Özellikle COVID-19 pandemisi ile birlikte adını sık sık duymaya başladığımız virüsler, en küçük mikroorganizmalardan bir tanesidir. Yalnızca canlı hücreleri enfekte ederek yaşamını sürdürdüğü ve bu şekilde çoğaldığı için tam olarak bir canlı olup olmadığı tartışılan virüsler, pek çok farklı hastalığa neden oldukları için insanlığın en büyük düşmanıdır ama aynı zamanda yaşamın temelini de oluşturmaktadırlar.
Virüsler nasıl çoğalır sorusunun ise tek bir yanıtı yok çünkü bugüne kadar tespit edilmiş milyonlarca farklı virüs türü var ve bunların her biri farklı yollarla bulaşıp çoğalma eğilimi gösteriyor. Aynı şekilde virüs kaynaklı hastalıklarda da her zaman kolay bir tedavi ya da önleyici aşı olmuyor. Gelin virüsler nasıl çoğalır, nasıl ortaya çıkar yakından bakalım ve bu mikro dünyayı biraz daha yakından tanıyalım.
Öncelikle bir tanım yapalım, virüs nedir?
Canlı hücreleri enfekte ederek bulaşan, yayılan, çoğalan virüsler en küçük mikrorganizmalardan bir tanesidir. Bir tür ajan olarak da tanımlanan virüsler, hayatlarını sürdürmek için hayvanlarda, bitkilerde ya da bakterilerde konakçı olurlar. Tam da bu nedenle virüslerin canlı olup olmadığı bir tartışma konusudur.
Virüsler, yeryüzünde bulunan ve aklınıza gelen gelmeyen tüm ekosistemlerde kendilerine yer bulabilirler. En çok bulunan biyolojik tür olarak kabul ediliyorlar. Virüs bilimi olan viroloji; hayvanlarda, bitkilerde, bakterilerde, arkelerde ve daha nice mikroorganizma içinde bulunabilen virüsleri incelemektedir.
Mikroskobik canlı denilince aklımıza virüs gelir ama bakteri mikroskobiktir, virüs ondan da küçüktür. Şöyle ki bir insan hücresi yaklaşık 120 mikrometre, e coli bakterisi 1 mikrometre, çoğu virüs ise en fazla 400 nanometredir. Bu yüzden 1940’lı yıllarda elektron mikroskobu icat edilene kadar virüsleri tam olarak göremedik.
Virüsler canlı mı, nasıl ortaya çıktılar?
Milyonlarca yıllık evrimsel süreci inceleyen bilim insanları, virüslerin tam olarak nasıl ortaya çıktığına dair bir orijin hikaye bulamadılar. Bazı virüslerin plazmid adı verilen ve hücreler arasında hareket etme becerisine sahip DNA parçacaklarından evrimleşmiş olabileceği, bazılarının ise bakterilerden evrimleşmiş olabileceği tahmin ediliyor.
Genetik çeşitliliği arttırdıkları ve yatay gen transferinde büyük rol oynadıkları için virüsler evrimsel sürecin önemli bir parçası olarak kabul edilirler. Canlı olup olmadıkları ise tartışma konusudur. Çünkü genetik materyal taşıyorlar, ürüyorlar ve doğal seçilime uğruyorlar; yani canlılar. Ancak canlı hücre olmadan yaşayamıyorlar ve hücre yapısına sahip değiller. Bu nedenle virüsler ‘yaşamın kıyısındaki organizmalar’ ve ‘ kopyalanıcılar’ gibi farklı tanımlara sahiptirler.
Virüsler yüz yıldan uzun süre önce keşfedildi:
Fransız mikrobiyolog Charles Chamberland’ın 1884 yılında bakteriden küçük gözenekleri görmek için bir filtre icat etmesi sonrası 1892 yılında Rus biyolog Dmitriy İvanovskiy, tütün bitkisine bulaşan organizmaları bu filtre ile incelemeye başladı. Yayımladığı makalede bakteri olmadığını düşündüğü etkenlerden bahsetti. 1898 yılında Martinus Beijerinck’in tütün mozaik virüsünü keşfetmesi ile birlikte insanlık virüslerle tanışmış oldu.
O günden beri mikrobiyolojinin alt uzmanlık alanı olan viroloji, virüsler üzerinde çalışmalar yapıyor. Bugüne kadar milyonlarca farklı virüs türü olduğu keşfedildi. İlginç olan ise bunların yalnızca 6 binden biraz fazlasını detaylı olarak tanımlayabiliyoruz. Yani her geçen gün yeni bir virüsle tanışıp da onun ne olduğunu anlamıyor olmamız son derece normal.
