامض دي أوكسي رايبوزي Deoxyribonucleic acid (DNA)

  • تحتوي الفيروسات التي تصيب البكتريا غالباً على DNA

  • الفيروسات الحيوانية تحتوي بعضها على RNA والبعض الآخر على الحمض النووي DNA

  • الفيروسات النباتية فتحتوي على الحمض النووي RNA إلا أن هناك بعض الفيروسات النباتية النادرة التي تحتوي على الحمض النووي DNA.

  • الحمض النووي DNA المعزول من معظم الفيروسات يطابق في تركيبه النموذج الذي أقترحه واطسون وكريك Watson and Crick والمعروف باسم النموذج الحلزون المزدوج Double helix model

  •  بمعنى أنه ثنائي السلسلة Double stranded

  • يرتبط الأدنين مع الثيامين في السلسلة المقابلة برابطتين هيدروجينية

  • يرتبط الجوانين مع السايتوسين بواسطة ثلاثة روابط هيدروجينية.

  • ويوضح هذا الإرتباط في أن كمية الأدنين تتساوى مع كمية الثيامين وكذلك كمية الجوانين مع السايتوسين ولذلك نجد أن

  •  مجموع الأدنين + الثيامين فإنه يختلف عن مجموع السيتوسين + الجوانين

  •    توجد إختلافات كبيرة في هذه النسبة وقد تقل أوتزيد وتعتبر هذه صفة مميزة لكل DNA

  •    في البكتريا E.coli تساوي 0.51

  •   في فطر Aspergillus niger تساوي 1

  •  في الإنسان تساوي 1.4 وفي فيروسات البكتريا T4 تساوي 1.84.

  • أما بالنسبة للحمض النووي RNA فإنه عادة ما يكون في حالة خيط مفرد السلسلة Single stranded ويتكون من سلسلة من عديد النيوكليتيدات

 

التركيب الكيميائي:

      ü          التركيب الكيميائي للفيروس أنه يتكون من نيكليوبروتين Nucleoprotein (بروتتين + حمض نووي)

      ü          يوجد الحمض النووي في الجزء الداخلي (Core)

      ü          يحاط بغشاء بروتيني خارجي Protein coat ويعرف باسم كابسيد Capsid

      ü          يتكون الغطاء من وحدات بروتينية متراصة تعرف باسم Protein subunits أو Capsomeres

      ü          عندما يكون الغطاء البروتيني قريباً من الحمض النووي فيطلق على الغشاء نيكليوكابسيد Nucleocapsid  

 

                    

 

      ü          فيروس تبرقش أوراق الدخان TMV

      ü          الحبيبة الفيروسية عصوية الشكل يبلغ طولها 300 نانوميتر

      ü          تحتوي على الحمض النووي من نوع RNA

      ü        يتكون من 1900 جزيئ أدنين و 1680 جزئ جوانين و 1180 جزئ سيتوسين و 1740 جزئ يوراسيل

 ü  وهذه في مجموعها تكون 6500 نيوكليتيدة.  

      ü          يتكون غطائه من 2130 وحدة

      ü          تتركب كل وحدة بروتينية من 158 حمض أميني تنشأ من 16 حمض أميني

      ü          جسم الحبيبة الفيروسية يأخذ الشكل الحلزوني

      ü          كل دورة من دورات السلم الحلزوني للغطاء البروتيني تحتوي على 16.3 وحدة بروتين

 ü   أي أن كل ثلاثة لفات عبارة عن 49 وحدة بروتينية

      ü          طول هذه الثلاثة لفات 69 أنجستروم أي أن مسافة كل لفة 23 أنجستروم وتسمى هذه المسافة Pitch of helix

      ü          يتكون الجزيئ كله من 130 لفة

 

 

                    

 

ســـلالات الفيروس:

 

      ü          تتشابه الفيروسات مع الكائنات الحية في خاصية التوارث

      ü          حيث أن الفيروسات تحتوي على الأحماض النووية وهي المادة الوراثية في الكائنات الحية

      ü          لذلك نتيجة التركيب البسيط للفيروس وسرعة التضاعف تعتبر الفيروسات من أكثر مسببات الأمراض قابلية للتغيير مما يؤدي إلى ظهور سلالات جديدة

      ü          تنشأ السلالات الفيروسية نتيجة التغير في تركيب الفيروس

      ü          بالتالي تظهر صفات جديدة مخالفة لصفات السلالة الأصلية

      ü          لا يعرف بالتحديد التغيرات التي تحدث في الجزيئ الفيروسي لكي تظهر الطفرات الجديدة

      ü          ولكن بما أن العائل هو الذي يقوم بتكوين الفيروس نتيجة لوجود أجسام فيروسية داخل الخلايا

      ü          فإن تغير بعض التفاعلات الكيميائية التي تأخذ مجراها في خلايا العائل

      ü          يحدث زيادة أو نقصان في بعض المركبات أو المجاميع الكيميائية داخل الخلايا

      ü          بالتالي في الجزيئ الفيروسي الذي يتكون داخلها

      ü          عندئذ تظهر سلالات جديدة وبها مجاميع كيميائية تزيد أو تنقص عن السلالة الأصلية.

      ü          على هذا يمكن القول أن ظهور سلالات الفيروس يعني تغير صفة أو أكثر من الصفات الأصلية

      ü          وكما هو معروف أن الحمض النووي للفيروس هو المادة الحاملة للمعلومات الوراثية والتي تعطي صفات الفيروس

      ü          على ذلك فإن التغير في الصفات الوراثية يعني بالضرورة تغير في التركيب الوراثي الخاص بالحمض النووي الفيروسي

      ü          يكون ذلك باختلاف نسب النيوكليتيدات بعضها لبعض

      ü          كذلك للإختلافات في نظام التتابع للنيوكليتيدات

      ü          وهي التي تتحكم في تكوين الأحماض الأمينية في الغطاء البروتيني للحبيبة الفيروسية

      لهذا فان تتابع الوحدات النيوكليتيدية تغير من تتابع ونوعية الأحماض الأمينية

 الداخلة في تركيب الغطاء البروتيني للفيروس.

    المحاضرة  4: التركيب المورفولوجي للفيروسات

 

   المحاضرة الخامسة

   المحاضرة الرابعة

   المحاضرة الثالثة

   المحاضرة الثانية

   المحاضرة التاسعة

   المحاضرة الثامنة

   المحاضرة السابعة

   المحاضرة السادسة

   الصفحة الرئيسية

المقررات الدراسية

المحاضرة الحادية عشر

   المحاضرة العاشرة