Çevrimdışı

************************************************** ************************
1. Virusların Genel Özellikleri
1.1. Giriş

Viruslar, protein veya kompleks bir yapıdan (glikolipoprotein) oluşan bir muhafaza içine paketlenmiş DNA veya RNA'lardan sadece birine sahip çok küçük hastalık ajanlardır. Latince zehir anlamına gelen virus(lar) bu basit ve çok küçük yapıları ile cansız ortamlarda üreyebilecek yetenekte değildirler. Çünkü, taşıdıkları genetik bilgiler ve buna bağlı olarak gen sayısı kendilerinin bağımsız replikasyonlarını sağlayacak yeterlilik taşımamaktadır. Bu nedenle de canlı hücrelerin ekspresyon mekanizmalarına ve makromoleküllerine gereksinim duyarlar. Bu noksanlıkları nedeniyle de, viruslar, bakteriler gibi tam bir hücre olarak değil "bazı genetik bilgilere sahip hastalık ajanlar" olarak tanımlanmaktadırlar.

Bazı bakteriler de (mikoplasma, riketsiya ve klamidia) boyutları yönünden viruslara yaklaşır bir konumdadır. Diğer bir ifade ile, bakteriler ile viruslar arasında ölçülere sahiptirler. Bunlardan, mikoplasmalar hariç tutulursa, riketsiya ve klamidialar sadece canlı ortamlarda üreyebilmektedirler. Bu özelliğinin dışında, bu iki cinse ait etkenler ile mikoplasmalar tam bir bakteri karakteri gösterirler. Bu nedenlerle de, bakteriler arasında sınıflandırılmaktadır. Bakteriler ile virusların bazı özellikleri aşağıdaki tabloda gösterilmiştir. Viruslardan, çiçek grubuna ait olanlar hariç tutulursa, diğerleri normal ışık mikroskopu ile görülmezler. Ancak, bazılarının hücrelerde meydana getirdiği intrasellüler veya intranükleer inklusiyon cisimleri kolayca gözlenebilir. Virusların morfolojilerini izlemede elektron mikroskoplardan yararlanılır.

Virusların aksine, bakterilerde, DNA, RNA ve ribozomların hepsi bulunur. Viruslar antibiyotiklerden etkilenmedikleri halde bakteriler değişik tarzda olmak üzere duyarlılık gösterirler. Bakteriler ortadan bölünerek çoğalırlar ve filtrelerden geçemezler.
Hayvan viruslarının etrafında bulunan kapsid veya zarf oluşumuna bazı bitki viruslarında rastlanamamıştır (viroid: tek iplikçik, sirküler RNA). Viruslar çok geniş bir konakçı spektrumuna sahiptirler. Bazıları (kuduz) zoonotik infeksiyonlara yol açmasına karşın, bir bölümü de sadece insan veya sadece hayvanlara özgü kalmaktadır. Hayvan türlerinin de kendilerine ait viral infeksiyonları bulunmaktadır. Şöyle ki, kızamık, kabakulak, polio vs. viral hastalıklar insanlarda görülmesine karşın hayvanlarda rastlanamamaktadır. Buna karşın hayvan viruslarından, At vebası virusu at ve diğer tek tırnaklılarda, Sığır vebası virusu sığır ve diğer çift tırnaklı hayvanlarda hastalık yapar, insanlarda infeksiyon meydana getiremez.
1.2. Virusların Sınıflandırılması ve İsimlendirilmesi
Doğada bulunan bütün organizmaların (hayvan, bitki, mantar, alg, parazit, bakteri, protozoon, vs.) kendine özgü bir veya birkaç virusla infekte olabileceği görüşü eskiden beri bilinmektedir. Bunlar arasında insan, hayvan ve bitkilerde hastalıklara yol açan değişik karakterde ve çeşitli özellikte viruslar saptanmış ve her geçen 5-10 yıl içinde de yeni viruslar ortaya çıkmaktadır.

Viruslar hastalık oluşturduğu canlılara göre sınıflandırıldığı gibi (insan, hayvan, bitki, insekt, virusları, vs.) meydana getirdiği bozuklukların lokalizasyonuna göre de bir klasifikasyona tabi tutulmuştur. Şöyle ki, afinitesi (tropizm) olduğu doku ve organlara göre: enterotropik viruslar, neurotropik viruslar, dermatropik viruslar, pneumotropik viruslar, vs. Ayrıca, viruslar enzimatik, immunolojik, bazı kimyasal maddelere duyarlılık, replikasyon stratejileri, vs. özellikleri de dikkate alınarak sınıflandırmalar yapılmıştır. Virusları klasifiye etmede "İnternational Committee on taxonomy of viruses" tarafından önerilen bazı kriterler belirlenmiştir. 1966 ve1982 yıllarında bu komite, 3 önemli kriter üzerinde durmuştur.

1) Nukleik asit karakteri: DNA-RNA, polaritesi, tek-çift iplikçikli, lineer-sirküler, molekül ağırlığı, spesifik enzim kodları, segmentleri, vs.
2) Replikasyon tarzları :Rolling circle, semikonservatif, vs.
3) Virion morfolojisi :Kübik simetri, sarmal simetri, kompleks yapı, çıplak-zarflı oluşu, kapsomer sayısı, büyüklüğü, vs. Virus sınıf, familya, alt familya ve cinslerini belirlemede aşağıda açıklanan son ekler kabul edilmiştir.
Virus Sınıfları için :-virales son eki
Virus familyaları için :-viridae "
Virus alt familyaları için : :-virinae "
Virus cinsleri için :-virus "
2. Virusların Morfolojik ve Kimyasal Özellikleri

2.1. Virusların Morfolojik Özellikleri

İnsan ve hayvanlarda infeksiyon ve/veya hastalık oluşturan viruslar (genel bir terim olarak, hayvan virusları) morfolojik özellikleri yönünden fazla çeşitlilik göstermemekle beraber, elektron mikroskopik incelemelerinde olgun viruslarda bazı farklı formlar gözlemlenmiştir. Yapılan çalışmalarla virusların başlıca 4 morfolojik form gösterdikleri belirlenmiştir.

