PLAZMİTLER ve Virüsler... - Seversintabi.com Türkiye'nin En Büyük Forumu Bence Seversin Tabi

**eLanuR** · #1 8 December 2008, 11:16

PLAZMİTLER

Bakterilerde değirmi biçimde bir tek kramozom bulunur. Ama bazen bu kromozoma ek olarak 1 ila 50 kadar çember biçiminde küçük DNA molekülünede rastlanır. Bunlar plazmitlerdir. Plazmitler, bakteri kromozomundan mağımsız olarak eşlenebilir ve bir veya birden çok gen içerir. Bu genlerden bazılarına “F faktörleri” denir.
Ffaktörleri, iki bakterinin bir araya gelecek genetik varlıklarının bir bölümünü değiş tokuş etmesini sağlar. Bakteri kavuşması denen bul olgu, eşeyli üremeye benzetilebilir. Diğer genlerse, tekrarlanan baz dizilimleriyle sonlanan transpozonlar, transpozaz dizilimleri ve direnç genleridir.
Gerektiğinde mesela antibiyotik tedavisi gören bir hastanın hücrelerindeki bakteri plazmitleri, bakteri kromozomundan bağımsız olarak çoğalır ve F faktörlerinin uyarısıyla bir araya gelen bakterilerden birinden diğerine aktarılarak yayılır. Böylelikle plazmitler, bakteri kolonilerinin antibiyotikten zarar görmesini engeller.
Bu nedenle, mesela belsoğukluğuna yol açan gonokok gibi birçok patojen (hastalık yapıcı) bakteri türü antibiyotiğe karşı dirençli hale geldiğinden, bazı cinsel yolla bulaşan hastalıkların tedavisi güçleşebilir.
Ama bazı plazmitler, bakteri için yararlı gen taşımaz. Bu plazmitlerin bakteride asalak bir yaşam sürer. Bakteri onlardan bir yarar sağlamadığı gibi, onlar olmaksızın da çoğalabilir. Böyle olmakla birlikte plazmitler, genetik mühendislerinin vazgeçilmez araçlarındandır, onlara dışarıdan yabancı genler eklenerek klonlaştırma çalışmaları yapılabilir.
Kesme, Kaynaştırma ve Çoğalma;
Bakterilerde genetik monipülasyon yapabilmek için, önce bir organizmadan (mesela insandan) alınan hücrelerin kromozomlarından, DNA molekülü elde edilir, sonra bu molekül kesme enzimleri yardımıyla kesilerek kücük parçalara ayrılı. Daha sonra, bakteri hücresinde bulunan plazmit DNA’sı çıkarılır. Bir kesme enzimi kullanılarak bu değişimi DNA açılır ve insandan elde edilmiş DNA parçacıkları ile bir araya getirilir. DNA’ları bir birine ekleyebilen ligaz enzimi kullanılarak bu parçacıklar birbirine eklenir. Böylece bir veya birçok insan genini taşıyan plazmitler elde edilir. Bu yeniden düzenlenmiş plazmitler, tekrar bakterilere sokulur ve bakteriler çoğaldıkça istenilen gen veya genleri sentezleyen koloniler veya klonlar oluşturur.

VİRÜSLER

Virüsler yeryüzünün bugüne kadar tanınmış en küçük canlıları olarak kabul edilir. Virüs zehir anlamına gelen Latince bir kelimedir.
19. yüz yılda L. Pasteur ve R. Koch gibi öncü bakteriyologlar insan ve diğer canlılarda görülen bir çok hastalıklara bakterilerin sebep olduklarını görmüşler, fakat bazı hastalıklarda onları şaşırtmıştır. Çünkü hasta olan canlıda, hastalığa sebep olabilecek herhangi bir bakteri veya başka bir organizma bulamamışlardır. Böyle bir hastalık ilk defa tütün bitkisinde görülmüştür. Hasta bitkinin yaprakları buruşur, lekelenir, zamanla mozaik görünüşünü alır. Bu nedenle hastalığa mozaik hastalığı denilmiştir.
1892 yılında ivanowsky(ivanovski) adında bir Rus bilgini virüslerin porselen süzgeçlerden geçtiğini ispatlamış (porselen süzgeçten bakteriler geçemez), Hollandalı mikro biyolog W. Beijernik(bayernik) de tütün bitkisindeki hastalık faktörünü (hastalık yapan canlı sıvı ) olarak adlandırmıştır.20. yüzyılın başlarında porselen kaplarda filitre edilerek akterilerden tamamiyle izole edildiği halde yine sağlam olan bitki ve hayvanların hastalanmasına sebep olmuştur.
Bu çalışmalar sonucu tütün mozaik virüsünden başka patates virüsü, salatalık mozaik virüsü , marul mozaik virüsü gibi birçok bitkilerdeki çeşitli hastalıklarla, insanlarda görülen grip, nezle, kızamık, suçiçeği, kabakulak, kuduz ve çocuk felci gibi hastalıkları virüslerin yaptıkları anlaşılmıştır.

