آموزش ویروس‌شناسی

آموزش ویروس شناسی

رشته میکروبیولوژی هر جنبنده‌ و جانداری را که امکان حمل ویروس را داشته باشد را مورد مطالعه قرار می‌دهد. حیوانات، گیاهان و باکتری‌ها از جمله این موارد هستند. این مطالعات به پزشکان در شناسایی و پیش بینی روند بیماری (Prognosis) کمک می‌کنند. با پیشرفت‌هایی که این پژوهش‌ها در ویروس شناسی پزشکی مدرن به دنبال داشتند، بسیاری از بیماری‌هایی در گذشته عامل مرگ و میر بوده‌اند به راحتی درمان می‌شوند.

علوم آزمایشگاهی زیر مجموعه علوم تجربی بوده و گاهی اوقات خواندن یک کتاب در این زمینه دروازه‌های رشد علمی بزرگی را برای افراد باز می‌کند. از این رو می‌توان گفت اغلب کسانی که حس می‌کنند به این رشته علاقه ندارند پس از خواندن یک کتاب خوب در این زمینه نظرشان عوض خواهد شد. اگر بخواهیم یک تعریف کلی در مورد آموزش ویروس شناسی ارائه دهیم باید بگوییم: «میکروبیولوژی با مطالعه علمی بر روی ویروس‌ها هرگونه بیماری محتمل در نتیجه حضور آن‌ها را شناسایی می‌کند». 

ویروس عنصری کوچک و عفونی است که تنها راه تکثیر آن استفاده از سیسیتم یک سلول زنده است. از یک سلول گیاهی گرفته تا سلول بدن حیوانات، انسان و باکتری‌ها محیط‌هایی مناسب برای حیات و بقای ویروس به شمار می‌روند. تنها شرایط لازم برای حیات این عنصر بیماری‌زا زنده بودن سلول است. زیرا جایگاه تکثیر سلول زنده امکان تکثیر این موجود را فراهم می‌سازد.

ویروس شناسان دقیقاً چه کاری انجام می‌دهند؟

شناسایی ویروس تنها بخشی از فعالیتی است که یک ویروس شناس انجام می‌دهد. پس از شناسایی و تشخیص بیماری‌زا بودن یک ویروس نوبت به طبقه‌بندی آن می‌رسد. چرا که هر ویروس معمولاً از یک خانواده است. به عنوان مثال حتماً شنیده‌اید که محققان ویروس کرونا را از خانواده ویروس‌های سرما خوردگی و آنفولانزا تشخیص داده‌اند. 

وظیفه دیگری که یک ویروس شناس بر عهده دارد شناسایی بیماری حاصل از ویروس و مطالعه خصوصیات و عوارض ناشی از آن است. برای این کار باید اقدام به کشت و مطالعه ژنتیک آن‌ها کند. زیرا ویروس‌ها مملو از مواد ژنتیکی مانند DNA و RNA هستند و در برخی موارد به راحتی بر روی DNA فرد مبتلا تأثیرات منفی و جبران ناپذیری می‌گذارند. این تأثیرات ممکن است تا نسل‌ها باقی بمانند.

بنابراین می‌توان نتیجه گرفت بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی در یک خانواده، یک مبدأ دارند. شاید اولین فرد از یک خاندان که به بیماری مورد نظر مبتلا بوده، درمان شده باشد. اما به هر حال ویروس تأثیر مخرب خود را در ژنتیک او به جای گذاشته است. چنین موضوع مهمی ضرورت آموزش ویروس شناسی را بیشتر نشان می‌دهد.

البته میکروب شناسی به اینجا ختم نمی‌شود. بیماری‌های عفونی و ویروسی خطرناک دیگری هم داریم که در صورت عدم پیشگیری ممکن است مشکلاتی به بار بیاورند که در این عصر پیشرفته تعجب برانگیز باشد. تب‌خال، سرخچه، ایدز و هپاتیت از جمله این ویروس‌ها هستند. اما به لطف علم پزشکی چنین بیماری‌هایی هم با کمک واکسن و برخی روش‌های دارویی دیگر خطر گذشته را ندارند.

