طور التكاثر للفيروسات

طور التكاثر للفيروسات: هو مجموعة من المراحل، والتي تبدأ بعد دخول الفيروس خلية العائل، وحتى خروجه من الخلية، ويتضمن تكاثر الفيروسات النسخ والترجمة.

دورة حياة الفيروسات

تتضمن دورة حياة الفيروسات ثلاثة مراحل، وهي:

• مرحلة دخول الفيروس (Viral entry): يجب أن تدخل الفيروسات خلايا حية مستهدفة، وتستخدم مواد تلك الخلايا، وهناك طرق لدخول الفيروسات لخلية العائل وهي الاختراق المباشر، واندماج الغشاء للفيروس وخلية العائل، والابتلاع الخلوي للفيروس.

• مرحلة تكاثر الفيروس (Viral replication): يجب أن يتحكم الفيروس في آليات النسخ المتماثل لخلية العائل، وفي هذه المرحلة يتم التمييز بين القابلية للإصابة بخلية العائل والجواز، والجواز يحدد نتيجة الإصابة، وبعد إنشاء السيطرة وتهيئة البيئة للفيروس؛ فإنه يبدأ في عمل نسخ من نفسه، يحدث النسخ المتماثل بسرعة كبيرة لإنتاج الملايين من النسخ الفيروسية الجديدة.

• مرحلة إفراز الفيروس (Viral shedding): هو المرحلة الأخيرة من دورة حياة الفيروس، وبعد أن يصنع الفيروس عدة نسخ من نفسه، تبدأ هذه النسخ في مغادرة الخلية، وتغادر الفيروسات خلية العائل من خلال موت الخلايا المصابة أو تحللها، أو من خلال عملية التبرعم، أو من الروابط البلازمية في خلايا النباتات، أو من خلال الوصلات الغشائية بين خلايا الحيوان.

ما قبل تكاثر الفيروسات

تتكاثر الفيروسات فقط في الخلايا الحية، ويجب أن توفر خلية العائل الطاقة والمواد اللازمة لتصنيع البروتينات الفيروسية والأحماض النووية، وقبل حدوث عملية التكاثر يحدث ما يلي:

• يرتبط الفيروس بغشاء خلية العائل، ويقوم بحقن الحمض النووي الفيروسي، وقد يكون DNA أو RNA، ويدخل بإحدى طرق دخول الفيروسات لخلية العائل.

• بعد الدخول يغزو غشاء الخلية لجسيم الفيروس، ويحيطه في فجوة بين الخلايا، وهذا يحمي الخلية من الأجسام المضادة، وكما في حالة فيروس نقص المناعة البشرية.

• تقوم إنزيمات الخلية  من عضي جسم الحالة بإزالة غلاف بروتين الفيروس، وهذا يطلق أو يجعل الوصول إلى الحمض النووي أو الجينوم الفيروسي أسهل.

تكاثر الفيروسات

يحدث تكاثر الفيروسات في عدة خطوات، وهي: 

1. النسخ المبكر

• يقوم الحمض النووي المحرر إما البقاء في السيتوبلازم، أو قد يرحل إلى النواة على حسب نوع الفيروس.

• إن عملية التكاثر تلزمها عملية تنشيط لإنزيمات البلمرة.

• إن عملية النسخ تعني تصنيع mRNA، والذي يمكنه ترجمة الجينوم إلى مواد بروتينية.

• يتم استخدام mRNA لتوجيه الخلية المضيفة لصنع مكونات الفيروس، ويستفيد الفيروس من الهياكل الخلوية الموجودة لتكرار نفسه.

2. الترجمة المبكرة

• ُيترجم mRNA للفيروسات في السيتوبلازم، وذلك بواسطة آلة صنع البروتين الخاصة بالخلية، وهي الريبوسومات.

• يمثل نوع mRNA نسخة واحدة لكل موروثة تم نسخها، ويتصل mRNA المنشط بالريبوسومات، وينتج عن قراءة شفرات mRNA تخليق عديدات الببتيد وهي بروتينات نوعية.

• تُستخدم البروتينات النوعية كعوامل مساعدة في تكاثر المورثات الفيروسية.

3. التكاثر

• يعني  التكاثر تضاعف المادة الوراثية الفيروسية لتكون عدة نسخ من نفسها.

• يقوم الحمض النووي الفيروسي بالعمل كقالب لصنع المورثات البنوية.

