1 เม.ย. 2020 เวลา 05:40 • การศึกษา
ไวรัสเป็นคำที่คุ้นเคยกันดีในเหตุการปัจจุบันนี้ และมีคำถามที่เกิดขึ้นว่าไวรัสคืออะไร? มันทำงานอย่างไร? และมันเป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่? ดังนั้นเรามาหาคำตอบกันครับ
การค้นพบไวรัสครั้งแรก
เกิดขึ้นในปี 1898 นักจุลชีววิทยาและนักพฤกษศาสตร์ชาวเนเธอร์แลนด์ Martinus Willem Beijerinck ได้ศึกษาโรคการหงิกงอในใบยาสูบในช่วงเวลานั้นการค้นพบของ Louis Pasteur ทำให้งานทางจุลชีววิทยาเจริญก้าวหน้าอย่างมาก แต่ในการศึกษาครั้งนี้ Martinus ไม่สามารถเพาะเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียจากสารสกัดจากใบยาสูบที่เป็นโรคได้เลยแม้ว่าจะนำไปกรองเอาแบคทีเรียออกก็ยังสามารถก่อโรคได้ จึงสรุปว่าการก่อโรคนี้น่าจะเกิดจากสิ่งที่เล็กกว่าแบคทีเรีย เรียกสิ่งนี้ว่า "Contagium vivum fluidum" (สิ่งที่ลื่นไหลผ่านการกรองได้)(ภายหลังเรียกไวรัสชนิดนี้ว่า tobacco mosaic virus) และจากการศึกษาในตอนนั้นสิ่งนี้ไม่สามารถเจริญได้บนอาหารเพาะเลี้ยง และมองไม่เห็นภายใต้กล้องจุลทรรศน์
และหลังจากนั้นการค้นพบไวรัสก็มีมากขึ้น เช่นไวรัสกินแบคทีเรีย (bacteriophage) ที่เฉพาะต่อการติดเชื้อในแบคทีเรียทำให้แบคทีเรียแตกออก ทำให้ทราบว่าไวรัสนั้นมีความจำเพาะต่อโฮสที่มันอาศัยไม่สามารถข้ามสายพันธุ์ได้
ในปี1940 ได้มีการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้การศึกษาไวรัสทำได้ง่าย และการจัดจำแนกจึงได้เริ่มขึ้น
ไวรัสคืออย่างไร?
ดังนั้นคำจำกัดความของไวรัสคืออนุภาค หรือองค์ประกอบที่สามารถเพิ่มจำนวนได้ในเซลสัตว์ พืช และแบคทีเรีย มาจากภาษาลาตินในความหมายว่า "พิษ" โดยไวรัสมีความจำเพาะต่อโฮสสูง ในที่นี้หมายความว่าไวรัสจากสัตว์จะไม่ไปสู่พืช แต่ในสัตว์เองอาจจะสามารถติดไวรัสตัวเดียวกันได้
โดยทั่วไปโครงสร้างไวรัสประกอบด้วยสามส่วนหลักๆคือ Nucleic acid Nucleoprotein(หรือ Nucleocapsid) และ Lipoprotein envelope ซึ่งตัว Protein envelope ชนิดของสารเหล่านี้เป็นตัวกำหนดรูปร่าง ชนิดของไวรัส และความจำเพาะต่อโฮสได้ (ไม่ขอลงลึกนะครับเดี๋ยวยาว)
โดยทั่วไปไวรัสมีขนาดประมาณ 20 nm ถึง 50 nm แต่ก็มีไวรัสที่ขนาดใหญ่เช่น Megavirus และ Mimivirus ซึ่งมีขนาด 400 nm จีโนมถึง 1 ถึง 2.5 Mbp (1 Mbp = 1,000,000 base pairs of DNA)(โดยยีนประมาณ 1,120 ยีน เมื่อเทียบกับไวรัสหวัดที่มีเพียง 10 ยีน และมากกว่ายีนในแบคทีเรียบางตัวเสียอีก) สามารถมองเห็นได้ผ่านทางกล้องจุลทรรศน์ใช้แสงปรกติ
รูปซ้าย Mega virus รูปขวา T4 bacteriophage https://www.zdnet.com/article/found-largest-virus-ever/
รูปร่างของไวรัสมีสองแบบหลักๆคือ เป็นเส้น (rods) และทรงกลม (Sphere) แต่ไวรัสที่มีชื่อเสียงมากที่สุดคือ T4 bacteriophage ซึ่งเป็นไวรัสที่มีโครงสร้างซับซ้อนมีหัวที่บรรจุ DNA สายคู่ และคอกับขาที่ทำหน้าที่พิเศษในการการเกาะ และฉีด DNA เข้าสู่โฮส
ไวรัสทำงานอย่างไร?