VİRÜSLERİN BÜYÜKLÜĞÜ VE ŞEKLİ:

Bütün virüsler o kadar küçüktür ki , bunlar ışık mikroskobunda belirli .şekilde görülmektedir.Büyüklükleri genel olarak 15-450 milimikron arasında değişir . Çocuk felci virüsünün elektron mikroskobuyla alınan fotoğrafı virüs parçacıklarının pinpon toplarına benzer minik yuvarlaklar halinde olduğunu göstermiştir.

VİRÜSLERİN YAPISI:

Biyologlar virüsleri canlı tabiatın eşiğinde yani en alt basamağında bulunan varlıklar olarak kabul ederler. Çok küçük çok ilkesel organizmalardır. Bu bakımdan virüsler hakkındaki bilgilerimiz henüz çok değildir.biyologlar çok ince ve dikkatli araştırmaları sonucu virüslerin bir nükleik asit RNA öz maddesi ile bunu saran bir proteğin kılıfından meydana geldiğini bulmuşlardır. Öz madde virüsün çeşidine göre bir RNA veya DNA olabilir.
Yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki bunlar bakteri hücrelerine girer , onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere bakteriyofaj (yapısında DNA bulunan bir virüs çeşidi vardır ki, bunlar bakteri hücrelerine girer ve onların içinde çoğalırlar. Bu virüslere bakteriyofaj veya faj denir. ) denir. Bakteriyofajlar bakterilerileri yiyerek yaşarlar. Bakterilerin içinde ürer ve en sonunda içinde ürer ve en sonunda içinde yaşadıkları hücreyi yok ederler. İnsan ve hayvanlarda hastalık yapan virüslerin çoğuda, etrafı proteğin kılıf ile çevrili DNA ipliğinden başka bir şey değildir.

VİRÜSLERİN ÜREMESİ

Bakteri hücrelerini yiyen virüslerin, bakteri içine girdikleri zaman onları yedikleri bilinmektedir. Virüs bakteri hücresine yaklaştığı zaman önce kuyruk tarafıyla tutunur. Sonra tek ve uzun olan DNA ipliği bakterinin içine gönderir.
Bakteri hücresinde, kendi hayat olaylarını yöneten bakteriye has DNA ‘da vardır . Ancak virüsün DNA’sı hücreye girer girmez bakterinin yeni maddeler yapma işini kendi isteğine göre yönetmeye başlar, bakteri maddesini kullanarak virüs maddesi yapmasını sağlar. Böylece bakteri enzimlerinden faydalanarak, bakteri içindeki maddeler virüs DNA’sı yapılmasında kullanılır ve sonunda bakteri ölür.
Virüsün DNA’sı bakteriye girmesinden hemen sonra, bu DNA yeni virüsler yapmaya başlar. Yarım saatten daha az bir zaman içinde bakteri hücresi parçalanarak, yeni meydana gelen yüzlerce virüs dışarı çıkar. Bu geç virüslerin her biri başka bir bakteriye girmeye hazır demektir. Böylece bir süre sonra virüsün yaşadığı ortamdaki bütün bakteriler yok olabilir.

Virüslerin Fiziksel Özellikleri

Geçirgenliği bilinen kolodyum süzgeçler sayesinde virüslerin büyüklüğü ölçülebilir ve 10 ile 300 nm arasında olduğu görülür(Bakteriyofaj 10 ile 50 nm arasında olduğu çocuk felci virüsü 15 nm harpas 300 nm vb.) Elektron mikroskobu bunların küre biçiminde olduğunu gösterir. Virüsler bakteriyolojide kullanılan besiyerlerinde üretilememekte, yalnız bazı canlı dokularda üretilebilmektedir. – 20º soğukta tahrip olmazlar, ama sıcaklığa dayanıklı değildirler. Elektrik akımına duyarlıdırlar. Elektroferezle yerleri değiştirilebilir ve kültür ortamında yalıtılabilirler. Radyasyonlara ve antiseptiklere az yada çok duyarlıdırlar.

