2019’un aralık ayında, Çin’in Wuhan kentindeki bir hayvan pazarından yayıldığı öne sürülen bir tür Coronavirus, önce ülke içerisinde, ardından da tüm dünyada yayılarak pandemi haline geldi ve milyonlarca kişiyi enfekte ederek hastalanmalarına ve ölmelerine sebep oldu. Virüs, sadece hastalık boyutunda yıkıma yol açmadı. Ülkelerin ekonomilerini ve sosyal yaşantısını da yerle bir etti. Virüsün sonuçlarını detaylıca açıklamayı gereksiz buluyorum. Bunun sebebi de geçtiğimiz üç sene içerisinde, bu yazıyı okuyan herkesin ‘bilim kurgu’ olarak niteleyebileceğimiz etkilerine yakından maruz kalmasıdır.


Kuşkusuz, tarihte pek çok salgın yaşandı. Çiçek, Ebola, AIDS, Zika, Grip ve en yeni üyemiz Covid-19 bu salgınlara örnek olarak verilebilir. Şanslı azınlıktaki kimi insanlar bu saydığım virüs salgınlarının sadece bir-iki tanesine maruz kalmış olabilir. Diğer örneklerin ismini bile duymamış olabilirsiniz. Ancak gerçek şu ki; bu salgınlara neden olan virüsler binlerce yıldır bizimle beraber yaşamaktadır. Ve yaşam mücadelesini sürdürebilmek için yeni konaklar arayışındadır. Bilmediğimiz binlerce virüs türü şu anda Dünya’nın çeşitli yerlerinde gün yüzüne çıkmayı bekliyor olabilir.

Özetlemek gerekirse şunu söyleyebilirim; Canlılık var oldukça virüsler de var olacaktır.


1. BÖLÜM

Tanrı’nın Gazabı


İnsanların barınma, gıda, kendini savunma gibi ihtiyaçları ve doğaya olan merakları; bilimin önünü açmıştır. Ateşin bulunması, ilk icatların yapılması, astronominin gelişimi, hastalıklarla savaşmak için geliştirilen tedavi yöntemleri; bilimin ilk birikimleridir.


Zaman ilerledikçe ve insan geliştikçe karşısına hep yeni problemler çıkmıştır. Bunlardan en önemlisi ise insanlığın ömrünü kısaltan, hatta soyunu tehdit eden hastalıklar.

Tarih sahnesinde pek çok hastalık başrol olarak yer aldı. Afrika’nın az nüfuslu bir köyünden, Kuzey Amerika’nın günümüz metropollerine kadar, hastalıkların uğramadığı hiçbir yer kalmadı. Peki bu hastalıklara neden olan ne? Doğa felaketleri mi, Tanrı’nın gazabı mı, gezegenlerin hareketi mi yoksa farklı bir şey mi?


Aslında doğru cevabın verilmesi çok uzun yıllar aldı. İlk başta, insanların yaptığı ahlaksızlık ve işledikleri günahlardan dolayı bu hastalıklarla cezalandırıldıkları düşünülüyordu. Bilim insanlarının yaptığı çalışmalar ve araştırmalarla bu cahiliye dönemi kapandı. Şimdi gelin, bu çalışmalara yakından bakalım.


Bu düşüncelerin yok olup modern bilimin takip edilmesi bir gecede gerçekleşmedi. Doktorların ve biyologların hastalıkları tanımlaması, tedaviler bulması hatta bu hastalıklara neden olan bakteri, mikrop, virüs gibi mikroorganizmaların keşfi; insanların farkındalığını artırdı.


17. yüzyılda Antonie van Leeuwenhoek’un mikroskopta yaptığı gelişmelerle mikroorganizmalar görüntülenmeye başladı. Bu mikroorganizmaların hastalıklara neden olduğu fikri ise 19. Yüzyılda, Louis Pasteur ve Robert Koch tarafından ortaya kondu.

Koch, 1876 yılında ilk bakteriyi (Bacillus anthracis) tanımladı. Ardından yaptığı çalışmalarla şarbon, kolera, tüberküloz, tetanos gibi hastalıklara neden olan mikropları da keşfetti.


Bakterilerin yapısı incelendiğinde, memeli hücrelerine benzer yapıda olduğu ortaya çıktı. Bakteriler doğada serbest halde yaşayabiliyor, ihtiyaçları olan proteinleri kendi başlarına üretebiliyordu.