การทำงานของไวรัสทุกขนิดคล้ายกันประกอบด้วยประมาณหกขั้นตอนหลักๆ
1.การเกาะติดโฮส (attach) ซึ่งจะจำเพาะต่อชนิดของเซล
2.การแทรกผ่านเยื่อหุ้มเซล (Penetraton)
3. การปลดปล่อยสารพันธุกรรม (Uncoating)
4. การสังเคราะห์สาร (Biosynthesis) โดยใช้สารต่างๆจากโฮส
5.การประกอบไวรัส (Assembly)
และ 6. ไวรัสตัวใหม่ออกนอกเซลโฮส (release) พร้อมที่จะติดเชื้อเซลใกล้เคียงต่อไป
แต่ก็ยังมีการติดเชื้ออีกหลายรูปแบบเช่น Transduction (T4 phage), viral DNA intregration (provirus)(HIV) โดยขึ้นอยู่กับชนิดของไวรัส ซึ่งความจำเพาะนี้ส่งผลให้การก่อโรคของไวรัสจะเกิดขึ้นเฉพาะเจาะจงที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง ไม่กระจายไปทั่วเหมือนอย่างการก่อโรคของแบบคทีเรีย
life cycle of virus https://courses.lumenlearning.com/microbiology/chapter/the-viral-life-cycle/
และคำถามสุดคลาสสิค
ไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิต(living thing) หรือไม่?
โดยคำจำกัดความของสิ่งมีชีวิตต้องประกอบด้วย
1. มีโครงสร้างในการทำงาน
2. ต้องการพลังงาน
3. สืบพันธุ์ได้
4. เจริญเติบโต
5. มีกิจกรรมภายใน (Metabolism)(เป็นคำที่แปลเป็นไทยยังไงหว่าคำเนี่ย^^)
6. ตอบสนองต่อสิ่งเร้า
7. เคลื่อนที่หรือเคลื่อนไหวได้
8. สามารถตายได้
แล้วสรุปว่าไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตไหม? ข้อถกเถียงนี้มีมาอย่างยาวนาน บ้างก็ว่าไม่เป็นเพราะไวรัสไม่สามารถทำงานเองได้ขณะอยู่นอกโฮส แต่ไวรัสมีสารพันธุกรรม แสดงความมีชีวิตเมื่ออยู่ในเซลโฮส และที่สำคัญมันตายได้ ดังนั้นจึงปฎิเสธไม่ได้ว่าไวรัสไม่มีชีวิต จึงกำหนดให้ไวรัสเป็นสิ่งมีชีวิตในรูปแบบของ non-cellular life หรือสิ่งมีชีวิตที่ไม่อยู่ในรูปแบบเซลล์ ร่วมกับ Viriod ที่เป็นสาเหตุของโรคในพืชที่เป็นเพียงสายของ RNA
แต่ปัจจุบันไวรัสก็ยังไม่ถูกจัดออกมาเป็น Domain ใหม่เป็นลำดับที่สี่ เนื่องจากเหตุผลการจัดจำแนกในปัจจุบันใช้ 16s rRNA sequence ซึ่งไม่มีในไวรัส ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะจัดไวรัสเข้าสู่ในระบบนี้ ดังนั้นก็ต้องดูกันต่อไปว่าการถกเถียงนี้จะมีการสิ้นสุดกันที่ตรงไหน
Reference:
โฆษณา