מאגרי עבודות וסיכומים

1. מבוא ומושגי יסוד 6
מהו נגיף 6
כמה נגיפים יש בעולם 6
מיקרוביום, וירום ופאג'אום 6
הפאג'אום 7
נגיפים והאדם 7
2. ההיסטוריה של הווירולוגיה 9
אבעבועות שחורות והחיסונים הראשונים 9
ראשית המיקרוביולוגיה 9
גילוי הנגיפים 9
נגיף השפעת: חיידק או נגיף? 10
עידן המיקרוסקופ האלקטרוני והביולוגיה המולקולרית 10
המצב כיום 11
3. התכונות המשותפות לנגיפים 12
תאים לעומת נגיפים 12
חיידקים לעומת נגיפים 12
חמש התכונות המשותפות לכל הנגיפים 12
סדרי גודל 13
יוצאי הדופן: נגיפי ענק 13
4. עקרונות המבנה של נגיפים 15
המרכיבים הבסיסיים 15
הוויריון 15
הסימטריה של הקפסיד 16
נגיפים עם מעטפת ובלי מעטפת 16
דוגמאות למבנים של נגיפים 16
מבנה נגיף הקורונה 17
שיטות לפענוח מבנה נגיפים 17
5. מקור הנגיפים ואבולוציה 18
שלוש התאוריות על מקור הנגיפים 18
נגיפים כ"מכונות דרוויניסטיות" 18
דוגמה: אבולוציה של נגיף הקורונה 18
מוטנט, וריאנט ו-‎Quasispecies‎ 19
עצים פילוגנטיים 19
6. האם נגיפים הם יצורים חיים 20
7. עולם הנגיפים: סיווג 21
סיווג לפי המאכסן 21
קריטריונים נוספים לסיווג 21
טקסונומיה ונומנקלטורה 21
דוגמה: נגיפי הקורונה 22
דוגמה: נגיפי ההרפס 22
הווירום האנושי לפי סוג הגנום 22
8. החשיבות של חקר הנגיפים 23
9. מחזור ההתרבות של נגיפים: סקירה כללית 24
עקום הגידול של נגיפים 24
שלבי ההדבקה הנגיפית 24
10. כניסת הנגיף למאכסן 26
דרכי העברה 26
מחלות זואונוטיות 26
נגיפי הקורונה והאדם 26
שמירה על כושר ההדבקה בסביבה 27
שערי הכניסה לגוף והחסמים 27
התפשטות הנגיף בגוף 28
מקדם ההדבקה (‎R0‎) ומפיצי-על 28
11. ספיחה והיצמדות לתא 29
עקרונות 29
סוגי קולטנים 29
הקולטנים קובעים את טווח המאכסנים ואת הטרופיזם 29
תכונות הקולטנים 30
דוגמאות לקולטנים 30
מי בוויריון מתווך את ההיצמדות 30
רגישות ומתירנות של תאים 31
12. נוגדנים מנטרלים ומעכבי היצמדות 32
נוגדנים מנטרלים 32
מבחן נטרול (‎Virus‎ ‎neutralization‎ ‎assay‎) 32
הקולטן של ‎SARS‎-‎CoV‎-‎2‎ 32
נוגדנים מנטרלים כתרופות 32
חלקיקים דמויי ויריון (‎VLPs‎) וחיסון הפפילומה 33
מעכבי חדירה (‎Inhibitors‎ ‎of‎ ‎viral‎ ‎entry‎) 33
היצמדות וחדירה של ‎HIV‎ 33
מבנה הוויריון 33
הקולטנים של ‎HIV‎ 33
מנגנון ההיצמדות והאיחוי 34
מוטציית ‎CCR5‎Δ‎32‎ 34
מעבר מתא לתא (‎Cell‎-‎to‎-‎cell‎ ‎spread‎) 35
13. חדירה לתא 36
עקרונות 36
מנגנוני החדירה 36
הבועית והבריחה ממנה 36
תנועה בתוך התא 36
14. הפשטה (‎Uncoating‎) 38
עקרונות 38
הגעת הגנום לגרעין 38
הרפס: הזרקה דרך שער הגרעין 38
‎Adeno‎: "משיכת חבל" 39
שפעת: חדירה והפשטה 39
15. ביטוי הגנום הנגיפי ושכפולו: עקרונות כלליים 40
השפה המשותפת: ‎mRNA‎ 40
עקרונות השכפול והביטוי 40
סיווג בולטימור (‎Baltimore‎ ‎classification‎) 40
16. קבוצה ‎I‎: נגיפי ‎DNA‎ דו-גדילי 42
מאפיינים כלליים 42
מחזור ההתרבות והביטוי המדורג 42
נגיפי פוליומה ופפילומה 43
נגיפי ‎Adeno‎ 43
נגיפי הרפס 43
הדבקה פורייה והדבקה חבויה 44
נגיפי הרפס אנושיים 44
נגיפי פוקס (‎Poxviruses‎) 45
תרופות נגד נגיפי ‎DNA‎ דו-גדילי 45
17. קבוצה ‎II‎: נגיפי ‎DNA‎ חד-גדילי 46
18. קבוצה ‎VII‎: נגיפי ‎DNA‎ דו-גדילי חלקי 47
19. נגיפי ‎RNA‎: עקרונות כלליים 48
הקשר בין שיעור המוטציות לגודל הגנום 48
20. קבוצה ‎IV‎: נגיפי ‎RNA‎ חד-גדילי חיובי 49
מאפיינים 49
נגיף הפוליו 49
נגיפי הקורונה 49
תרופות נגד הקורונה 50
שימוש בנגיפים אלה במחקר 50
21. קבוצה ‎V‎: נגיפי ‎RNA‎ חד-גדילי שלילי 51
מאפיינים 51
נגיף השפעת 51
השתנות נגיף השפעת 51
מגפות שפעת (פנדמיות) 52
22. קבוצה ‎III‎: נגיפי ‎RNA‎ דו-גדילי 53
23. קבוצה ‎VI‎: רטרו-וירוסים 54
מאפיינים 54
מחזור ההתרבות 54
האנזים ‎Reverse‎ ‎transcriptase‎ 54
רטרו-וירוסים פשוטים ומורכבים 55
חשיבות הרטרו-וירוסים במחקר 55
רטרו-וירוסים ותהליכים ממאירים 56
‎Slow‎ ‎transforming‎ 56
‎Acute‎ ‎transforming‎ 56
24. נגיף ה-‎HIV‎ 57
כללי 57
אפידמיולוגיה 57
דרכי הדבקה 57
מהלך ההדבקה ללא טיפול 57
הדינמיקה של ההדבקה 58
אבחון 58
טיפול ומניעה 58
25. הרכבה, הבשלה ושחרור של נגיפים 60
הרכבה (‎Assembly‎) 60
הבשלה (‎Maturation‎) 60
שחרור (‎Release‎) 60
חלקיקים לא מדבקים 60
26. תנאים להדבקה פורייה 61
27. יחסי נגיף-מאכסן 62
הדבקה אקוטית והדבקה מתמשכת 62
מנגנוני ההגנה של המאכסן 62
28. טבלאות סיכום 63
תרופות ומעכבים שנלמדו 63
מילון מונחים 63

