ویروس شناسی گیاهی

مقدمه

ویروسها از جلبکها ، قارچها و گلسنگها ، خزه‌ها ، سرخسها و گیاهان عالی جدا شده‌اند، ولی در گیاهان عالی بیش از گیاهان پست مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. ویروسها به گیاهان زراعی خسارت عمده‌ای وارد می‌سازند. در گیاهان بر خلاف گروههای دیگر ، ویروسهای رشته‌ای دراز زیاد دیده می‌شود. ماده ژنتیکی اکثر ویروسهای گیاهی RNA است، ولی در گروه ویروس موزائیک گل کلم از DNA تشکیل شده است. ژنوم در چند ویروس گیاهی به صورت قطعاتی در پیکرهای مجزا وجود دارد، به این گروه اصطلاحا ویروسهای چند جزئی نام نهاده‌اند.

تاریخچه

ویروسهای گیاهی از بسیاری جهات به ویروسهای جانوری و باکتریایی شباهت دارند. مطالعه درباره این نوع وجه اشتراک خصوصا بعد از سال 1925 که بلاک و براکه ثابت کردند که ویروس غده زخمی شبدر نه تنها در گیاه ، بلکه در زنجره ناقل خود نیز تکثیر می‌یابد، با سرعت بیشتری دنبال شد. بنابراین میزبانهای بعضی ویروسها را می‌توان هم در جهان جانوران و هم در جهان گیاهان یافت.

شناسایی علایم ناشی از ویروسهای گیاهی در میزبان

آلوده شدن گیاهان به بیماریهای ویروسی معمولا بوسیله ساییدن مستقیم مایع آلوده بر سطح برگ انجام می‌شود. در این حالت باید دیواره یاخته‌ای یاخته‌های گیاهی به طریقی پاره شود تا ورود ویروس آسان گردد. پس از ورود ویروسها در اکثر موارد ، در محل ورود به برگ تغییر شکل حاصل می‌شود. علایم ظاهر شده بر روی برگ بیشتر به صورت لکه‌های سبز کم رنگ و پر رنگ به شکل موزائیک یا زخمهای موضعی است. گل گیاهان نیز ممکن است آلودگی ویروسی را به صورت تغییر رنگ ظاهر کند. مثلا در لاله یا شب بوی آلوده بخشی از گلبرگها سفید می‌شود.

ظهور علایم بیماریهای ویروسی نه تنها به ویروس و میزبان ، بلکه به عوامل محیطی و غذای گیاه نیز بستگی دارد. بعضی از بیماریهای ویروسی بطور مکانیکی از طریق مالش بر روی برگ منتقل نمی‌شوند و برای این منظور به موجودات زنده متکی هستند. چون اکثر ویروسهای گیاهی علائمی تقریبا همانند در گیاه ظاهر می‌سازند، بنابراین تشخیص آنها از روی علائم کار دشواری است. در این گونه موارد به خواص ذاتی آنها مانند خواص ریخت شناسی ، نوع اسید نوکلئیک و ... توجه می‌شود.

ریخت شناسی ویروس ها

اطلاعات اولیه

به کمک میکروسکوپ الکترونی و تکنیکهای انکسار اشعه ایکس می‌توان مورفولوژی ویروسها را بطور دقیق مورد بررسی قرار داد. نوع تقارن ویروس و بویژه ساختمان سطحی آن را می‌توان به کمک میکروسکوپ الکترونی و با استفاده از رنگ فلزات سنگین مشخص کرد. در این حالت فلزات سنگین به داخل ذره ویروس نفوذ کرده و موجب نمایان شدن ساختمان سطحی ویروس در اثر خاصیت رنگ آمیزی منفی می‌شوند. قابلیت افتراق این روش 4 - 3 نانومتر است. کریستالوگرافی اشعه ایکس می‌تواند اطلاعاتی در مورد ویژگی‌های اتمی ویروسها در حدود 0.3 - 0.2 نانومتر فراهم کند. در این روش نمونه‌ها باید به صورت کریستال تهیه شده باشند که این امر فقط در مورد ویروسهای کوچک و فاقد پوشش امکان‌پذیر است.

 انواع مختلف تقارن ذرات ویروس

به علت صرفه جویی ژنتیکی ، ضروری است که ساختمان ویروس از مولکولهای مشابهی از یک یا چند نوع پروتئین ساخته شوند. ویروسها بر اساس ترتیب واحدهای مورفولوژیک به سه گروه می توان تقسیم کرد:

·         ویروسهایی که تقارن مکعبی دارند، نظیر آدنو ویروسها.

