Patojenler, canlıların işleyişine zararlı ve canlıların hücresel bütünlüğünü bozan hastalık yapıcı maddelerdir. Patojenler; materyalleri, boyutları, canlılık özellikleri ve gösterdikleri etkiler bakımından birbirlerinden ayrılır. Bazı patojenler canlılık sınıflandırmasında yer alabildiği gibi (bakteriler, mantarlar ve parazittik omurgasızlar), bazıları yer almaz (virüsler, priyonlar ve viroidler). Bu yazımızda canlılık sınıflandırmasında yer almayan patojenlerden bahsedeceğiz.


VİRÜSLER

Önce şu soruyla başlamak gerek: “Virüsler canlı mıdır?”
Bu tartışma, bilim camiasında virüslerle ilgili her keşfin ardından devam ediyor. Yaygın görüş ise virüslerin genetik materyal bulundurmalarına ve evrim geçirebilmelerine rağmen enerji üretemedikleri ve hücresel yapıda olmadıkları için canlı olarak kabul edilmedikleri yönünde.[1] Virüsler, canlı olmayan patojenler içinde en kompleks yapıya ve konak genişliğine sahip patojenlerdir. Konak genişliği, bir tür patojenin veya bir patojenin etkileyebildiği konak türlerinin miktarına denir. Farklı tip virüsler her türlü canlıya etki edebilirler.

VİRÜSLERİN YAPILARI

Virüsler, boyutları nanometre ile ifade edilen ve elektron mikroskobuyla gözlemlenebilen oldukça küçük patojenlerdir.[2] Bütün virüslerin yapısında DNA veya RNA olmak üzere bir genetik materyal ve koruyucu protein kılıf bulunur ve bu yapı nükleokapsit olarak adlandırılır. Bazılarında buna ek olarak bir zarf bulunabilir. Virüsler sınıflandırılırken bulundurdukları genetik materyalin ve viryon denilen virüs parçalarının özelliklerine göre sınıflandırılırlar.[2]

HIV virüsü mikroskop görüntüsü[1]
VİRÜSLERİN SINIFLANDIRILMASI

Virüslerin sınıflandırılmasındaki yöntemler gelişen mikroskop ve gen inceleme teknolojisi sayesinde büyük bir değişime uğradı.[3] Yaklaşık 1940 yılına kadar virüsler, bulaşma yolları ve gösterdikleri etkilere göre sınıflandırılıyordu. Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi’nin (ICTV) ilk raporunun yayınlandığı 1968 yılını da içine kapsayan 1940-1970 arası dönemde mikroskoptaki gelişmeler sayesinde elde edilen bilgiler ışığında sınıflandırma yapılırken virüsün morfolojik yapısı ve genomunun büyüklüğü gibi özellikler de virüslerin sınıflandırmasında rol oynadı.[4] 1970’li yıllardan günümüze kadar olan süreçte genetiğin gelişimi sayesinde virüsün aminoasit dizilimi ve konak canlıyla arasında kurduğu moleküler etkileşimler de bu sınıflandırmalar yapılırken göz önüne alınan kriterler olmaya başladı.[4]
Virüsler canlılığın sınıflandırmasında yer edemeseler de kendi içlerinde taksonomik basamaklar dahilinde sınıflandırılırlar. Bu sınıflandırma yapılırken canlı taksonomisindeki gibi ortak ataya bakılmaz. Bunun yerine virüslerin genetik açıdan aynı karakterleri ne kadar taşıdığına, evrimsel bir ilişki aranmaksızın bakılır. ICTV’nin internet sitesinde kayıtlı 4 bölge, 9 âlem, 16 şube, 2 alt şube, 36 sınıf, 55 takım, 8 alt takım, 168 familya, 103 alt familya, 1421 cins, 68 alt cins ve 6590 tür bulunmaktadır.[5] SARS-CoV-2, AIDS ve NIV, virüs kaynaklı hastalıklara örnek olarak gösterilebilir.

