İçeriğe atla

Virülans

Virülans, bir mikrobun patojenliği, yani onun hastalığa neden olma yeteneğidir. Patojenlik terimi mutlak anlamda hastalığa neden olma yeteneği için kullanılır, virülans ise bir patojenin ne derecede hastalık yapabileceğini ifade etmek için kullanılır. Virülansın sıfat hali virülandır (Latince virulentus, "zehir dolu"[1]). Ekolojik bir bakış açısıyla virülans, bir parazitin neden olduğu, konak organizmadaki evrimsel uyum azalmasıdır.

Virülan bakteriler

Bakterilerin hastalığa yol açma yeteneğini belirleyen faktörler, enfeksiyon yapan bakteri sayısı, vücuda giriş yolu, konak organizmanın savunma mekanizmalarının etkisi ve virülans denen, bakterinin kendine has özelliklerdir. Bazen konak organizmanın savunma mekanizmaları enfeksiyonu engellerken konak dokulara da zarar verebildiği için, konak aracılıklı patogenez de önemli olabilir.

Hastalık mekanizmaları

Patojen organizmalar çeşitli mekanizmalarla hastalığa yol açabilirler.

  • Adhezyon (yapışma). Çoğu bakteriyel hastalığın ilk aşaması bakterinin hücre yüzeyine bağlanmasıdır. Bakterilerin konak hücrelere bağlanmasıyla ilişkili pek çok bakteriyel ve konak molekülün kimliği belirlenmiştir. Çoğu bakterinin bağlandığı reseptör konak hücrenin normal işlevleri için gereklidir.
  • Kolonizasyon. Bazı virülan bakteriler konağın vücudunun belli bölgelerini işgal edebilmek için özel proteinler salgılarlar. Helicobacter pylori insan karnındaki asit ortamda yaşayabilmek için üreaz enzimini salgılar. Mide çeperinin bu bakteri tarafından kolonileştirmesi mide ülseri ve kansere yol açar. Çeşitli Helicobacter pylori suşlarının virülansı, salgıladıkları üreaz enzimi ile ilintilidir.
  • İstila. Bazı virülan bakteriler konak hücre zarını bozar veya bakterinin konak hücre içine endositoz ile alınmasına neden olur. Bu virülans faktörleri bakterinin konak hücrelerin içine girmesini sağlar, böylece vücudan yüzeyindeki epitel doku yoluyla bakterinin vücudun içine girmesi mümkün olur.
  • İmmün tepki inhibitörleri. Çoğu bakteri, konak organizmanın bağışıklık siteminin işleyişini bozan virülans faktörleri üretir. Örneğin, yaygın bir bakteriyel strateji, konak organizmanın antikorlarına bağlanan proteinler salgılamaktır. Streptococcus pneumoniae 'ın polisakkarit kapsülü, bakterinin konak immün hücreleri tarafından fagositoz olmasını engeller.
  • Toksinler. Çoğu virülans faktörü, konak hücreleri zehirleyip doku zararına neden olan proteinlerdir. Örneğin, insan gıdalarına bulaşan bakteriler tarafından salgılanan çeşitli gıda zehirlenmesi toksinleri vardır. Bunların bazıları "bozulmuş" gıdaları pişirildikten sonra imha olmazlar ve gıdanın yenmesiyle hastalığa yol açarlar.

Virülan virüsler

Viral virülans faktörleri enfeksiyona neden olurlar ve meydana gelen viral hastalığın ciddiliğini belirlerler. Çoğu Virüs konak hücrelerde spesifik olarak bağlandıkları reseptör proteinlere gerek duyar. Tipik olarak bu konak proteinleri endositoz yoluyla hücre içine alınırlar ve onlara bağlı olan virüsler de böylece hücre içine girer. AIDS hastalığının etkeni HIV gibi virülan virüslerin konak savunma sistemlerinden kaçınmak için mekanizmaları vardır. HIV, Yardımcı T-lenfosit hücrelerini enfekte ederek konağın adaptif bağışıklık sistemini zayıflatır ve sonunda konakta immün yetmezlik oluşmasını sağlar. Ölüm genelde bağışıklık sisteminin AIDS virüsü tarafından bozulmasınin bir sonucu olarak oluşan fırsatçı enfeksiyonlardan dolayı olur. Bazı viral virülan faktörleri ise, ateş gibi, konağın savunma amaçlı enflamasyon tepkileri sırasında çoğalma yeteneğini verir. Çoğu virüs konak içinde uzun bir dönem bir zarara neden olmadan varlıklarını sürdürebilir. Aşırı virülan virüslermutasyon ve doğal seleksiyon sonucu konak içindeki viral popülasyon içinde evrimleşirler.