انواع ویروس

ویروس‌ها از جوانب مختلف گروه‌بندی‌ متفاوتی‌ دارند. چیزی که در این قسمت مورد بحث قرار می‌دهیم دسته‌بندی انواع ویروس از نظر نوع میزبان است. همان‌طور که گفتیم میکروب‌ها برای تولید مثل و تکثیر سه نوع میزبان را انتخاب می‌کنند. حیوانات، گیاهان و باکتری‌ها. 

اما در ادامه موضوع آموزش ویروس شناسی، قبل از معرفی انواع ویروس بهتر است با ماهیت این موجود مزاحم کمی بیشتر آشنا شویم. ویروس‌ها زندگی انگلی دارند. به همین دلیل برای زندگی و تکثیر باید یک میزبان انتخاب کنند. این میزبان با توجه به سایز و نیاز‌های زیستی معمولاً یک سلول هست.

نکته مهم در مورد انگل‌ها این است که پس از برطرف کردن نیاز خود از میزبان، او را می‌کشند. در واقع مرگ میزبان تنها راه خروج یک انگل محسوب می‌شود؛ بنابراین یک ویروس پس از انجام عملیات تکثیر با به هم ریختن ساختار غشای سلول میزبان، باعث مرگ آن می‌شود. در نتیجه موفق به خروج از متابولیسم آن خواهد شد.

ویروس‌های باکتریایی

 به ویروس‌هایی که باکتری‌ها را به عنوان میزبان انتخاب می‌کنند باکتریوفاژ نیز می‌گویند. این نوع ویروس یک رونوشت از DNA باکتری برمی‌دارد. به این ترتیب ژنتیک او با ژنتیک میزبان ترکیب می‌شود. در این حالت باکتریوفاژ‌ها را پروفاژ می‌نامند.

ویروس‌های جانوری

در ساختار سلول‌های جانوری دیواره سلولی وجود ندارد. این مسئله باعث می‌شود سلول‌های جانوری میزبان‌های بهتری برای ویروس شناخته شوند. ویروس‌هایی که سلول بدن حیوانات را به عنوان میزبان انتخاب می‌کنند در دو گروه پوشش دار و بدون پوشش دسته‌بندی می‌شوند. هر کدام از این میکروب‌های روش‌ متفاوتی برای ورود به سلول دارند.

ویروس گیاهی

گیاهان برخلاف جانوران میزبان‌های مهربانی برای ویروس‌ها محسوب نمی‌شوند. سلول‌های گیاهی به دلیل دارا بودن دیواره سلولی قوی کار را برای میکروب‌های سخت می‌کنند.  اما به هر حال راهی برای نفوذ پیدا می‌شود. تنها راه ورود ویروس‌ها به سلول یک گیاه این است که گیاه میزبان از قبل آسیب دیده باشد. این میکروب‌ها از طریق حشرات و کرم‌ها وارد متابولیسم گیاهان آسیب دیده می‌شوند.

نحوه تکثیر ویروس در بدن میزبان

موضوع آموزش سلول شناسی را تا اینجا پیش بردیم که میکروب‌ها انواع مختلفی داشته و روش‌های متفاوتی هم برای ورود به میزبان دارند. اما سؤال اصلی این است که پس از ورود چه اتفاقی می‌افتد. یک ویروس برای تکثیر خود در سلول میزبان چه فعالیت‌هایی انجام می‌دهد.  تکثیر ویروس در بدن میزبان را اصطلاحاً همانند سازی می‌نامیم. میکروب بعد از ورود به سلول هدف خود اقدام به بیان ژنوم و رونویسی DNA خود می‌کند. با اجرای این فرایند در واقع از سیستم میزبان برای همانند سازی استفاده می‌کند؛ چرا که خودش توانایی این کار را ندارد.

به این شکل که پس از نفوذ به میزبان خود را به محل تکثیر در سیتوپلاسم در نزدیکی هسته می‌رساند. سپس ژنوم‌های خود را بیان کرده و به نوعی پازل‌های مورد نیاز برای تشکیل DNA خود را در این قسمت رهاسازی می‌کند. جایگاه تکثیر سلول نیز طبق عادت این ژنوم‌ها را سرهم کرده و همانند سازی این انگل را ممکن می‌سازد. غافل از این که ژنوم‌های دریافتی ارتباطی با ساختار خود سلول نداشته و مربوط به یک مهاجم هستند. فرایند تکثیر ویروس در سیستم میزبان روش‌های مختلفی دارد. مراحلی که بیان کردیم یک الگوی کلی را ارائه می‌دهد. اما با توجه به این که ویروس‌ها تقسیم‌بندی‌های متفاوتی دارند، روش تکثیر نیز در هر ویروس متفاوت است. لیست زیر به شیوه‌های مختلف همسان سازی ویروس‌ها اشاره دارد.