Bugüne kadar keşfedilen virüsler genelde iki biçime sahiptir, çubuk ve küre. Bakteriyofajl olarak adlandırılan ve bakterileri enfekte eden virüsler ise benzersiz bir biçimde bir kafaya ve bir kuyruğa sahiptir. Şeklinden bağımsız olarak tüm virüsler bir protein dış kabuğundan oluşur ve DNA ya da RNA genetik materyaline sahip olur.
Peki bu minnacık virüsler nasıl çoğalır?
Bugüne kadar virüslerin çoğalmak için kullandığı iki farklı yöntem keşfedildi. Bunlar litik döngü ve lizojenik döngü olarak adlandırılır. Bazı virüsler bunlardan birini, bazıları ise ikisini birden kullanarak çoğalır.
Litik döngüde virüs ilk olarak canlı konakçı hücreye bağlanır ve sonra kendi DNA’sını ona aktarır. Konağın hücresel metabolizmasını bulan DNA başlar protein oluşturmaya ve bunları kopyalamaya. Sayısı artan virüsler hücreyi parçalar, dışarı çıkar ve yeni hücreler bularak döngüyü südürür.
Lizojenik döngüde de ilk olarak virüs canlı hücreye bağlanarak DNA’sını aktarır. Daha sonra ise virüsün DNA’sı, konakçı hücrenin DNA’sına dahil olur. Böylece konakçının hücreleri kopyalandıkça virüsün DNA’sı da kopyalanmış olur. En sonunda konakçı tamamen virüs DNA’sı ile dolu hale gelir.
Çoğalan bu virüsler nasıl yayılır?
Hangi birini sayalım? Mesela bitkilerde bulunan virüsler yayılmak için yaprak bitlerini ve bitkinin kendi özsuyunu kullanarak böceklere geçer, oradan da diğer bitkilere yayılır. Hayvanlarda bulunan virüsler kan emici böcekler tarafından emilerek diyar diyar gezerler. Bu tür taşıyıcı haşeratlar vektör olarak adlandırılır.
Hepimiz yakından tanıdığı grip virüsleri solunum yoluyla yayılırlar. Gastroenteritin gibi hastalıklara neden olan norovirüs ve rotavirüs temas yoluyla, su ile ve yiyecek ile bulaşır. AIDS hastalığına neden olan HIV gibi virüsler cinsel yolla ya da kan yoluyla bulaşırlar. Bakterinin sırtında yolculuk edebilir, farklı canlılar arasında yayılabilir, yani bir virüs isterse her türlü yayılır.
Virüs kaynaklı hastalıklar nasıl tedavi edilir?
Alırım bir kutu antibiyotik geçer diyorsanız yanılıyorsunuz çünkü antibiyotik ilaçlar, bakteriyel enfeksiyon kaynaklı hastalıkların tedavisinde kullanılır. Viral enfeksiyonlarda antibiyotik içmekle bonibon yemek aynı etkiye sahiptir. Bu nedenle viral enfeksiyonlar öncelikle aşılar yoluyla önlenmeye çalışılır. Bazı antiviral ilaçlar da tedavi edici etki gösterebilir. Bazı güçlü antiviral ilaçlar DNA sentezini durdurarak virüsün çoğalmasını engeller.
Virüsler bir gün çok işimize yarayacak:
Lanet olsun virüslere hepsinin kökünü kurutalım diye düşünmeyin çünkü onları tanıdıkça kendi lehimize kullanmaya başlıyoruz. Özellikle gen tedavilerinde hayati öneme sahiptirler. DNA’sını konakçı DNA’sına dahil eden virüsleri kullanarak faydalı genleri taşıyabiliriz. Dahası kanserli hücrelere virüs vererek onların yok edilmesini sağlayabiliriz. Henüz kesin konuşmak için çok erken ama yapılan çalışmalara bakacak olursak yakın gelecekte virüsler hayatımızı kurtarabilir.
İnsan vücudunda pek çok hastalığa neden olmasına rağmen yaşamın temelini oluşturan virüsler nasıl çoğalır, nasıl ortaya çıktılar gibi merak edilen soruları yanıtlayarak bu mikro dünyanın kapılarını biraz aralamaya çalıştık. Canımızı alacak kadar güçlü bu minicik organizmalarla hayatımızı kurtaracak çalışmalar yapan bilim dünyasın saygı duymamak elde değil.