Nörovirülan terimi, sinir sitemini istila edip orada hastalığa neden olan, kuduz ve herpes simpleks gibi virüslere değinmek için kullanılır.

Virülansın evrimi

Patojen topluluk konak içine girdikten sonra evrimleşir. Patojenlerin nasıl evrimleştiği hakkında üç model vardır. Bu modeller virüs veya bakterinin konak içinde nasıl ürediği veya konak içinde yayıldığını ve hatta konağı öldürdüğünü açıklar. Bu üç hipotez "tesadüfi evrim hipotezi", konak için evrim ve denge hipotezi olarak adlandırılır.[2][3]

Denge hipothezi

Bazı biyologlar (Ewald, 1994) patojenlerin virülansının sürekli azalması gerektiğini öne sürmüşlerdir, çünkü konağa verilen zarar, en sonunda onun için yaşayan patojene de zarar verecektir. Konak ölürse patojen de ölecektir. Dolayısıyla daha az virülan patojenlerin uzun vadede daha başarılı olması gerekecektir. Bu mekanizma her zaman geçerli değildir; konağının ölümünü hızlandıran patojenler eğer bunun sonucunda başka konak organizmalara bulaşma olasılıklarını artırabilirlerse, patojenler daha yaygınlaşabilirler. Dolayısıyla patojenlerin evrimi sırasında virülansın yarar ve zararları arasında bir denge oluşur. Doğrudan bulaşan hastalıklarda daha az öldürücü olan patojenlerin sıklığının daha yüksek olduğu, buna karşın taşıyıcı (vektör) aracılığıyla yayılan hastalıklarda böyle bir ilişki olmadığı bulunmuştur.[4]

Kısa vadeli evrim hipotezi

Kısa vadeli evrim görüşüne göre evrimsel uyumu artıran özellikler toplulukta daha yüksek bir sıklığa ulaşmalıdır. Bu özellikler arasında daha uzun ömürlü olmak, daha çok sayıda çoğalmak, antikorlara karşı dayanıklı olmak veya patojenin normalde nüfuz etmediği vücut bölgelerine yayılabilmek sayılabilir. Birkaç kuşak sonra bu yararlı mutasyonlar yüksek bir sıklığa ulaşırlar. Ancak, bu mutasyonları taşıyan patojenler taşımayanlara kıyasla daha avantajlı bir durumda olsalar da, konak organizma için çok zararlı olabilirler. Patojen konak organizmaya zarar verme noktasına ulaşınca patojenin üremesini durdurması veya daha fazla büyümemesi onun çıkarına olması gerekir, çünkü bakteri veya virüs için besin kaynağı konak organizmadır. Ne var ki, doğal seleksiyon akıl ile kontrol edilen bir süreç değildir, patojenler büyüme veya çoğalmalarını durdurmazlar, konağı ölüme sürükleseler dahi.

Tesadüfî evrim hipotezi

Bir hastalığın ne derece virülan olduğunu belirleyen faktörler, patojenin konak içindeki virülansıyla ilişkisiz olarak etki eden baskılar sonucu evrimleşmiştir. Bu görüşe göre virülans, konak organizmanın patojene karşı yetersiz, uygunsuz veya aşırı tepki göstermesinin bir sonucudur. Örneğin E. coli bakterisin idrar yolu enfeksiyonuna neden olan adhezin molekülleri aslında bu bakterinin bağırsağı daha iyi kolonize etmesini sağladığı için evrimleşmiştir. Aynı molekelün idrar yolu enfeksiyonuna neden olması bakteriye evrimsel bir avantaj sağlamaz ve bu virülans mekanizması tesadüfî bir evrim sonucudur.

Kaynakça

  1. ^ "A Latin Dictionary". 5 Haziran 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Nisan 2009. 
  2. ^ Freeman, Scott, Jon C. Herron (2007). Evolutionary Analysis (4. ed. bas.). New Jersey: Pearson Prentice Hall. 
  3. ^ Levin BR, Bergstrom CT (2000). "Bacteria are different: observations, interpretations, speculations, and opinions about the mechanisms of adaptive evolution in prokaryotes". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Cilt 97. ss. 6981-5. PMC 34373 $2. PMID 10860960. 
  4. ^ Day T, Graham AL, Read AF (Kasım 2007). "Evolution of parasite virulence when host responses cause disease". Proc. Biol. Sci. 274 (1626). ss. 2685-92. doi:10.1098/rspb.2007.0809. PMC 2279213 $2. PMID 17711836. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakteri</span> mikroorganizma üst âlemi

Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] ( dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Plazmid</span> Hücre içindeki küçük DNA molekülü

Plazmidler; bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasında birçok mikroorganizmada bulunan dairesel veya çizgisel ekstrakromozomal replikonlardır. Bakterilerin genetik bilgiyi aktarması, hızlı evrimleşmelerini ve adaptasyonlarını kolaylaştırması için önemli araçlardır. Hedeflenen genleri ekleyerek, değiştirerek veya silerek mikroorganizmaları manipüle etmek ve analiz etmek için önemli araçlar olarak hizmet eder. Prokaryotik hücrelerde bulunurlar ve kromozomlardan bağımsız olarak çoğalırlar. Ek olarak, plazmidler hücreler arasında aktarılabilir, bu da onları prokaryotik evrimde önemli itici güçler olarak kabul eder ve onları yanal gen aktarımına aracılık eden güçlü ajanlar yapar. Antibiyotik direnci gibi yeni işlevler sağlayarak konakçı evrimini hızlandırmakla kalmazlar, aynı zamanda artan gen ifade seviyeleri ve kopya sayısı değişiklikleri yoluyla mutasyonların edinim oranlarına da yol açabilirler. Plazmid genomları genellikle, aynı aileden ilgili plazmidler arasında korunan ve replikasyon ve hareketlilik gibi önemli plazmide özgü işlevlerle ilişkili çekirdek lokusların bir omurgasını içerir. Etkili yatay gen transfer (HGT) vektörleri olarak görev yapar.

<i>Escherichia coli</i> enterik, çubuk şeklinde, gram-negatif bakteri

Escherichia coli (E.coli), Enterobacteriaceae familyasının bir üyesi olup memeli canlıların kalın bağırsağında yaşadığı için bu adı alan bir bakteri türüdür. E.coli çubuk şeklindedir ve gram negatif bakteri olduğundan endospor oluşturmaz. E. coli yaklaşık 2,0 μm uzunluğunda ve 0,5 μm çapındadır. E.coli ilk olarak 1885 yılında Theodor Escherich tarafından bebek dışkısından izole edilmiş ve özellikleri belirlenmiştir. "E. coli, doğumdan birkaç saat sonra bebeklerin mide ve bağırsak sisteminde kolonize olur ve burada yaşar." E.coli suşları insan vücudunda herhangi bir olumsuz etki olmaksızın bir arada bulunur. Bununla birlikte, E. coli gastrointestinal bariyerleri aşınmış ve/ya da bağışıklığı baskılanmış konakçılarda hastalığa neden olabilir. Özellikle bir kısım E. coli, dünya genelinde insanlarda ve hayvanlarda bağırsakta ve bağırsak dışında çeşitli hastalıklara aracılık eder. İnsanlardan izole edilen E. coli suşları ishale ve bir takım bağırsak dışı hastalıklara neden olmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Enfeksiyon</span> hastalığa neden olan patojenlerin veya organizmaların bir konağı istila etmesi ve çoğalması ve konak dokuların tepkisi

Enfeksiyon, patojenlerin dokuları istila etmesi, çoğalması ve konak dokuların enfeksiyöz ajana ve ürettikleri toksinlere tepki vermesidir. Bulaşıcı hastalık olarak da bilinen enfeksiyon hastalığı, bir enfeksiyondan kaynaklanan bir hastalıktır.

<span class="mw-page-title-main">Bağışıklık sistemi</span> canlılarda hastalıklara karşı koruma sağlayan biyolojik savunma sistemi bütünü

Bağışıklık sistemi, bir canlıdaki hastalıklara karşı koruma yapan, patojenleri ve tümör hücrelerini tanıyıp onları yok eden işleyişlerin toplamıdır. Sistem, canlı vücudunda geniş bir çeşitlilikte, virüslerden parazitik solucanlara, vücuda giren veya vücutla temasta bulunan her yabancı maddeye kadar tarama yapar ve onları, canlının sağlıklı vücut hücrelerinden ve dokularından ayırt eder. Bağışıklık sistemi, çok benzer özellikteki maddeleri bile birbirinden ayırabilir, örneğin; bir amino asidi farklı olan proteinleri bile birbirinden ayırabilecek özelliğe sahiptir. Bu ayrım, patojenlerin konak canlıdaki savunma sistemine rağmen enfeksiyon yapmaları için yeni yollar bulmalarına, bazı uyumlar sağlamalarına neden olacak kadar karmaşıktır. Bu mücadelede hayatta kalmak için patojenleri tanıyan ve onları etkisizleştiren bazı mekanizmalar gelişmiştir. Doğadaki tüm canlılar kendilerinden olmayan doku, hücre ve moleküllere karşı savunma sistemlerine sahiptirler. Hatta bakteriler gibi basit tek hücreli canlılarda da onları viral enfeksiyonlara karşı koruyan enzim sistemleri bulunur. Yüksek canlılardaysa çok daha karmaşık bir bağışıklık sistemi vardır. Omurgalılarda bağışıklık sistemi özel işlevlere sahip çok sayıda farklı hücre ve molekül içermektedir.