·       تکثیر حلقوی

·       تکثیر سنجاق سری

·       تکثیر دو طرفه

·       تکثیر RNA دو رشته‌ای

·       تکثیر RNA منفی

·       تکثیر RNA مثبت

کاربرد‌های آموزش ویروس شناسی

هر علمی می‌تواند شاخه‌های مختلفی را پوشش دهد. به زبان دیگر هر دانشی می‌تواند در حوزه‌های تحقیقاتی متنوعی مورد استفاده قرار گیرد. میکروب شناسی نیز از این قاعده پیروی می‌کند. در ادامه برخی از کاربرد‌های ویروس شناسی را در حوزه‌های پژوهشی و علمی مختلف معرفی می‌کنیم.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در زیست شناسی

زیست شناسی سلول و مولکول از جمله کاربردهای میکروب شناسی به شمار می‌رود. از زیست شناسی ویروس‌ها برای دست‌کاری سلول و مولکول استفاده می‌شود. اغلب مطالعات ژنتیکی با این روش انجام می‌پذیرند.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در پزشکی

پزشکی بخشی از علوم زیست شناسی محسوب می‌شود؛ بنابراین می‌توان از نتایج به دست آمده در تحقیقات ژنتیک در علوم پزشکی نیز استفاده کرد. بیماری‌های لاعلاج و صعب‌العلاج معمولاً راهی جز بکار گیری روش‌های ژنتیکی ندارند. علاوه بر این پزشکان برای این که انسان‌ها به برخی بیماری‌ها مبتلا نشوند از ویروس کمک می‌گیرند. آن‌ها برای رسیدن به این هدف از روش اصلاح ویروس استفاده می‌کنند.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در باکتریوفاژ تراپی

بدن انسان همواره مملو از انواع ویروس و باکتری است که برخی از آن‌ها ضرری برای بدن ندارند. حتی شاید برای بدن مفید هم باشند. باکتریوفاژ تراپی به مطالعه باکتری‌های می‌پردازد که بیماری‌زا هستند. باکتری‌های بیماری‌زا معمولاً توسط ویروس‌ها مسموم می‌شوند. در نتیجه در این شاخه پزشکی نیز باید از میکروبیولوژی کمک گرفت.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در فناوری نانو

فناوری نانو از علومی است که کاربرد‌های بسیار گسترده‌ای دارد. کاربرد پزشکی این فناوری از چشم کسی پوشیده نیست. مطالعات ژنتیک یک نقطه اشتراک بین تکنولوژی نانو و ویروس شناسی محسوب می‌شود؛ بنابراین نمی‌توان از کاربرد میکروب شناسی در فناوری نانو چشم پوشی کرد. به نوعی می‌توان گفت هدف نهایی این دو علم یک چیز است. سلامت و آسایش بشر.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در جنگ بیولوژیک

شاید صحبت کردن از علمی که کاربرد اولیه آن سلامت انسان است اما برای آسیب زدن به او استفاده می‌شود چندان خوش آیند نباشد. اما این اتفاق در حال رخ دادن بوده و نمی‌توان از بیان آن صرف نظر کرد. جنگ بیولوژیک یکی از کاربرد‌های ویروس شناسی است که بسیاری از کشور‌های ابرقدرت جهانی از آن بر علیه دشمنان خود استفاده می‌کنند.

کاربرد آموزش ویروس شناسی در اصلاح ژنتیک

یکی از علوم پر سروصدا در قرن ۲۱ اصلاح ژنتیک نام دارد. از این علم برای اصلاح گیاهان و حیوانات از نظر ژنتیکی استفاده می‌شود. نتیجه چنین پژوهش‌هایی معمولاً به بهبود فرایند زیستی حیوان یا گیاه مورد نظر ختم می‌شود. اما خطرات خاص خود را نیز دارد. به هر حال محققان می‌توانند برای اصلاح رفتار ژنتیکی هر موجود جانداری از میکروب شناسی استفاده کنند.