الفيروسات التاجية

الفيروسات التاجية (Coronaviruses):هي إحدى عائلات الفيروسات التي تضم العديد من الأنواع و الأجناس، والتي تصنف من المجموعة الرابعة في تصنيف الفيروسات، حيث تمتلك حمض نووي آحادي السلسة من RNA، وتصيب هذه الفيروسات الإنسان والثدييات والطيور، وتسبب التهابات الجهاز التنفسي، والتي يمكن أن تتراوح من خفيفة إلى مميتة.

تركيب الفيروسات التاجية

تتكون الفيروسات التاجية من:

• تتكون الفيروسات التاجية من غلاف وكابسيد وحمض نووي.

• تحتوي الفيروسات التاجية على جينوم الحمض النووي الريبي أحادي الشريطة وإيجابي الاتجاه.

• يتكون الغلاف الفيروسي من طبقة ثنائية من الدهون، وبروتينات هيكلية، وهذه البروتينات هي (M) و(E) و(S).

• تتكون الفيروسات التاجية من النيوكليوكابسيد، والذي يتكون من نسخ متعددة من بروتين nucleocapsid (N)، والتي ترتبط بجينوم RNA أحادي الجديلة الموجب الإحساس.

• تتكون الفيروسات التاجية من النتوءات، والتي تُعتبر السمة الأكثر تميزاً لهذه الفيروسات، وهي مسؤولة عن سطح يشبه الهالة.

خصائص الفيروسات التاجية

تمتلك الفيروسات التاجية العديد من الخصائص، وهذه الخصائص هي:

• إن الفيروسات التاجية هي فيروسات مغلفة تمتلك غلاف حول الكابسيد، وتصنف من المجموعة الرابعة في تصنيف الفيروسات بناء على الحمض النووي.

• سميت الفيروسات التاجية بهذا الاسم؛ لأنه يخرج من سطحها زوائد تشبه بتلات وإكليل الأزهار،  مما يجعلها تمثل تاج شبيه بإكليل الورد أو هالة الشمس.

• تحتوي الفيروسات التاجية على جينوم الحمض النووي RNA، الذي يكون أحادي الشريطة وحلزوني أو دائري الشكل، وإيجابي الاتجاه ((+) ssRNA viruses).

• يعد حجم الجينوم للفيروسات التاجية هو واحد من أكبر فيروسات الحمض النووي الريبي RNA، ويحتوي الجينوم على غطاء مكون من الميثيل، وذيل مكون من عديد الأدينيلات.

• إن الفيروسات التاجية هي جزيئات كبيرة كروية الشكل ذات إسقاطات سطحية، ويبلغ حجمها من 80 إلى 120 نانومتر، ويمكن لأن تزيد أحجامها من 50 إلى 200 نانومتر، وتبلغ الكتلة الجزيئية 40000 كيلو دالتون.

• تكون الفيروسات التاجية محاطة بغلاف مدمج بعدد من جزيئات من البروتين.

• يحمي الغلاف المدمج الذي يتكون من الدهون والبروتينات الفيروس عندما يكون خارج خلية العائل.

• تتكون الفيروسات التاجية من ثلاثة بروتينات هيكلية هي: E وM وS، وبروتين N.

• إن بروتين E للفيروسات التاجية هو مجموعة من البروتينات الهيكلية الثانوية، ويوجد حوالي 20 نسخة من جزيء البروتين E في الفيروسات التاجية، ويبلغ حجمها من 8.4 إلى 12 كيلو دالتون، وتتكون من الأحماض الأمينية يتراوح عددها بين 76 إلى 109.

• إن بروتين M للفيروسات التاجية هو البروتين الهيكلي الرئيسي للغلاف، ويتكون من 218 إلى 263 من مخلفات الأحماض الأمينية، ولديه ثلاثة مجالات وهي: نطاق خارجي قصير N-terminal، ومجال عبر الغشاء ثلاثي الامتداد، ونطاق داخلي C طرفي، ويشكل المجال الطرفي C شبكة شعرية تشبه المصفوفة  الخاص بها، ويعد البروتين M ضرورياً أثناء مراحل التجميع والتبرعم وتكوين الغلاف والتسبب في دورة حياة الفيروس.