<span class="mw-page-title-main">Virüs</span> canlı ve ya cansız arası mikroskobik enfeksiyon etkeni

Virüs, sadece canlı hücreleri enfekte edebilen ve böylece replike olabilen mikroskobik enfeksiyon etkenleri. Virüsler; hayvanlardan ve bitkilerden, bakterilerin ve arkelerin de içinde bulunduğu mikroorganizmalara kadar her türlü canlı şekillerine bulaşabilirler.

Prion kelimesi İngilizcede "proteinlerle ilgili" anlamına gelen proteinaceous ve "bulaşıcı" anlamına gelen infectious sözcüklerinin ilk hecelerinden oluşmuştur. Virüslerin yol açtığı hastalıklarda toksin üretiminden sorumlu, kendi kendini eşleyebilen ve bulaş geçirmiş proteinlerin yapımını sağlayan yalıtılmış bir proteindir. Prion, kısaca protein içeren ve bulaştırılabilen (enfeksiyöz) özelliği olan çok küçük parçacıklardır. Prionlar, bulaşıcı hastalıklara yol açan mikroorganizmalara yani bakterilere ve virüslere benzemez. Çünkü insan ve hayvanlarda olduğu gibi bakteri ve virüslerde de proteinlerin, enzimlerin yapısını belirleyen, böylelikle biçim ve gelişmeyi yönlendiren DNA prionlarda yoktur. Nükleik asitlerden yoksun olan prionlar en küçük virüslerden bile en az 100 kat daha küçüktür.

<span class="mw-page-title-main">Pilus</span> Bakterilerin yüzeyinde bulunan proteinli kıl benzeri uzantı

Pilus, bakteri hücrelerinin yüzeyinde olan, bakteriyel birleşme (konjugasyon) için gerekli olan saç gibi bir yapıdır. Piluslar bakteriyi kendi türünden bir diğerine bağlayıp iki hücrenin sitoplazmaları arasında bir köprü oluştururlar. Bu sayede plazmidler bir hücreden öbürüne aktarılabilir. Edinilen bir plazmid bakteriye antibiyotik dayanıklılığı gibi yeni özellikler kazandırabilir.

<span class="mw-page-title-main">Şiga toksini</span> Bakteri toksini

Şiga toksinleri, Shigella dysenteriae ve bazı Escherichia coli bakterileri tarafından salgılanan toksinlerdir, bunlar bakterinin içinde bulunan konak organizmada dizanteri meydana getirirler. Bu toksinler evrimsel olarak birbirine akraba bir toksin ailesidir, Stx1 ve Stx2 olarak adlandırılan iki ana gruptan oluşur. Bu toksinlerin genleri, bakteriyi enfekte etmiş bir virüs olan, lambda-tipi profajların genomunda yer alır. Şiga toksinleri, Shigella dysenteriae'nın neden olduğu dizanterinin bakteriyel kaynağını tanımlamış olan Kiyoşi Şiga'ya atfen adlandırılmışlardır. Şiga toksini, Shigella dysenteriae'nin yanı sıra E. coli'nin O157:H7 serotipi ve diğer bağırsak kanatıcı (enterohemorajik) E. coli'ler de bu toksinleri salgılar. E. coli'nin salgıladığı Stx1 toksini baştan Vero toksin veya Şiga benzeri toksin olarak adlandırılmış ancak daha sonra bu toksinin S. dysenteriae'nın salgıladığı Şiga toksinleri ile hemen hemen aynı olduğu gösterilmiştir.

Bağırsak florası sindirim sisteminde yaşayıp konak organizmanın sindirimiyle ilgili çeşitli yararlı işlevler gören mikroorganizmalardır.

<span class="mw-page-title-main">Bakteriyofaj</span> Bakteri enfekte eden virüs

Bakteriyofaj, bakterileri enfekte eden bir virüstür. Terim genelde kısaltılmış hali olan faj olarak kullanılır.