Virüslerin yapısı

Bütün öteki canlılarınkinden daha basittir. Duruma göre bir tek nükleik asit (DNA yada RNA zincirinden oluştukları kabul edilir. Bu zincir bir kabuk (kapsit) oluşturan proteinlerle çevrilidir ama bu proteinler diğer bütün hücrelerde olduğu gibi virüslerin kendileri tarafından sentezlenmez. Virüsün asalak olduğu hücrelerden kaynaklanır.

Virüs onlara bu sentez için gerekli enzimleri ve hammaddeleri (aminoasitler) verir. Yani virüs ancak bir hücrenin (konak hücre) içinde asalak olarak yaşayabilir. Virüsün bir organizmadan diğerine geçmesi için, o virüslere özgü nükleik zincir (DNA yada RNA) ile son konakta edindiği protein kabuktan oluşan virüs parçacıklarının rol oynadığı kabul edilmektedir.
Virüs parçacığı başka bir hücreye girer girmez kılıfını (kabuğunu) atar ve konağın metabolizmasına karışarak onun DNA ya da RNA’sıyla birleşir ve onda az yada çok önemli bozukluklara neden olur; eğer metabolizma ağır derecede bozulmuşsa, hücre ölür, virüs yeniden çoğalır ve bir önceki hücrede edindiği kabukla başka hücrelerede bulaşır; eğer bozukluklar az önemliyse içlerinde virüs bulunan hücreler virüsün çekirdek kısmını (yapay bir gen gibi) kendi kromozomlarına ekler ve atipik bölünebilen hücrelere,yani ur (kanser) hücrelerine dönüşürler. Birinci grup olgulara virüslü bulaşıcı hastalıklar denir. (grip, sarıhumma, kızamık vb.)

Virüsün girdiği organizmanın hızla yarattığı bağışıklık tepkimesinin, virüs DNA ya da RNA’sının bir hücreden diğerine geçmek için sarındığı protein kabuğa karşı olduğu sanılmaktadır. Antikorlar bu kabuk sayesinde hızla virüs parçacığını bulur ve yok ederler. İkinci grup olgularda birincisinin tersine, bağışıklığın oluşması daha zordur, çünkü DNA ya da RNA bireyin hücreleriyle birleşmiş ve bu nedenle korunmuştur.
Bazı kanserlerin virüslerden ileri geldiği yalnız hayvanlardaki (kuşlar) çeşitli kanserlerde kesin olarak kanıtlanmıştır, ama insanlarda gözlenen kanserlerde henüz böyle bir yargıya varılamamıştır.
Nükleik asitlerinin tipine (DNA ya da RNA) göre virüsler, iki grup halinde sınıflandırılır. RNA’nın DNA sentezleyebileceğini vitro gösteren “ters transkriptaz” ın bulunması, DNA’lar olmaksızın bir genomla bütünleşebilen bazı RNA’lı virüslerin etki biçiminin anlaşılmasına olanak vermiştir. Rous sarkomu virüsü gibi melez RNA-DNA kanser virüsleri bu çeşit virüslerdir.
Virüsün girdiği konak hücrenin gösterdiği tepkimeler arasında, yeni keşfedilen bir maddenin (interteron)oluşumunu da saymak gerekir. Bütün bu kavramlar zaman içinde, yolları birbirine kavuşan viroloji ve moleküller biyolojideki gelişmeler sayesinde ortaya konmuştur.