• يبلغ حجم بروتين N للفيروسات التاجية من 43 إلى 50 كيلو دالتون، وينقسم إلى ثلاثة مجالات، وتتكون غالبية البروتين من المجالات 1 و2، والتي تكون غنية بالأرجينين والليسين، وأما المجال 3 فله نهاية كربوكسية قصيرة وشحنة سالبة صافية.

• يتكون بروتين S للفيروسات التاجية من وحدتين فرعيتين هما S1 و S2، ويعد بروتين S  بروتين اندماج يتوسط في ارتباط المستقبلات واندماج الغشاء بين الفيروس وخلية العائل، وتشكل الوحدة الفرعية S1 رأس البروتين S ولها مجال ربط المستقبلات، بينما تشكل الوحدة الفرعية S2 الجذع الذي يثبت البروتين S في الغلاف الفيروسي ويتيح تنشيط  إنزيم البروتين والاندماج.

• تظل الوحدتان الفرعيتان من البروتين S مرتبطتين، حيث يتم كشفهما على سطح الفيروس حتى تلتصق بغشاء خلية العائل، ويتم توصيل ثلاث وحدات S1 بوحدتين فرعيتين S2، وينقسم مجمع الوحدة الفرعية إلى وحدات فرعية فردية، وذلك عندما يرتبط الفيروس بخلية العائل، ويندمج بها تحت تأثير إنزيم البروتين.

• تعد بروتينات S1 هي أهم المكونات من حيث العدوى، وهي أكثر المكونات تنوعاً، لأنها مسؤولة عن خصوصية خلية العائل.

• تقسم الفيروسات التاجية إلى أربعة أجناس وهي: فيروسات ألفا التاجية (Alphacoronavirus)، وفيروسات بيتا التاجية (Betacoronavirus)، وفيروسات غاما  التاجية ( Gammacoronavirus)، و فيروسات دلتا التاجية(Deltacoronavirus)، وجميع هذه الأجناس تُصيب الثدييات بما فيها الإنسان، ما عدا فيروسات دلتا فهي تصيب الطيور وبعض الحيوانات الثديية.

• تصيب الفيروسات التاجية الخلايا الظهارية، فالفيروسات التاجية البشرية تُصيب الخلايا الظهارية في الجهاز التنفسي، بينما تصيب الفيروسات التاجية الحيوانية الخلايا الظهارية في الجهاز الهضمي.

• تنتقل الفيروسات التاجية البشرية عن طريق الهواء والرذاذ التنفسي، بينما تنتقل الفيروسات التاجية الحيوانية عن طريق البراز الفموي.

• تُسبب الفيروسات التاجية البشرية نزلات البرد والتي ينتج عنها أعراض مرض خفيفة،  ولكن بعذ أنواع هذه الفيروسات تُسبب أعراض خطيرة في الجهاز التنفسي، مما قد يتسبب في جائحة مستمرة.

• من أهم الفيروسات التاجية التي تصيب الإنسان هي: الفيروسات التاجية لنزلات البرد (HCoV-OC43 و HCoV-HKU1 و HCoV-229E و HCoV-NL63)، وفيروس المتلازمة التنفسية الوخيمة أو ما يسمى فيروس السارس (SARS-CoV)، وفيروس متلازمة الشرق الأوسط التنفسية أو ما يسمى بفيروس ميرس (MERS-CoV)، وفيروس مرض كوفيد وهو من فيروسات السارس (SARS-CoV-2)، وفيروس كورونا الكلاب الذي أصاب البشر عام 2018 (Coronavirus HuPn-2018).

• تُسبب الفيروسات التاجية الإسهال في الأبقار والخنازير، وتسبب التهاب الكبد والتهاب الدماغ والنخاع في الفئران، بينما تُسبب التهاب الشعب الهوائية المعدية في الطيور.