1) Yuvarlak (sferik) formlar: İkosahedral simetriye sahip bazı ve RNA virus familyaları ile helikal simetriye sahip olanlar bu grup içinde yer almaktadırlar.

2) Flamentöz formlar: Filoviridae virusları flamentöz morfolojik bir özellik gösterirler.

3) Mermi benzeri formlar: Rhabdoviridae virusları (kuduz virusu) mermi benzeri formlara sahiptirler.

4) Briket (tuğla) benzeri formlar: Poxviridae virusları bu gruba dahildirler.

Bakteri viruslarında (bakteriyofajlar): Bradley klasifikasyonunda, A, B, ve C grupları) rastlanan kuyruklu formlar, hayvan viruslarında görülmemektedir.

Hayvan virusları, elektron mikroskopla saptanabilen başlıca 3 temel yapısal karakter göstermektedirler.

1) Kapsomerler ve kapsid
2) Zarf
3) Nukleik asitler (viral genom, DNA ve RNA)

2.1.1. Kapsomerler ve Kapsid

Hayvan viruslarının genetik materyallerinin (DNA ve RNA) etraflarında belli sayıda ve birbirleri ile non kovalent bağlarla birleşmiş protein alt üniteleri (kapsomerler) bulunmaktadır. Kapsomerler, ikosahedral (kübik) simetriye sahip viruslarda, belli bir düzen içinde yanana gelerek birleşir ve böylece genomun etrafında proteinden bir muhafaza oluşturur ki buna kapsid adı verilir. Helikal simetrili viruslarda ise, kapsomerler, viral nukleik asitin üzerinde yan yana gelmiş ve genoma bağlanmış durumdadırlar. Viruslar, kapsid simetrilerine göre başlıca iki kısma ayrılmaktadırlar. Ancak, bu iki temel gruba uymayan poxvirusları 3. bir bölüm içinde toplanmış ve böylece hayvan virusları 3 kısımda incelenmektedirler.

1) İkosahedral (kübik) simetri
2) Helikal (sarmal) simetri
3) Kompleks yapı

2.1.2. Zarf

Bazı DNA ve RNA virusları nukleokapsidlerinin etraflarında, viruslar hücrelerden tomurcuklanarak olgunlaştıkları sırada hücreye ait membranlara sarılarak dışarı salınırlar. Bu nedenle de zarfın yapısı, hücre membranlarının kimyasal yapısı ile çok büyük benzerlik gösterir. Viruslarda kapsid ve zarfın çok önemli fonksiyonları bulunmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıda belirtilmiştir,

a) Kapsidler ve zarflar, virusları, hem hücre içi ve vücut içi antiviral maddelerden ve hem de vücut dışı fiziksel, kimyasal ve diğer virusidal faktörlerin zararlı etkilerinden de korurlar,

b) Kapsidler ve zarflar, protein ve glikoprotein yapısında olduklarından ve virus grupları arasında farklı kimyasal özellik taşıdıklarından, vücutta spesifik bağışıklığı uyararak özgül antikor sentezini sağlarlar,

c) Kapsidler ve zarflar, hücre yüzeylerindeki spesifik reseptörlere bağlanmada önemli rol oynarlar ve virusların infeksiyon oluşturmasının veya hücrelere girişinin de ilk basamağını sağlarlar,

d) Kapsidler ve zarflar, virusların güvenli olarak sitoplasmik membranı geçmesini ve hücre içine (sitoplasmaya) ulaşmasına yardımcı olurlar,

e) Kapsidler ve zarflar, virusların morfolojik özelliklerini belirlemede de fonksiyoneldirler,

f) Kapsidler ve zarflar, vücutta oluşan spesifik antikorların tanınmasında ve bunlara bağlanmada ve antikor-antijen reaksiyonlarında önemli görevlere sahiptirler.

g) Bazı poxvirusları hariç tutulursa, zarfın bütünlüğü infektivite için gereklidir.


2.1.3. Viral Nukleik Asitler (viral genom, DNA ve RNA)

Virusların genetik yapılarını oluşturan nukleik asitler, deoksiribonukleik asit (DNA) veya ribonukleik asit (RNA)lerden sadece birinden oluşur. Diğer bir ifade ile, virionda ya DNA veya RNA'lardan sadece biri vardır ikisi birden bulunmamaktadır. Bunlara karşın, bakterilerin genetik materyallerini hem DNA ve hem de RNA oluşturur. Viral genom, taşıdıkları genetik materyal türü yönünden başlıca iki kısma ayrılırlar.

1)Deoksiribonukleik asit (DNA): Bütün DNA viruslarında tek bir molekül genom bulunur. Bu da ya tek iplikçikli veya çift iplikçikli, lineer veya sirküler bir özelliğe sahiptirler.

DNA viruslarında, bazı RNA viruslarında rastlanan segment oluşumu saptanamamıştır. Bazı DNA virusları, kendi nukleik asitlerin sentezinde önemli rolleri olan proteinlerin (özellikle, enzimlerin) kodlarını taşırlar. Örn, hepadnaviruslar DNA'ya bağımlı DNA polimeraz ve poxvirusları da çok sayıda (polimeraz, nukleertopoizomeraz, fosfohidrolaz, vs) gibi enzimlerin kodlarına sahiptir.