Böobil, insanda, hayvanlarda ya da bitkilerde hastalıklara yol açan birçok virüs, eklembacaklılar ve özelliklede böcekler aracılığıyla bulaşır: sarıhumma virüsü, bir memeli hayvandan (ara konak) geçtikten sonra Aedes cinsinden bir sivrisinekle bulaşır. Patates kıvırcık hastalığı ve yaprak kıvrılma hastalığı virüsleri bitki bitleriyle özellikle Myzus persicae patatese geçer bu böcekler taşıdıkları hastalıklar bulaştırırlar. Bulaşma süreci virüse ve onu taşıyan böceğe göre farklılık gösterir.:arbo virüslerin çoğu sivrisineklerle, Phlebotolomuş’larla yada ıxoces’lerle bulaşır.: tütün hastalıklarına yol açan virüsler öbeği, şekerpancarında görülen sarılığın tersine bitki bitleriyle taşınmaz. Bazı virüsler hastalığı bulaştıran hayvanda (bitki biti, Cicadella. Aleurodes) uzun bir kuluçka dönemi gerçirebilir. Bu hayvanın bedeninde kalabilir, çoğalabilir ama bazılarının kuluçka dönemi kısadır, bunları yapamaz. Akarlar,ikikanatlılar ve yarımkanatlılar dışında kalan böcekler (bazı kınkanatlılar ve düz kanatlılar) da virüs bulaştırabilir.

DNA’lı Virüsler

DNA’lı Virüsler çoğalabilmek için bakteri hücrelerinde veya üstün yapılı canlıları meydana getiren hücrelerde asalak yaşar.

Virüsler bir nükleik asit molekülünden ibaret (tüm genetik varlığı budur) biyolojik organizmalardır. Nükleik asit molekülü proteinden bir kapsidin içinde yer alır ve bu kapsit bazen bir kılıfla kaplıdır.

DNA’lı virüsler arasında, boyları çok küçük olan Adeno-virüsler (0,08 mikrometre, um) veya papovavirüsler (0,06 um) gibi virüsler vardır. Oysa bir bakteri hücresi bir um ve bir memeli hücresi 5-10 um boyunda olabilir. Adenovirüsler insanlarda yutak, bademcik iltihapları ve solunum yolu hastalıklarına yol açar; papovavirüslerden bazıları siğile neden olur. Bu iki virüs “çıplak” virüslerdendir, yani bunların kapsitinin etrafında kılıf bulunmaz; adenovirüslerin DNA’sı 40.000 nükleotitten papovavirüslerin DNA’sıysa yalnız 5 000 ile 8 000 nükleositten oluşur (bir bakteri DNA’sı 8 milyon, bir memeli hücresinin DNA’sı 3 milyar nükleotitden meydana gelir. DNA virüslerinin en küçüğü hepatit B virüsüdür; boyu 0,04 nm’dir ve DNA’sı 3 200 nükleotitten oluşur. Adenovirüs ve papovavirüslerin tersine bunun kapsidi, lipit içeren bir kılıfla kaplıdır. Başka bazı DNA’lı virüslerin kılıfı da lipittendir, ama bunlar biraz daha büyüktür. Mesela uçuk yapan herpes virüsü 0,18um’dir ve DNA’sı 200 000 nükleotitten meydana gelir; poksvirüs (çiçek hastalığı virüsü gibi)0,2 um’dir ve DNA’sı 300 000 nükleotitten oluşur.
Bakteriyelerde asalak yaşaya virüslere bakteriyofaj (veya faj) denir. Bakteriyofajların kapsidi kuyruğa benzeyen bir uzantıyla sona erer. Virüs, DNA’sını bu kanaldan bakteri hücresine aktarır.

Bakteriyofajlardan faklı olarak hayvan ve bitki virüsleri, kapsit ve kılıflarının üzerinde yer alan moleküllerin yardımıyla konak hücrenin zarına tutunur ve endositozla (normal şartlarda, hücrenin, metabolizması için gerekli olan besinleri içeri almasına yarayan mekanizma) hücrenin içine girer.
Bütün DNA’lı virüslerde yaşam döngüsü birbirin aynıdır. Bu virüsler önce konak hücrenin özel enzimlerinden yararlanarak kendi DNA molekülllerini eşler ve çoğaltır. Daha sonra bu virüs DNA’larının yardımıyla hücrenin haberci RNA’larını kullanarak kendisine gerekli olan maddelerin ve kapsit proteinlerinin sentezini gerçekleştirir.