Bakteriyel konjugasyon hücre teması yoluyla bakteriler arasında genetik malzeme aktarımıdır. Transformasyon ve transdüksiyon gibi bu da bir yatay gen transferi mekanizmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Doğuştan gelen bağışıklık sistemi</span> omurgalılarda bulunan iki ana bağışıklık stratejisinden biri

Doğuştan gelen bağışıklık sistemi ya da doğal bağışıklık diğer organizmaların enfeksiyonlarına karşı spesifik olmayan yolla koruma yapan ev sahibinin savunmasındaki hücreleri ve mekanizmaları kapsayan bir bağışıklık sistemi çeşididir.

Antijen sunumu, vücuttaki bağışıklık sisteminin, makrofajlar, dendritik hücreler ve diğer hücre çeşitleriyle antijenleri yakalama ve onları T-hücreleri ile tanımlama sürecidir. Edinilmiş bağışıklık sisteminin temelleri, bağışıklık sistemi hücrelerinin kendi hücreleri ile enfektöz patojenleri tanıması arasındaki kapasitede yatar.

Moleküler biyolojide transformasyon, bir hücrenin içine dışarıdan bir DNA parçasının girmesi ve hücrenin genomuyla bütünleşmesi sonucu hücrede gerçekleşen genetik değişikliğe denir. Hücre dışında bulunan serbest DNA parçaları ancak uygun haldeki bakteri, mantar, alg, maya ya da bitki hücrelerine girebilir. Doku kültüründeki ökaryotik hayvan hücrelerinde gerçekleşen transformasyona ise özel olarak transfeksiyon denir. Sıfat hali olarak, yani "transformasyona uğramış" anlamında, 'transforme' kelimesi kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Enterobakteri faj T2</span>

Enterobakteri faj T2, Myoviridae familyasının T4-benzeri virüsler cinsine ait bir virülan bakteriyofajdır. Escherichia coli'yi enfekte eder ve T-Çift fajların en iyi bilinenidir. virionda lineer çift iplikçikli DNA bulunur, bu DNA'nın dizisi uçlarda tekrarlıdır ve dairesel olarak permutasyonludur. Faj koruyucu bir örtüyle kaplıdır.

Viral vektör, moleküler biyologlar tarafından hücre içine genetik malzeme ulaştırmak için kullanılan bir araçtır. Bu işlem canlı organizmanın içinde veya hücre kültüründe yapılabilir. Virüsler, enfekte ettikleri hücrelerin içine genomlarını verimli şekilde taşımak için özelleşmiş moleküler mekanizmalar evrimleştirmiştir. Bir virüs tarafından genlerin aktarımı transdüksiyon olarak adlandırılır, bu yolla enfekte olmuş hücrelerin de transdüklenmiş olduğu söylenir. Moleküler biyologlar bu mekanizmayı ilk defa 1970'lerde kontrol altına almayı becermiştir. Paul Berg bakteriyofaj lambda DNA'sı içeren değiştirilmiş bir SV40 virüsü kullanarak kültürlenmiş maymun böbrek hücrelerini enfekte etmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Viral hayat döngüsü</span>

Virüsler benzer olsalar da canlı organizmalar olarak kabul edilmemektedirler. "canlı" olarak adlandırılan organizmaların eşeyli ya da eşeysiz bir şekilde çoğalabilmesi gerekir. Halbuki virüsler, sadece enfekte ettikleri hücrelerde (konak), o hücrelerin mekanizmalarını kullanarak kendilerini kopyalatabilmektedirler. Bir virüs, konak hücre dışında fonksiyon gösteremez ya da çoğalamaz ve bu yüzden varlıklarını devam ettirebilmek için konak hücrelere tamamen bağımlıdırlar. Birçok virüs, konak türüne özgüllük gösterir ve sadece özgül olduğu canlı, doku veya hücre türünü ya da türlerini enfekte eder.

<span class="mw-page-title-main">Viral giriş</span>

Viral giriş, viral hayat döngüsündeki enfeksiyon aşamasının en erken evresidir, virüs konak hücre ile temasa geçer ve viral materyaller hücreye girer. Viral girişteki aşamalar şu şekillerdedir. Virüsler arasında çeşitlilik olmasına rağmen, viral girişin birkaç ortak şekli vardır.

<span class="mw-page-title-main">Litik döngü</span>

Litik döngü, viral üremenin iki döngüsünden biridir, diğeri lizojenik döngüdür. Litik döngü, enfekte olmuş hücrenin ve zarının tahrip olmasıyla sonuçlanır. Yalnızca litik döngüden geçebilen bakteriyofajlara virülan fajlar denir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.