Taksonomik Basamakİsimlendirme Eki
Realm-viria
Subrealm-vira
Alem-virae
Alt alem-virites
Şube-viricota
Alt Şube-viricotina
Sınıf-viricetes
Alt Sınıf-viricetidae
Takım-virales
Alt Takım-virineae
Familya-viridae
Alt familya-virinae
Cinsvirus
Alt Cinsvirus
Tür *
Virüs taksonları ve aldıkları ekler.
UYDULAR

Uydu virüsleri veya nükleik asitleri replikasyon için başka bir virüse ihtiyaç duyan virüsler veya nükleik asitlerdir.[6] Kendi kapsitleri bulunmaz ve normal virüslere göre genomları oldukça kısadır. Hayvanları, bitkileri ve protistleri enfekte edebilirler.[7]

VİROİDLER

Viroidler; bitkileri enfekte edebilen halkasal, tek sarmallı RNA molekülleridir.[8] Bilinen en küçük patojenlerdir ve aynı zamanda keşfedilmiş ilk dairesel RNA molekülleridir.[8] Viroidleri uydu nükleik asitlerden ayıran belirgin fark ise, konağı enfekte etmek için başka bir yardımcı virüse ihtiyaç duymamalarıdır. Patateslerde görülen, renk ve şekil bozukluklarına yol açan patates iğ yumru hastalığı en bilinen viroid hasarıdır.[9]

Patates İğ Yumru Viroidi (PSTVd) nedeniyle deforme olmuş patatesler[2]
VİROİDLERİN ENFEKTE ETME VE ÇOĞALMA SÜREÇLERİ

Bitkiden bitkiye temas ve üreme yoluyla bulaşan viroidler bitkileri enfekte için herhangi bir protein kodlamazlar. Bu süreç uzun bir zaman boyunca hayli merak konusu olmuştu. Ancak yapılan çalışmalara göre viroidlerin bitki hücresindeki RNA Polimeraz II enzimini kullanarak kendi genetik materyalini kopyaladıklarını ve bu süreçte bitki hücresinde gen susturmaya yol açtıklarını ortaya koydu.[10]

PRİYONLAR

Priyon enfeksiyonlarının ne olduklarını anlatmadan önce Prp proteininden bahsetmek faydalı olacaktır. Prp‘ler (priyon proteinleri), omurgalı hayvanlarda özellikle nöronlarda çokça bulunan ve işlevi net olarak bilinmese de öğrenme, anı oluşumu, sirkadyen saatin düzenlenmesi ve oksidatif strese karşı koruma gibi beyinsel aktivitelerde rol aldığı düşünülen bir proteindir.[11][12] Bu proteinin hatalı formu olan PrpSc bulaşıcıdır ve memelilerde ciddi nörodejeneratif bozukluklara yol açar. Prp proteinlerinin hasarlı ve normal formlarının aynı aminoasit dizilimine sahip olması hatalı proteinin katlanması sırasında bozulduğunun bir göstergesidir.[13]

PRİYON HİPOTEZİ

Priyonlar, diğer patojenlerin aksine kalıtım materyali içermezler. Bu durum, ilk keşfedildiklerinde priyonların diğer sağlıklı proteinlerin yapısını nasıl bozduğu sorusunu akla getirmiştir. Önceleri hasarlı priyon proteinlerinin kendilerinden daha kompleks bir patojenin (virüs gibi) bir parçası olduğunu düşündürse de sonrasında izole priyonların da çoğaldığının keşfedilmesiyle bu düşünce yanlışlanmış oldu. Priyon hipotezine göre priyonların, hasarlı olmayan diğer formları da afinite yoluyla yapı bozukluğuna uğrattığı düşünülmektedir.[14]