2) Ribonukleik asit (RNA): RNA karakterinde genoma sahip viruslar, nukleik asitlerinin yapısal özellikleri yönünden, DNA viruslarından daha komplike bir durum gösterirler. Bunlar da, tek veya çift iplikçikli, lineer, segmentli ve segmentsiz bir yapısal organizasyona sahiptirler.

2.2. Virusların Kimyasal Yapıları

Olgun bir virus partikülü, her ne kadar bir bakteri kadar zengin ve çeşitli kimyasal maddelere sahip değilse de duyarlı organizmaya girdiklerinde değişik derecede immunolojik bir yanıt oluşturabilecek moleküllere ve kompleks yapılara sahip bulunmaktadırlar. Bu nedenle de, viruslar, immunolojik özellikleri bakımından, bakterilerden hiç de gerilerde değildir ve hatta daha da önde oldukları söylenebilir. Virusların kimyasal yapılarını oluşturan başlıca komponentler hakkında aşağıda kısa ve özlü bilgiler verilmektedir.

2.2.1. Viral Proteinler

Virusların yapılarında bulunan proteinler başlıca iki karakter taşımaktadırlar.

1) Yapısal proteinler: Bu tür proteinler virionun bir çok bölgesinde lokalize olmuşlardır. Bunlardan, kapsid proteinleri, bazı DNA ve RNA viruslarında kapsidi oluşturan protein alt ünitelerinin (kapsomerler) yapısında bulunurlar ve çok iyi immunojenik aktiviteye sahiptirler.

2) Yapısal olmayan proteinler: Bu proteinler, genellikle, viruslar tarafından kodlanmakta olup enzim karakteri göstermektedirler. Bunlar, virusların hücre içinde replikasyonları ve transkripsiyon regulasyonunda görev almaktadırlar (transkriptaz, revers transkriptaz, erken gen proteinleri ve diğerleri).

2.2.2. Lipitler

Bazı DNA ve RNA virus familyalarında nukleokapsidlerin dışında yer alan ve hücre orijinli olan zarflar genellikle lipidlerden zengindirler. Zarflarda bulunan lipidler, viruslara göre değişmek üzere, hücre kuru ağırlığının %20-35'i kadar olabilmektedirler. Lipidlerin yapısında fosfolipid, kolesterol, nötral yağlar, trigliseridler, glikolipidler, vs. bulunmaktadır.

2.2.3. Karbonhidratlar

Karbonhidratlar, virusların değişik bölgelerinde lokalize olmuşlardır. Virusların genetik materyallerinde pentoz şekerleri bulunmaktadır. DNA viruslarında 2-deoxy D-ribose olan şeker, RNA viruslarında D-ribose molekülü halindedir. Bu durumları ile de, genoma ad verirler (DNA ve RNA gibi). Zarfların yüzeyinde bulunan peplomerlerin yapısında da şeker molekülleri bulunduğundan bunlar, glikoprotein yapısı taşırlar ve iyi bir antijeniteye de sahiptirler. Buna karşın, matriks proteininde şeker molekülü bulunmamaktadır.

2.2.4. Fosfatlar

Fosfat molekülü (H3PO4), viral nukleik asitlerin 3. önemli yapısal komponentini oluşturur. Ayrıca, Poxviridae familyası viruslarında fosforilize olmuş bazı proteinlere (fosfoprotein) veya lipidlere (fosfolipid) rastlanılmaktadır.

2.2.5. Nukleik Asitler (viral genom)

Viruslar, genetik materyal olarak DNA veya RNA’lardan sadece birini taşırlar. Bütün viral genomlarda her genin sadece bir kopyası olmasına karşın, retroviruslarında iki molekül tek iplikçik RNA bulunmaktadır. Nukleik asitler, DNA veya RNA, 3 tür komponentten oluşmaktadır. Bunlar da,

1) Pirimidin veya pürin bazları: Pirimidin bazları timin (T), sitozin (C) ve pürin bazları adenin (A) ve guanin (G)'dir. Ancak, RNA'da timin yoktur bunun yerini urasil (U) almıştır.

2) Pentoz şekeri (C5H10O5) : DNA'nın yapısında 2-deoxy D-ribose (C5H10O4) bulunmasına karşın RNA'da D-ribose (C5H10O5) molekülü vardır.

3) Fosfat molekülü (H3PO4): DNA ve RNA'da aynı yapıda fosfat molekülü bulunmaktadır.

3.Virusların Üremesi (Viral Replikasyon)

3.1. Genel Bilgiler

Virusların hücre içindeki multiplikasyon tarzlarını incelemede bakteriyofajların modelliğinden fazlaca yararlanılmıştır. Fajların bu özelliklerini saptamada kullanılan teknikler, hayvan viruslarına da adapte edilerek bunların canlı sistemlerde (hücre, embriyolu yumurtalar, deneme hayvanları) replikasyon aşamaları (virusların hücrelere bağlanılışından olgunlaşıp çıkıncaya kadar geçirdiği evreler) ayrıntılı olarak belirlenmiştir. Ancak, yine de tam olarak saptanamayan ve kesin olarak ortaya konamayan bazı noktalar hala bulunmaktadır. Virusların duyarlı hücrelerde replikasyon aşamaları, genellikle, 7 kısımda incelenmektedir. Her ne kadar, basamakların tümü direkt olarak ve gerçek anlamda nukleik asit sentezi ile bağlantılı değilse de, bu basamakların birlikte öğrenilmesinin konunun bütünlüğünün korunmasına ve daha kolay kavranılmasına yardımcı olacaktır. Bu aşamalar da,