·         ویروسهایی که تقارن مارپیچی دارند، نظیر ارتومیسکو ویروسها.

·         ویروسهایی که ساختمان پیچیده دارند، نظیر پوکس ویروسها.

ویروس شناسی عمومی

دید کلی

تا اواخر قرن 19 اصطلاح ویروسهای پالایه‌پذیر برای مشخص کردن عوامل عفونی که از صافیهای عبور دهنده باکتریها ، قارچها و پروتوزوئرها می‌گذرند، اطلاق می‌شد. چند سال بعد اصطلاح پالایه‌پذیر حذف شد و کلمه ویروس به معنی سم اختصاصا به عوامل عفونی پالایه‌پذیر غیر قابل رویت با میکروسکوپ نوری اطلاق گردید. طی دهه اول قرن 20 اغلب دانشمندان عقیده داشتند که ویروسها عوامل عفونی مشخصی هستند که فقط از نظر اندازه با سایر میکروارگانیسمها تفاوت دارند. ولی به زودی کشف گردید که ویروسها روش خاص خود را برای تولید مثل دارند و ترکیب شیمیایی آنها مشخص می‌باشد. ابداع میکروسکوپ الکترونی و پیشرفت در روشهای تجزیه‌ای موجب پیشرفت در شناسایی ساختمان و اختصاصات فیزیولوژیکی ویروسها شد. ویروسها به چند دلیل مورد توجه خاص میکروبیولوژیستها قرار دارند.

1.      این ذرات اساسا با کلیه میکروبهایی که شناخته شده، از نظر ساختمان و چرخه زندگی تفاوت دارند.

2.      گرچه برای اغلب عفونتهای باکتریایی داروهای متعددی در دسترس قرار دارد ولی برای بیشتر عفونتهای ویروسی داروی موثری وجود ندارد و از اینرو ویروسها در اغلب کشورها بیماریهای تهدید کننده حیات انسان ایجاد می‌کنند.

3.      به احتمال زیاد ، ویروسها با برخی از انواع سرطانها در انسان رابطه دارند.

ویروس

اطلاعات اولیه

قبل از هر چیز باید بدانیم که آیا ویروسها موجودات زنده محسوب می‌شوند یا نه. یک تعریف میگوید: حیات عبارت است از یکسری فرایندهای پیچیده حاصل از دستورالعملهای خاصی که بوسیله اسید نوکلئیک سلولهای زنده همواره در فعالیت می‌باشد. چون ویروسها در خارج از بدن میزبان به حالت خنثی بسر می‌برند به این مفهوم نمی‌توان آنها را موجود زنده در نظر گرفت. معهذا هنگامی که ویروسها وارد سلول میزبان می‌شوند اسیدهای نوکلئیک آنها فعال گشته و منجر به تکثیر ویروس می‌گردد. از نظر بالینی ویروسها را می‌توان موجودات زنده در نظر گرفت زیرا آنها مانند باکتریها ، قارچهای بیماریزا آلودگی و بیماری ایجاد می‌کنند. به ویروس کامل ویریون گفته می‌شود.

اصطلاحات و تعاریف در ویروس شناسی

·         کپسید: پوشش یا غلاف پروتئینی که ژنوم اسید نوکلئیک را در بر می‌گیرد.

·         کپسومر (Capsomer): واحدهای مورفولوژی هستند که با استفاده از میکروسکوپ الکترونی در سطح ویروسهای 20 وجهی می‌توان آنها را مشاهده کرد. هر کپسومر متشکل از مجموعه‌ای از پلی پپتیدها می‌باشد. کپسومرهایی که کاملا مشابه یکدیگرند، گاهی از لحاظ شیمیایی با یکدیگر تفاوت دارند.

·         ویروس ناقص (Defective Virus): ذره ویروسی را گویند که در بعضی از جنبه‌های همانند سازی از لحاظ عملکردی ناقص است.

·         پوشش Envelope: غشا لیپیدی است که اطراف برخی از ذرات ویروسی را احاطه می‌کند. این پوشش طی روند کامل شدن ویروس و جوانه زدن از غشا سلولی بدست می‌آید. گلیکوپروتئین‌های رمزگذاری شده توسط ویروس در سطح پوشش قرار می‌گیرند که اصطلاحا آنها را پیلومر می‌نامند.