PRİYON HASARI

Memelilerin sinir sisteminde görülen prion birikimi, doku süngerleşmesine yol açar ve ölümcüldür.
Genetik ve fiziksel yollarla bulaşabilir. Hasarlı priona sahip hayvanı yeme bunlardan biridir. Genellikle insan, sığır ve koyun gibi türlerde ölüme yol açan hastalıklara neden olur. Koyunlarda görülen Scrapie, sığırlarda görülen Deli Dana ve insanlarda görülen Creutzfeldt – Jakob hastalığı (CJD) en bilinen prion hasarlarıdır.[15]

KAYNAKÇA

  1. Koonin, E.V. & Starokadomskyy, P. (2016). Are viruses alive? The replicator paradigm sheds decisive light on an old but misguided question. Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences59: 125–134.
  2. Hunt, M. (2003). “Virology – Chapter One: Basic Virology: Definitions, Classification, Morphology And Chemistry.” girdisi. University of South Carolina School of Medicine.
  3. Fauquet C.M. (2008). Encyclopedia of virology: Taxonomy, classification and nomenclature of viruses (B.W.J. Mahy & M.H.V. van Regenmortel, Ed.). Academic Press: 9–23.
  4. Lefkowitz, E.J., Dempsey, D.M., Hendrickson, R.C., Orton, R.J., Siddell, S.G. & Smith, D.B. (2017). Virus taxonomy: The database of the International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV). Nucleic Acids Research, 46(D1): D708-D717.
  5. Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi (ICTV). (-). Taksonomi veritabanı. Son Erişim Tarihi: 20.02.2021.
  6. Krupovic, M. (2020). Plant Satellite Viruses (Albetovirus, Aumaivirus, Papanivirus, Virtovirus). Elsevier Reference Module in Life Sciences. Son Erişim Tarihi: 20.02.2021.
  7. Alabi, O.J. ve ark. (2020). Satellite Nucleic Acids and Viruses. Elsevier Reference Module in Life Sciences. Son Erişim Tarihi: 20.02.2021.
  8. Xiao, M-S., Ai, Y. & Wilusz, J.E. (2020). Biogenesis and Functions of Circular RNAs Come into Focus. Trends in Cell Biology, 30(3): 226-240.
  9. Singh R.P. (2014). The discovery and eradication of potato spindle tuber viroid in Canada. Virusdisease, 25(4): 415-424.
  10. Girard A, Hannon G.J. (2008). Conserved themes in small-RNA-mediated transposon control. Trends in Cell Biology, 18(3): 136-148.
  11. Fox, L.M. & Yamamoto, A. (2015). Autophagy: cancer, other pathologies, inflammation, immunity, infection, and aging: role of autophagy in therapeutic applications: Macroautophagy of aggregation-prone proteins in neurodegenerative disease (M.A. Hayat, Ed.). Academic Press, 7. Cilt, syf. 117-137.
  12. Burrell, C.J., Howard, C.R. & Murphy, F.A. (2017). Fenner and white’s medical virology: Prions. Academic Press, 5. Baskı, syf. 527-535.
  13. Aguzzi, A. (2009). Encyclopedia of neuroscience: Prion diseases (L.R. Squire, Ed.). Academic Press, syf. 1065-1069.
  14. Wang, F., Wang, X,. Yuan, C.G. & Ma, J. (2016). Generating a prion with bacterially expressed recombinant prion protein. Science, 327(5969): 1132-1135.
  15. Jones, T.H. (2014). Encyclopedia of meat sciences: Microbiological safety of meat | prions (M. Dikeman & C. Devine, Ed.). Academic Press, 2. Baskı, syf. 362-366.

GÖRSEL KAYNAKÇASI

  1. Cynthia Goldsmith, DR. A. Harrison , Dr. P. Feorino
  2. Russet Burbank
  3. Dr. Al Jenny. Halk Sağlığı İmaj Kitaplığı, APHIS

Yazı Sahibi

Merhaba ben Bora! Biyoloji bölümü 2.sınıf öğrencisiyim. Genetik, Evrim ve Ekoloji alanlarıyla ilgiliyim. İlgi alanlarımla alakalı araştırmalar yapmayı ve öğrendiklerimi çevremdekilerle paylaşmayı seviyorum.