1) Hücre membranına bağlanma (adsorbsiyon)
2) Hücreye giriş (penetrasyon, endositozis, internalizasyon)
3) Kapsidin ve/veya zarfın çıkarılması
4) Viral ekspresyon
a) Transkripsiyon
b) Translasyon
5) Nukleik asit sentezi (genom replikasyonu)
6) Viral komponentlerinin sentezi ve montajı
7) Virusların olgunlaşması ve hücrelerden çıkışları

3.2. Hücre Membranına Bağlanma (Adsorbsiyon)

Virusların hücrelere girebilmesi ve bunun sonucunda da infeksiyon oluşturabilmesi için, önce duyarlı hücrelere bağlanmaları gerekir. Zarfsız viruslarda kapsidin spesifik protein yapısı veya zarflı viruslarda, zarfın yüzeyinde bulunan protein ve glikoprotein karakterindeki özel moleküllerin (viral bağlanma proteinleri), duyarlı hücrelerin yüzeylerinde bulunan ve değişik kimyasal (protein, glikoprotein, oligosakkarid, lipoprotein, vs) yapıya sahip spesifik reseptörlere sıkıca bağlanması giriş için ilk ve önemli sinyali verir.

Yüzeylerinde spesifik reseptörler taşımayan hücreler, genellikle, viruslarla bağlanamazlar. Belli spesifik bir virusa duyarsız olan veya yüzeylerinde spesifik reseptör taşımayan hayvanlar, embriyolarına, spesifik reseptör geni verilerek transgenik hale getirilirse, bunların hücrelerinin yüzeylerinde spesifik reseptörler oluşur ve virus adsorbe olur ve içeri girebilir.

Viruslar, hücre yüzeyindeki reseptörlerle, ilk başlangıçta zayıf kuvvetlerle (hidrojen bağları, iyonik atraksiyon, van der Waals kuvvetleri) bağlanır. Ayrınca, virusun tek bir reseptöre bağlanması da adhezyonu reversible duruma getirir. Zamanla, bir kaç reseptörle ilişki kurması, bağlantıyı güçlendirir ve irreversible hale koyar.

3.3. Hücreye Giriş (Penetrasyon, Endositozis, İnternalizasyon)

Elektron mikroskopik ve diğer, in vivo ve in vitro çalışmalar, virusların hücrelere girişlerinde oldukça ayrıntılı bilgiler vermiştir. Virusların hücrelerdeki spesifik reseptörlere sıkıca bağlanması ve bu fenomenin irreversible olması, hücreye giriş için ilk adımı oluşturmasına karşın, bu kuvvetli ilişkinin devam etmemesi, virusun serbest kalmasını önlememesi ve girişe engel olmaması yönlerinden de önemlidir. Virus, hücre yüzeyine adsorbe olduktan sonra peplomerlerdeki glikoproteinlerde bazı konformasyonal değişiklikler meydana gelir ve bunlar virusun girmesine yardımcı olur. Zarflı viruslardaki F-proteinin, sitoplasmik membranla birleşmesi nukleokapsidin sitoplasmaya geçişini çok kolaylaştırır. Zarfta bulunan neuraminidase enzimi, reseptör proteinlerdeki sialik asiti hidrolize ederek virusun serbest kalmasına ve içeri girişine yardımcı olur. Endositozis olayı da, hücrelere girişte yardımcı olan bir fenomendir. Reseptörler, viruslarla bağlanmaları yanı sıra, virusun içeri girmesine ve iç kısma sinyal vermede de görev yaparlar. Bu sinyaller, virus sitoplasmaya geçmeden önce, hücre içinde virus için bir hazırlık yapılmasını da uyarır. Viruslar zarfsız ve zarflı olduklarına göre başlıca 3 genel mekanizma ile sitoplasmik membranı geçerek sitosola ulaşırlar.

3.3.1. Zarfsız Viruslar

Adenoviruslar, reoviruslar ve diğer zarfsız viruslar da nukleokapsidlerinde meydana gelen bazı değişiklikler aracılığı ile sitoplasmik membranı kolayca geçebilir (kapsid ile birlikte) sitoplasmaya ulaşır ve burada kapsidleri enzimatik olarak ayrıştırılarak nukleik asitler serbest kalırlar.

3.3.2. Zarflı Viruslar

Zarflı viruslar da başlıca iki tarzda sitoplasmik membranı aşarak hücre içine girerler.

1) Plasma membranı ile füsyon: Yüzeyinde F-proteini bulunan viruslarda, bu protein hücre membranı ile kolayca birleşir ve nukleokapsid serbest kalarak sitoplasmaya ulaşır. Bu olguda,. zarf hücre membranı ile birlikte dışarıda kalır içeri girmez.
2) Endositozis (viropeksiz): Endositozis, normal hücreler tarafından uygulanan, hücre yüzeyindeki reseptörlere bağlanmış olan partiküllerin internalizasyon yöntemidir. Viruslar hücre yüzeyindeki reseptörlere tutunduktan sonra, virusu tümden saran plasma membranı ile çevrilir ve böylece içeri alınır. Sonra muhafazalarından sıyrılarak viral genom serbest kalır.