• تتكاثر كل من فيروسات DNA أو RNA بعملية تسمى اللصق أو الطبع (Copying).

• تكاثر فيروسات ثنائية السلسلة من DNA أو RNA: يلزم للفيروسات ثنائية السلسلة من الحمض النووي إنزيم التفكك، وذلك لإزالة الروابط الهيدروجينية بين السلسلتين، ومن ثم يحدث انفصل لهما، ويبدأ بعدها إنزيم البلمرة (Polymerase) في القراءة من نقطة البدء في وجود البرايمر (Primer)، ثم يحدث استطالة للحمض النووي، ثم تتكون قطع من القواعد النتروجينية تسمى قطع أوكازاكي (Okazaki fragments)، والتي يتم توصيلها بإنزيم اللحام (Ligase)، ويتم تصحيح الأخطاء عند وضع النيوكليوتيدات، وذلك باستخدام إنزيمات محللة الحموض النووي الداخلية (Endonucleases)، وتنتهي عملية التصنيع عند الوصول إلى نهاية السلسلة الأصلية، ثم يعقبها انفصال الإنزيم لتبدأ دورة أخرى من التكاثر.

• يعد تكاثر فيروسات ثنائية السلسلة من DNA أو RNA نصف محافظ؛ لأن كل جزيء جديد يحتوي على سلسلتين من الحمض النووي إحداهما قديمة، والأخرى سلسلة جديدة.

• تكاثر فيروسات أحادية السلسة من DNA أو RNA: تتكاثر هذه الفيروسات عن طريق تصنيع حمض نووي سالب الشكل من حمضها النووي موجب الشكل، ثم يتم تصنيع سلسلة أخرى  موجبة الشكل من سالبة الشكل، ليتكون سلسلتين مزدوجتين، ثم يحدث انفصال لهما لتكوين سلسلة جديدة موجبة الشكل.

• يعد تكاثر فيروسات أحادية السلسة من DNA أو RNA غير محافظ، لأنه ينتج حمض نووي مختلفاً كلياً عن الحمض النووي الأصلي.

4. النسخ المتأخر

• إن الوظيفة الأساسية للنسخ المتأخر هي تصنيع البروتينات الفيروسية المتأخرة، والتي تُستخدم في تجميع الأغطية الفيروسية، ولتحرير نسخ الفيروسات الناضجة.

• تتم عملية النسخ المتأخر في سيتوبلازم الخلية أو النواة.

• تشمل عملية النسخ المتأخر كل نسخ الحمض النووي، ونسخ لأماكن من الجينات غير التي استخدمت في النسخ المبكر.

• ترحل المنسوخات إلى مكان نشط في السيتوبلازم، لتكون جاهزة لعملية الترجمة المتأخرة.

5. الترجمة المتأخرة

• تبدأ المنسوخات المتأخرة في الترجمة إلى بروتينات نوعية.

• ينتج كل mRNA آحادي الجين نوعاً واحداً من البروتين، بينما ينتج mRNA عديد الجينات أنواعاً عديدة من البروتينات.

• يحدث بعد تلك الترجمة عملية الإنشطار، والتي تعطي المنتجات النهائية للمورثات أو الأحماض النووية.

• تعد البروتينات المتأخرة بروتينات تركيبية يتكون منها غطاء الفيروسات، وتشارك في تكوين الغلاف، أو إنزيمات الفيروسات الداخلية، أو الإنزيمات غير التركيبية.

تكوين مكونات الفيروس في خلية العائل

يتم تصنيع المكونات بواسطة الفيروسات، وذلك باستخدام عضيات خلية العائل الموجودة، ويكون كالتالي:

• البروتينات الفيروسية: يتم ترجمة mRNA الفيروسي على الريبوسومات الخلوية إلى نوعين من البروتينات الفيروسية: البروتينات الهيكلية وهي البروتينات التي تتكون منها جزيئات الفيروسات، والبروتينات غير الهيكلية وهي بروتينات غير موجودة في جسيم الفيروسات، وخاصة إنزيمات تكاثر جينوم الفيروسات.

• الحمض النووي الفيروسي: يتم تصنيع جينومات فيروسية جديدة، وذلك باستخدام القوالب، وهي إما الجينوم الأصلي، أو السلاسل التكميلية التي تم تشكيلها حديثاً، وتتكون هذه الجينومات إما عن طريق البوليميرايز الفيروسي، أو الإنزيم الخلوي في بعض فيروسات DNA، وخاصة في الخلايا سريعة الانقسام.