Çok sayıda üretilen kapsitler, konak hücrenin patlamasına yol açar. Kendisini eşlemiş olan virüs DNA’ları bu evrede kapsitlerin içine girer, yani kendine bir kapsit yapar ve konak hücre ölünce dışarı çıkar. Yeni oluşan ve virüslerin başka hücrelere girmesiyle, söz konusu döngü yeniden başlar (virüs enfeksiyonlarında, hastalığın asıl nedeni iş bu konak hücre yıkımıdır). Kılıflı virüslerde döngünün son evresi biraz daha farklı olarak gelişir.: Bu virüsler, konak hücreyi patlatarak değil, hücre zarının bir kısmını da alarak tomurcuklanma yoluyla dışarı çıkar. Bu durumda, konak hücrenin tepkisi hastalığa neden olur. Bu nedenle Epstein-Barr denilen herpes virüsü veya papillom gibi dölyatağı boynu yaralarına yol açan bazı virüsler ile hepatit B virüsü, vücutta kanserlerin oluşumunda rol oynayan virüslerdendir.

RNA’lı virüsler

Genetik varlığı RNA molekülünden ibaret virüslerin boyları 0,2 um (çocuk felci virüsü gibi pikorna virüsler) ile 0,2 um (grip virüsü gibi ortomikso virüsler)arasında değişir. Bunların genetik varlığı genelikle küçüktür, asla 20000 nükleotti aşamaz. bunlardan pikorna virüsler gibi bazıları “çıplak”virüslerdir (yani kapsidi çevreleyen bir kılıfı yoktur ) büyük çoğunluysa lipit içeren kılıfla korunmuştur.

Başlıca 3 çeşit RNA’lı virüs vardır: genetik yapısı tek zincirli RNA molekülü içeren ve bu molekülü doğrudan haberci RNA gibi kullanan pozitif virüsler; tek zincirli RNA molekülü içeren ama bunu haberci RNA gibi kullanamayan negatif virüsler; son olarak haberci RNA işlevi görmeyen,ama DNA molekülü olarak kopyalanabilen tek zincirli pozitif RNA molekülü içeren virüsler ki, bunlar konak hücrenin kromozomuyla kaynaşarak hücrede, haberci RNA sentezini yönete bilir .

Retrovirüsler bu şekilde etki göstermektedir.
Tek zincirli pozitif RNA virüslerine örnek olarak çocuk felcinin ve daha başka birçok hastalığın sebebi olan sorumlu pikornavirüsler gösterilebilir. Yaklaşık 6ila 8 saat kadar sonra, konak hücre patlar ve sayıları 100000’e yakın yeni virüs (kapsit+RNA) açığa çıkar .

İkinci grupta grip virüsü gibi ortomikso virüsler veya kuduz virüsü gibi rabdovirüsler yer alır. Bu virüslerde transkriptaz adı verilen bir enzim bulunur. Virüs hücreye girdiğinde, RNA negatif virüs zinciri, traskriptaz sayesinde pozitif RNA zincirine dönüşür. Bu pozitif RNA zinciri ya haberci RNA iş görür yada doğrudan genetik maddenin çoğalması için kalıp ödevi görmeye başlar. Virüs proteğinlerin ve yeni RNA zincirlerinin sentezlenmesiyle çok sayıda yeni virüs meydana gelir ve bunlar tomurcuklanma yoluyla konak hücreden dışarı çıkar . bu sırada virüs hücre zarının bir bölümünü de beraberinde götürürse kılıflı virüs olur.

Üçüncü kategorideki retrovirüslerde ters transkriptaz adı verilen bir enzim bulunur. Virüs konak hücreye girdiğinde, bu enzim yardımıyla RNA molekülünden DNA molekülünün traskripsiyonu gerçekleşir. Bu taktirde virüs DNA’sı konak hücrenin kromozom DNA’sıyla kaynaşabilir; o zaman bu moleküle provirüs DNA’sı hem haberci RNA molekülünün hemde kapsit proteğinlerinin sentezini yönetir. Yeni sentezlenen RNA moleküleri kapsitlerle paketlenerek tomurcuklanma sonucu hücreden dışarı çıkar.

AIDS virüsü de retrovirüsler grubundandır. Ayrıca hayvanlar üzerinde yapılan deneyler sonucu lösemi ve kansere yol açan retrovirüsler de bulunmuştur. Bu virüslere onkojen adı verilen özel bir gen bulunduğu ve bu genin konak hücre kromozonuna katıldığında hücrenin kanserleşmesine yol açan bir proteğini sentezlediği bulunmaktadır.