Ancak bazı bulaşıcı hastalıkların bakterileri, bakteriler için tasarlanmış olan filtrelerden geçebiliyordu. Yani bu hastalıklar bakteri kaynaklı değildi. Ancak o günün bilim insanları, bunların “daha küçük bakteriler” olduğunu düşünüyordu.


1876 yılında Adolf Mayer, tütün bitkilerine bulaşan ve ekonomiyi olumsuz yönde etkileyen bir hastalığı araştırmaya başladı. Mayer, tütün bitkilerinin yapraklarında benek bırakan bu hastalığa “tütün mozaik hastalığı” adını verdi. Hasta bitkiden aldığı öz suyunu sağlıklı bitkilere enjekte ederek bulaşıcı bir hastalık olduğunu kanıtladı. Mayer bu hastalığın çok küçük bir bakteriden ya da toksinden kaynaklandığını düşünüyordu. Aslında bu hastalığa neden olan mikroorganizmanın “Tütün Mozaik Virüsü” olduğu gerçeği ise yıllar sonra anlaşılacaktı.


Mayer’den sonra başka bir biyolog, Dmitri İvanovski, tütün mozaik hastalığı hakkında araştırmalara devam etti ve bakteri filtrelerinden geçebildiğini gözlemledi. İvanovski de bu hastalığın bakteri kaynaklı olduğunu düşünüyordu.


1898 yılına gelindiğinde ise Martinus Beijerinck adlı bilim insanı, Mayer’in çalışmalarını yeniden ele aldı ve virüsler hakkında en önemli bilgilerden birisini elde etti. Bu mikroorganizma bölünen hücrelerde çoğalabiliyordu ancak yalnızca canlı bir bitkiye bulaştığında etkisini gösterebiliyordu. Buradan hareketle, hastalığa neden olan mikroorganizmanın canlı bir mikrop olduğu sonucuna ulaştı ve Latince “zehir ağı, sümüksü sıvı” anlamına gelen virus adını koyan ilk kişi oldu.


20. yüzyılın başlarında virüsler, enfeksiyona yol açan, tasarlanmış filtrelerden geçen ve yayılmak için canlı hücreye gereksinim duyan bir bakteri grubu olarak tanımlanıyordu. Lakin bunca yeni bilgiye rağmen virüslerin görüntülenmesi, yapılarının belirlenmesi ve ayrı bir bakteri sınıfı olduğunun anlaşılması için ise 1939 yılındaki elektron mikroskobunun icat edilmesini beklemek gerekiyordu.


2. BÖLÜM

Protein kılıf içinde gelen kara haber


Virüslerin keşfi ve ilk tanımının yapılması, virolojinin temelini oluşturmuştu. Ancak bilim insanlarının yaptığı araştırmalar buzdağının görünen kısmıydı. Henüz virüslerin hangi organik bileşenlerden oluştuğu, hangilerinin hastalığa yol açtığı, bu hastalık mekanizmasının neye bağlı olduğu gibi önemli sorular cevaplanamamıştı.


Virüsler; sanılanın aksine hücre değil, organik bir partiküldür. Genetik materyal ve kapsid denilen protein kılıftan meydana gelmiştir. Bu bileşiklerin oluşturduğu yapıya ise virion adı verilir. Genetik materyal (DNA veya RNA) kapsidin içerisinde yer alır. Kimi virüslerde protein kılıfın üzerinde yer alan, zarf adı verilen bir katman daha bulunur. Bu katman, virüsün kimyasallara ve ısıya karşı dayanıklı olmasını sağlar. Bu sayede konak hücrede tutunmaları ve enfekte etmeleri kolaylaşır.


Kapsid proteinlerinin dizilişi, virionun şeklini belirler. Örneğin tütün mozaik virüsü uzun bir çubuğa, kuduz virüsü mermiye, koronavirüs ise taç şekline benzer. Virüslerin bakterilerden daha küçük boyutlu olduğunu dile getirmiştik. Yaklaşık 6000 adet bakterinin bir araya getirilmesiyle ancak bir pirinç tanesi boyutuna ulaşabiliriz. Bu pirinç tanesini virüslerle oluşturmaya kalkacak olsaydık, ortalama 1 milyon adet virüse ihtiyacımız olurdu.

Virüsler, hücre olmadıklarından dolayı herhangi bir organele sahip değildir. Ve yaşamlarını devam ettirebilmek için canlı konağa ihtiyaç duyar. Konağı enfekte ettiklerinde konağın enzimlerini kullanarak, gerekli olan proteinleri kendi adına ürettirirler. Virüsler, konağa bağımlı olmaları sebebiyle zorunlu parazit olarak adlandırılır.