3.4. Kapsidin veya Zarfın Çıkarılması

Viral genom sitoplasmaya girdikten sonra hücre içindeki çeşitli enzimlere (DNase, RNase, protease, vs) çok duyarlı olduğundan, hemen transkripsiyonun ve diğer işlemlerin (translasyon, replikasyon) başlaması ve bitirilmesi gerekmektedir. Virusların yapısal karakterlerine göre başlıca dört tür mekanizma ile kapsid ve/veya zarflardan kurtulma gerçekleştirilmektedir. Bunlar da,

1) Zarfsız viruslarda, virion hücre membranına bağlandıktan sonra, kapsidde konformasyonal değişiklikler meydana gelerek kapsid proteinlerinden VP2 ve VP4'lerde serbest kalma ve kayıplar meydana gelir. Bu durum, kapsidin proteazlara daha duyarlı hale gelmesine neden olur. Plasma membranında oluşan zayıf noktalardan nukleokapsid sitoplasmaya ulaşır ve burada kapsidden ayrılan genom fonksiyonu olan bölgeye gider.

2) Herpesviruslarında nukleokapsid sitoplasmaya girdikten sonra nükleer membranla birleşir ve DNA nükleer membrandaki deliklerden içeri girerek replikasyon bölgesine ulaşır.

3) Poxviruslarında, nukleik asitin etrafındaki zarflardan ayrılma, sitoplasmadaki endosomlar (veya vakuoller) içinde gerçekleşir ve DNA serbest kalarak sitoplasmaya geçer ve replikasyonun bütün aşamaları sitoplasmada tamamlanır.

4) Zarflarında F-(füsyon) Proteini bulunan viruslarda bu spesifik protein hücre membranı ile birleşerek membranda kalır ve nukleokapsid serbest kalarak sitoplasmaya geçer ve buradan replikasyon bölgesine gelir. Diğer zarflı viruslar ise endositozis ile içeri girer, endosomlar içinde toplanır ve burada zarflarından ayrılan genom serbest kalarak sitoplasmaya geçer.

3.5. Viral Ekspresyon

Viral genomun ekspresyonu başlıca iki önemli aşamada gerçekleşmektedir. Bunlarda, 1) Nukleik asitlerin transkripsiyonu ve 2) Translasyonudur. Ancak, henüz bütün virus familyalarının veya virusların viral ekspresyonlarının ayrıntılı aşamaları tam belirlenmiş değildir.

3.5.1. Transkripsiyon

Virusların ekspresyonlarının ilk ve önemli aşamasını mRNA sentezi oluşturur (transkripsiyon). Viral genom tarafından spesifiye edilen mRNA'lar, aynı zamanda, sellüler ribosomlarda viral proteinlerin sentezini de (translasyon) programlar. Viral nukleik asitler, virusların yapısal proteinleri yanı sıra, nukleik asit replikasyonu, gen ekspresyonu, virusun asamblesi, olgunlaşması ve hücrelerden çıkışları için gerekli olan özel ve çok özelleşmiş proteinlerin ve enzimlerin sentezlerini de yönetir. Transkripsiyon, genel anlamda, genomda kodlar halinde bulunan genetik bilgilerin DNA'ya bağımlı RNA polimeraz enziminin katalitik etkisi ile sentezlenen mRNA'ya yine şifreler halinde aktarılması olgusudur.

Viruslar, genetik materyal olarak DNA veya RNA'lardan sadece birine sahip olmaları, tek veya çift iplikçikli, lineer veya sirküler, pozitif veya negatif polariteli, segmentli veya segmentsiz bulunmaları transkripsiyon mekanizmalarını etkilemekte, bu durumlara bağlı olarak ta, transkripsiyon için değişik stratejilerin ortaya çıkmasına yol açmaktadır.

Ayrıca, ökaryotik hücrelerde RNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimi de bulunmamaktadır. Bu nedenle de ssRNA (single stranded RNA) ve dsRNA (double stranded RNA) virusları transkripsiyonları için bu enzimlerin kodlarını kendi genomlarında taşımak zorundadırlar.

3.5.2. DNA Viruslarında Transkripsiyon

Bazı DNA viruslarında, mRNA, hücreye ait, DNA'ya bağımlı RNA polimeraz enziminin (transkriptaz) katalitik etkisi ile sentezlenir (transkripsiyon). Transkripsiyon ve replikasyon aşamaları, poxvirusları hariç, nukleusda gerçekleştirilir.

3.5.3. RNA Viruslarında Transkripsiyon

RNA Viruslarında transkripsiyon, DNA viruslarından daha komplikedir. Ökaryotik hücreler viral genomik RNA'dan, mRNA sentezi için, RNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimine sahip olmadıkları için, transkripsiyon da viral genomik RNA'ları kalıp olarak kullanamazlar. Bu nedenle de, RNA virusları, kendi genomlarında, replikasyonları için gerekli olan enzimlerin kodlarını taşırlar (RNA'ya bağımlı RNA polimeraz enzimi). Retroviruslar hariç tutulursa, diğer RNA virusların transkripsiyonları hücre sitoplasmasında gerçekleştirilir.

3.5.4. Translasyon

Genel anlamı ile translasyon, mRNA'da şifreler halinde bulunan genetik bilgilerin (informasyonların) sitoplasmada ribosomlar üzerinde deşifre edilerek proteinler haline dönüştürülmesi fenomenidir. Gen ekspresyonunun en önemli bir kısmını oluşturan translasyon komplike bir karakter taşır.