دورة حياة الفيروسات التاجية

تمر الفيروسات التاجية بأربع مراحل خلال دورة حياتها، وتكون على النحو الآتي:

1. مرحلة دخول الخلية

• يرتبط البروتين الشائك الفيروسي بمستقبل خلية العائل، وبعد عملية التعلق هذه، يتم شق إنزيم البروتين (Protease) من خلية العائل.

• ينشط إنزيم البروتين البروتين الشائك المرتبط بالمستقبل، مما يسمح بالانقسام والتفعيل للفيروس بدخول الخلية عن طريق الالتقام الخلوي، أو الاندماج المباشر للغلاف الفيروسي مع غشاء خلية العائل.

2. ترجمة الجينوم

• يدخل الفيروس الفاقد لغلافه جينومه إلى سيتوبلازم الخلية، ويحتوي جينوم RNA على غطاء 5 ميثيل وذيل ثلاثي الأدينيلات، مما يسمح له بالتصرف مثل mRNA، ويتم ترجمته مباشرة بواسطة ريبوسومات خلية العائل.

• تقوم الريبوسومات في الخلية بترجمة جينوم الفيروس المفتوح إلى بروتينين متداخلين كبيرين هما: pp1a و pp1ab.

• يسمح البروتين pp1ab بانزياح الإطار الريبوزومي للترجمة المستمرة للجينوم الفيروس.

3. النسخ المتماثل

• تتحد عدد من البروتينات غير البنائية، لتكوين مركب متعدد البروتينات المتماثلة المنتسخة (RTC).

• يكون بروتين إنزيم النسخ المتماثل الرئيسي هو بوليميرايز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي الريبي (RdRp)، والذي يشارك في نسخ RNA من سلسلة RNA.

تساعد البروتينات غير التركيبية في عملية النسخ، وتتضمن آلية النسخ المتماثل ثلاثة خطوات وهي:

• التكرار (Replication): هي عملية تكرار الجينوم الفيروسي، عن طريق استخدام RdRp في تصنيع (-)RNA من (+)RNA، ثم يتبع ذلك تكرار (+)RNA من (-)RNA.

• النسخ (Transcription): هي عملية نسخ الجينوم الفيروسي،عن طريق استخدام RdRp مباشرة في تصنيع جزيئات (-)RNA من (+)RNA، ثم يتبع ذلك نسخ جزيئات (-)RNA  إلى جزيئات (+)mRNA، وتشكل mRNA  مجموعة متداخلة لها رأس مشترك 5’ونهاية 3’مكررة جزئياً.

• إعادة التركيب (Recombination):  إن مركب النسخ المتماثل (RTC) قادر  على إعادة التركيب الجيني عندما يوجد على الأقل جينومان فيروسيان في نفس الخلية المصابة.

4. التجميع والإخراج

• يصبح (+)RNA المكرر هو جينوم فيروسات التكاثر، ويكون mRNAs نسخ جينية للثلث الأخير من جينوم الفيروس.

• يتم ترجمة mRNAs بواسطة ريبوسومات خلية العائل إلى بروتينات هيكلية والعديد من البروتينات الأخرى.

• تحدث ترجمة RNA داخل الشبكة الإندوبلازمية، ثم تتحرك البروتينات الهيكلية الفيروسية S و E و M على طول المسار الإفرازي إلى حجرة جولجي (أجسام جولجي)، وتقوم بروتينات M بتوجيه معظم تفاعلات البروتين والبروتين المطلوبة؛ لتجميع الفيروسات بعد ارتباطها بالنيوكليوكابسيد.

•  يتم إطلاق فيروسات التكاثر من خلية العائل، عن طريق الإفراز الخلوي من خلال الحويصلات الإفرازية، وبمجرد أن يتم إطلاق الفيروسات فإنها يمكن أن تصيب الخلايا الأخرى في جسم العائل.