Bir mikroorganizmanın virüs olarak belirlenebilmesi için 20. yüzyılda birtakım kriterler belirlendi. Bakteri filtrelerinden geçebilmesi, bulaşıcı olması ve bakteri kültürlerinde ürememeleri gerekiyordu. Virüslerin tanımlanmasındaki en büyük adımlar, elektron mikroskobunun icadıyla atıldı. Virüsleri aile, cins ve türlere ayırmak için aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurularak bir sınıflandırma hazırlandı:


Nükleik Asit Tipi (DNA veya RNA)

Virüs Kapsidinin Şekli

Kapsidin Sayısı Veya Çapı

Zarflı Yapı


Bu sınıflandırma kriterleri kullanılarak virüs aileleri oluşturulmuştur. Böylelikle, ileride değineceğim birtakım hastalıklara neden olan virüsler keşfedilerek sınıflandırılmış, salgınlar baş gösterdiğinde ise tedavilerinin bulunması kolay bir hale gelmiştir.


3. BÖLÜM

Ölüm-Kalım Savaşı


Virüsler, hücreler gibi bölünemezler. Bunun yerine konağın organellerini ve proteinlerini kullanarak kendisinin kopyasını üretir. Bu sayede sayılarını artırarak, konak hücrede yaşama tutunmasını sağlamlaştırır.

Bir virüsün yaşam döngüsü temelde altı aşamadan oluşur.


Tutunma; konak hücrenin reseptörlerine virüsün bağlanmasıyla gerçekleşir. Hücre reseptörleri ile virüs arasında anahtar – kilit uyumu bulunur. Bunun anlamı; virüs enfekte etmek istediği konağın algılayıcı bölgelerine özel olarak üretilir ve zamanı gelince o bölgelerde parçalanmadan içeri girer. Daha sonra ele alacağım, Konak-Virüs Savunmaları adlı yazımda virüslerin bu bölgelerden nasıl geçebildiklerine detaylıca değineceğim.

Virüslerin hücre reseptörüne özel olarak üretilmesine örnek olarak İnsan Bağışıklık Yetmezliği Virüsü (HIV)’nü söyleyebiliriz. CD4 reseptörüne karşı özel olarak üretilen HIV, yalnızca yüzeyinde CD4 molekülü bulunan hücreleri enfekte edebilir. Bu bilgilerden hareketle; 2018 yılında, Çinli bir bilim insanı olan He Jiankui, HIV’in hücreye girmesine izin veren CCR5 genini CRISPR-Cas9 yöntemi ile devre dışı bırakmıştır. Böylelikle doğuştan HIV dirençli tasarlanmış ikiz bebekleri dünyaya getirmiştir.


Hücreye giriş; Virüs; endositoz, membran füzyonu, penetrasyon gibi çeşitli yollarla hücreye giriş yapar. Ardından nükleik asidini hücre içerisinde serbest bırakarak replikasyon için hazır hale gelir.


Replikasyon; Virüsün kendisini kopyalayarak çoğaldığı kısımdır. Virüsün sahip olduğu genetik materyale göre sitoplazmada veya çekirdekte gerçekleşebilir. Replikasyonun amacı, virüsün kendisini çoğaltarak devamlılığını sağlamak ve yeni konakları enfekte etmek istemesidir.

Virüsler bu aşamada mRNA (mesajcı RNA) sentezleyerek konağın tüm olanaklarını kullanır. Sonucunda hücreyi ele geçirir. Bu olaya transkripsiyon adı verilir. Transkripsiyon sonucu oluşan mRNA’nın kodlarına uygun olarak protein sentezi gerçekleştirilir. (Translasyon)

Bu aşamanın bitiminde virüs sayıca çoğalmış olur.


Birleşme; Virüsün DNA’sı, integraz adlı bir enzim yardımıyla hücrenin DNA’sıyla birleşir. Provirüs adı verilen bu sekans, hücrede arşivlenir ve hücre bölündükçe virüsün DNA’sının da kopyalanmasını sağlar.


Salınma; Virüsün konak hücreden çıkış yapmasıdır. Virüsler birkaç farklı yolla hücreden salınabilir. Hücre duvarının veya zarının patlaması, tomurcuklanma veya ekzositoz ile salınabilirler.


Virüslerin yaşam mücadelesi işte bu aşamalardan meydana gelmiştir.