Prokaryotlarda (bakterilerde) transkripsiyonla sentezlenen tek iplikçik mRNA polisistronik (yani, bakterilerin m RNA'sı, genomda bulunan hemen bütün proteinlerin şifresini taşır, ve mRNA'nın 5'-terminusunda bir promotor ve 3'-terminusunda da terminasyon sekansları bulunur) bir karakter taşımasına karşın, virusların böyle mekanizmaları olmaması nedeniyle, viral genomda şifreler halinde (kodlanmış) bulunan proteinlerin deşifre edilebilmesi, ancak girdiği hücreler içinde ve hücrelerin ribosomlarında gerçekleşmektedir. Bu nedenle de virusların genom ekspresyonları (transkripsiyon ve translasyon) ve replikasyonları ayrı bir özellik taşımaktadır. Viruslar (hayvan virusları) bu amaçlar için ökaryotik hücrelerden yararlanırlar.

3.5.5. Erken Proteinler

DNA viruslarında, mRNA'dan erken sentezlenen proteinler arasında, çeşitli aktiviteye sahip enzimler, viral genomun ekspresyonunu regule eden proteinler, sellüler protein sentezini ve sellüler nukleik asit sentezini suprese eden proteinler yer almaktadır.

3.5.6. Geç Proteinler

Geç viral proteinler, genellikle, hücre infeksiyonun ileri dönemlerinde ve viral replikasyondan sonra, mRNA'ların translasyonlarından elde edilirler. Geç proteinlerin çoğu, yapısal bir karakter taşırlar ve özellikle, regulatör fonksiyona sahip olanları, fazlaca sentezlenirler. Bunlar, erken viral genlerin veya hücresel genlerin transkripsiyon ve translasyonlarını regule ederler.

3.6. Nukleik Asitlerin Replikasyonları (Genom Replikasyonu)

Virusların genom replikasyonları, genel hatları ile, bakterilerinkine benzerse de, viral genomun, DNA veya RNA olması, çift veya tek iplikçikli, segmentli-segmentsiz, lineer-sirküler bir özellik taşıması nedeniyle bazı farklılıklar taşımaktadırlar. Bu durum viruslar arasında değişik stratejilerin meydana gelmesine ve uygulanmasına yol açmıştır.

3.7. Viral Komponentlerin Sentezleri ve Birleştirilmesi (Asamble)

Hücre içinde virus komponentlerin sentezinden sonra, bunların tam bir olgun veya hastalık virusu oluşturacak tarzda, bir sıra ve düzen içinde bir araya getirilmesi kısa zamanda tamamlanır. Asamblede rol alan ve enerji sağlayan bazı spesifik proteinler bulunmaktadır. Viral kapsidler boş olarak hücrenin çeşitli yerlerinde sentezlenirler ve bu aşamadan sonra viral genom kapsid içine paketlenirler. Genetik materyallerin kapsid içine girmesinde özel proteinler fonksiyoneldir.

Kübik simetrili viruslarda kapsidi oluşturan kapsomerler hücre içinde ayrı yerlerde hazırlandıktan sonra spontan olarak belli bir şekli oluşturmak üzere bir düzen ve sıra içinde yan yana gelir ve kovalent bağlarla birleşerek boş kapsidi (prokapsid) meydana getirirler. Hücrede, daha önce sentezlenen nukleik asitler de, paketleyici özel proteinler yardımı ile, boş kapsidlerin içine girerler (enkapsidasyon). Ancak, bazı kapsidler boş kalabildiği gibi, kapsid yapısında da defektler bulunabilmektedir.

3.8. Virusların Olgunlaşması (Maturasyon)

Kübik (İkosahedral) viruslarda, viral genomun önceden hazırlanmış olan boş kapsidin içine girmesi ile olgunlaşma tamamlanmasına karşın, zarflı viruslarda olgunlaşma daha değişik bir tarzda gerçekleştirilir. Özellikle, helikal simetriye sahip olan zarflı viruslar hücre membranlarından çıkarken tomurcuklanma sırasında membranlardan aldıkları lipid katmandan oluşan bir zarfla kaplanarak olgunlaşırlar.

Matriks proteinine sahip olmayan bazı viruslar granüler endoplasmik retikulum (GER) veya Golgi aparatından tomurcuklanma ile olgunlaşarak sitoplasmaya ulaşır ve burada özel vesiküllere bağlanarak plasma membranına gelirler ve ekzositozisle dışarı çıkarlar. Tomurcuklanma ile olgunlaşmada ve çıkışta, hücrelerde bir zarar oluşmamaktadır. Çünkü, hücre membranı hemen tamir edilmekte, hücreler normal yaşamlarına ve çoğalmalarına devam etmektedirler.

3.9. Virusların Hücrelerden Çıkışları (Serbest Kalma)

Hücrede çeşitli tarzlarda olgunlaşan ve hastalık bir karakter taşıyan zarfsız veya zarflı viruslar (virion) başlıca 3 mekanizma ile dışarı çıkmaktadırlar.

3.9.1. Hücrelerin Ölmesi (Sitolizis)

İkosahedral simetriye sahip bazı viruslar da üreme hem çabuktur ve hem de hücrelerde ölümler meydana gelir (litik etki, sitolitik etki). Hücrelerin parçalanması ile serbest kalan viruslar hücrelerden dışarı çıkarak başka sağlam hücreleri infekte ederler. Nukleusda olgunlaşan bazı viruslarda, bir süre çekirdek içinde kalabilir ve çekirdek parçalanınca ekstrasellüler ortama çıkarlar. Herpesvirusları ise hem hücrelerin parçalanması ve/veya ekzositozisle dışarı salınabilirler.

3.9.2. Tomurcuklanma

Bazı helikal simetrili viruslarda hücrelerden tomurcuklanma ile dışarı çıkarlar. Böyle hücreler, genellikle, hücrelerde parçalanma oluşturmazlar, hücreler normal yaşamlarına devam ederler ve persistent infeksiyonlara da yol açabilirler.

3.9.3. Ekzositozis

Bazı zarflı viruslar ile herpes viruslarında sitoplasmadan çıkış ekzositozis ile olmaktadır. Sitoplasmada serbest halde bulunan viruslar, bazı özel vesiküllere bağlanarak hücre membranına ulaşırlar ve membrandan dışarı ekzositozis ile çıkarlar.

4.Viruslarda Mutasyonlar ve Rekombinasyonlar
4.1. Mutasyonlar
Mutasyonların en önemli özelliği, baz sıralarında oluşan değişikliklerle genetik informasyonların (veya tripletlerin değişerek başka amino asit kodonlarının sıraya girmesi ve bunun sonucunda proteinin yapısında çok değişik amino asitlerin sırada bulunması) normal düzeninin bozulmasına yol açmasıdır.
4.1.1. Başlıca Mutant Türleri
Genlerin baz sıralarında veya tripletlerde, çeşitli nedenlerle (spontan, fiziksel, kimyasal ve diğer türden) meydana gelen genotipik değişmeler (mutasyonlar), virusun orijinal suşlarından farklı özellik taşıyan mutantların ortaya çıkmasına yol açar. Bunlar arasında en önemli olan mutantlar aşağıda belirtilmiştir.
1) Özel koşullara bağlı letal mutantlar: Bazı şartlara bağımlı olarak ortaya çıkan bu tür mutantlar, uygun olmayan koşullarda hastalık bir karakter taşımazlar. Ancak bazı özel uygun şartlarda hastalık yapan nesiller meydana getirmektedirler. Bu karaktere sahip mutantlar da başlıca iki kategoride incelenmektedirler.
a) Isıya duyarlı (temperatür sensitif, Ts) mutantlar: Hayvan virusları arasında çok sık rastlanılan bu tür mutantlar, düşük ısıda üremelerine karşın yüksek ısıda üreyememektedirler.
b) Konağa bağımlı mutantlar: Böyle özellikteki mutantlar ancak bir tür hücrede üreyebilir ve bunlarda plaklar oluşturabilirler.
2) Defektif mutantlar: Viral replikasyonları için önemli olan bir veya bir kaç fonksiyonel geni bulunmayan viruslar, genellikle, bu tanımla belirtilmektedirler. Böyle virusların duyarlı hücrelerde üreyebilmeleri için, normal yardımcı viruslarının sağladığı ve fakat, defektiflerin gen noksanlığı nedeniyle kendilerinin kodlayamadığı proteinlere gereksinimleri vardır.
3) Sıcak mutantlar: Bu tür mutant viruslar, doğal virusların ürediği ısı limitlerinin daha üstündeki derecelerde (40-41°C) çoğalmaktadırlar. Böyle mutantlar, vücut ısıları (ateşi) yükselmiş hastalarda kolayca üreyebilmekte ve infeksiyonlara yol açabilmektedirler.
4) Plak mutantları: Aynı virus türlerinde, spontan veya çeşitli faktörlerle oluşturulan mutasyonlar sonunda, plak formasyonlarında da bazı morfolojik değişiklikler de meydana gelmektedir.
5) İlaçlara dirençli mutantlar: Bazı ilaçlara direnç gösteren mutantlara viruslar arasında tesadüf edilmektedir.
5. Virusların Üretilmesi
Viruslar, yapılarının basit olması nedeni ile gerek izolasyonları ve gerekse üretilmeleri için canlı sistemlerden (embriyolu yumurtalar, hücre kültürleri, deneme hayvanları) yararlanılır. Her virusun kolayca üreyebileceği bir konakçısı veya hücresi bulunmakta ve bunlardan yararlanılmaktadır. Ancak, bazı virusların konakcı ve hücre türü spektrumu oldukça değişiktir ve geniştir. Virusların üretilmesinde, virolojik çalışmalarda, aşı üretiminde, ve diğer araştırmalarda kullanılan canlı sitemler ve özellikleri aşağıda kısaca belirtilmiştir.
5.1. Embriyolu Yumurtalar
Kanatlı hayvan virusları başta olmak üzere memeli hayvan virusları (kuduz, sığır vebası, çiçek, vs.) ve insanlarda hastalık oluşturan bazı viruslar (Kabakulak, İnfluenzae, Çiçek, Herpes simplex, Kuduz, vs.) embriyolu yumurtaların değişik yerlerinde (sarı kesesi gibi), kolayca üretilebilmiştir.
5.2. Hücre Kültürleri
Virusları izole etmede, üretmede, aşıların hazırlanmasında, serolojik testlerde, titre tayinlerinde ve diğer virolojik çalışmalarda hücre kültürleri, embriyolu yumurtalardan daha fazla kullanılmaktadır.
5.3. Deneme Hayvanları
Bazı viruslar embriyolu yumurtalarda veya doku kültürlerinde üremezler, veya çok zayıf ürerler. Böyle durumlarda laboratuvar hayvanlarından (fare, kobay, hamster, tavşan, maymun, vs.) yararlanılır.
6.Viral Aşılar
Aşılar, insan ve hayvanlarda humoral ve sellüler karakterde oluşan aktif bağışıklığı uyararak infeksiyonlara karşı koruma sağlayan biyolojik maddelerdir. Ancak, vücudun mikroorganizmalara karşı korunmasında, pasif bağışıklığın da rolü fazladır ve her ikisi (aktif ve pasif bağışıklık) birden etkin olurlar. Sadece biri yeterli değildir.
Aktif bağışıklık için kullanılan aşılar başlıca iki gruba ayrılırlar.
1) Klasik (konvansiyonel) aşılar (aktif ve inaktif)
2) Biyoteknolojik aşılar

6.1. Klasik (Konvansiyonel) Aşılar
Canlıları viral infeksiyonlardan korumak amacıyla hazırlanan klasik aşılar bugün de etkinliğini sürdürmektedir. Bazıları çok iyi bağışıklık (aylar, hayat boyu) vermesine karşın, diğer bir bölümü ise kısa süreli bir immunite sağlamaktadır.
Pratikte kullanılan viral aşılar başlıca 2 tarzda hazırlanmaktadır.

6.1.1. Aktif (Canlı) Aşılar
Bu tür aşılar, virusların doğal veya suni tarzda gelişmeleri sonu elde edilen canlı viruslardan hazırlanırlar. Aşı materyalinde viruslar, bütün olarak (yapısal) ve istenilen konsantrasyonda bulunurlar. Doğal attenüe aşı suşları, suni olarak attenüe edilen suşlardan daha güvenli ve standarttırlar. Tekrar virulens kazanma olasılığı, doğal attenüe suşlarda, çok zayıftır.
Başlıca canlı aşılar
- Çiçek aşısı - Sığır vebası
- Polio aşısı (sabin) - At vebası
- Kabakulak - Newcastle
- Kızamık - Marek
- Kızamıkcık - Gumboro, vs.
- Sarı humma

6.1.2. İnaktif (Ölü) Aşılar
İnaktif aşılar virulensi yüksek suşların çeşitli yöntemlerle (fiziksel ve kimyasal) inaktive edilmesi sonu hazırlanırlar. İnaktivasyonda kullanılan inaktivanlar virusların antijenik yapılarına zarar vererek veya değiştirerek, vücutta oluşturduğu yanıtta farklılık meydana getirebilir ve virulent suşlara karşı koruma gücünde azalma yaratabilir. Buna dikkat etmek gerekir.
Başlıca inaktif aşılar
- Influenza A ve B - Şap aşısı
- Poliomiyelitis - Newcastle
- Kuduz - İnfeksiyöz bronchitis, vs.
- Hepatitis B
Şunu da belirtmek gerekir ki aynı aşının hem aktif hem de inaktif hazırlanmış formları bulunmaktadır.
6.1.3. Aşılarda Aranacak Başlıca Hususlar
1) Aşılar etkili olmalı, uzun süre bağışıklık vermeli,
2) Uzun süre dayanmalı, muhafaza edilebilmeli,
3- Tek bir dozun oluşturduğu bağışıklık yeterli olmalı,
4) Yan ve toksik etkileri olmamalı,
5) Ucuz olmalı, kolay bulunmalı,
6) Güvenilir olmalı,
7) İnfeksiyon oluşturmamalı.
6.2. Biyoteknolojik Aşılar
Klasik aşıların avantajları yanı sıra bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Bunların bir kısmını gidermek için biyoteknolojik aşılardan yararlanılabilir. Ancak, bu son teknoloji aşılarının, hala pahalı olmaları, kolay bulunmamaları, hazırlanmalarının güç olması yanı sıra deneyimli personele ve gelişmiş laboratuvarlara gereksinimleri vardır. Eğer, klasik aşılar iyi ve yeterli bağışıklık veriyorsa, kolay ve ucuz hazırlanabiliyor ve bulunabiliyorsa, yan ve toksik etkileri önemsiz ise, hazırlarken insanlar için bir tehlike yaratmıyorsa, o zaman, klasik aşı üretimi tercih edilmelidir.
Biyoteknolojik yöntemle hazırlanan aşıların avantajları da fazladır. Şöyle ki, aşı içinde mikroorganizmanın genomunun sadece küçük bir sekansı bulunur, tümü değil. Bu nedenle infeksiyon oluşturmaz. Bu sekans vücutta sadece bağışıklığı uyaran proteini (antijeni kodlayan bir gen olduğundan, diğer yabancı ve zararlı proteinlerin sentezini spesifiye eden ve konakçıya zarar veren genleri taşımamaktadır. Muhafazası kolaydır ve uzun süre saklanabilir..
6.3. Antiviral İlaçlar
Bakterilerin canlılardaki zararlı etkinliğini gidermek, bakterileri öldürmek ve üremelerini inhibe etmek için kullanılan antibakteriyel ilaçlar, kemoterapötikler, özellikle antibiyotikler, viral infeksiyonlarda proflaktik veya terapötik amaçla kullanılamazlar. Çünkü, viruslara etkili değildirler. Viral infeksiyonları önlemede, proflaktik ve terapötik amaçla kullanılacak ilaçların, virus replikasyonunun her aşamasına etkili olması ve buna karşın konakcı hücrelerine bir zararlı etkisinin (yan ve toksik etki) olmaması istenen önemli noktalardır. Ayrıca, ilaçların virusidal olması, dirençlilik oluşturmaması, yan ve toksik etkilerinin de mümkün olduğu kadar az olması veya olmaması arzu edilen diğer önemli hususlar arasındadır. Ancak, şimdiye kadar böyle kriterlere tam uyabilecek bir antiviral madde elde edilememiştir.
6.4. İnterferon (İfn)
İnterferon, vücutta antikor sentezinden önce Leukosit ve fibroblastlar tarafından üretilen, düşük molekül ağırlığına sahip, nonspesifik ve genellikle, indirekt etkili antimikrobial substanslardır.