1. מבוא ומושגי יסוד

מהו נגיף

נגיף הוא המונח העברי לווירוס, ומדע הנגיפים נקרא וירולוגיה. מקור המילה "וירוס" בלטינית, ופירושה רעל. הווירולוגיה היא מדע אינטגרטיבי הנוגע בתחומים רבים בביולוגיה: ביולוגיה של התא, ביולוגיה מולקולרית, אימונולוגיה, אבולוציה, רפואה וביוטכנולוגיה.
הגדרות מקובלות לנגיף:
טפיל מוחלט התלוי בתא מארח (מאכסן, פונדקאי) כדי להתרבות.
חלקיק הכולל חומצת גרעין ומעטפת חלבונית.
ישות אל-תאית (נגיף אינו תא) בעלת מטען גנטי (גנום) המורכב מחומצת גרעין.
נגיפים מתרבים בתאים מאכסנים ומשתמשים בחילוף החומרים של התא כדי ליצור חלקיקים הנקראים ויריונים. הוויריונים מגנים על החומר התורשתי ומאפשרים את העברתו לתאים נוספים ולמאכסנים נוספים.
הגדרה מפורסמת של נגיף ניסח חתן פרס נובל ‎Peter‎ ‎Medawar‎: "פיסת חדשות רעות עטופה בחלבון". עם זאת, נגיפים אינם תמיד "חדשות רעות": ניתן לרתום אותם לצורכי טיפול (למשל ריפוי גנטי וטיפול בפאג'ים), לצורכי מחקר ולצורכי ביוטכנולוגיה.
אתר מומלץ למידע על נגיפים: ‎ViralZone‎.
כמה נגיפים יש בעולם
כל האורגניזמים החיים שורדים ב"ים של נגיפים". נגיפים מדביקים את כל תצורות החיים: חיידקים, ארכאות, צמחים, פטריות, חד-תאיים ובעלי חיים. בדרך כלל כל נגיף ספציפי לתצורת החיים שהוא מדביק.
מעריכים שבביוספרה קיימים כ-1030-1031 נגיפים המדביקים חיידקים (בקטריופאג'ים).
אם משקלו של נגיף הוא כ-10-15 גרם, הביומסה של נגיפים אלה מגיעה לכ-109 טון.
אם נניח שאורכו הממוצע של פאג' הוא כ-125 ננומטר ונסדר את כל הפאג'ים בביוספרה בשרשרת, אורכה יגיע לכ-130 מיליון שנות אור.
לוויתנים מודבקים בנגיף קטן בשם ‎Calicivirus‎ הגורם להם לפריחה ולמחלת מעיים קלה. לוויתן השוקל 35 טון מפריש כ-1013 נגיפים מסוג זה מדי יום.
כפית של מי אוקיינוס מכילה כ-5 מיליון נגיפים, ורובם המוחלט מדביקים אורגניזמים ימיים ולא בני אדם. ליטר מי ים עשוי להכיל יותר נגיפים מכל אוכלוסיית בני האדם על פני כדור הארץ.
מבחינת מספר, הנגיפים מהווים כ-94% מהמיקרואורגניזמים (לעומת כ-6% פרוקריוטים וחד-תאיים). מבחינת ביומסה, לעומת זאת, חלקם קטן מאוד, משום שהם זעירים, והפרוקריוטים מהווים את רוב הביומסה.
גודל הווירום של היונקים אינו ידוע במדויק, אך מעריכים כי הביוספרה כוללת כ-10-100 נגיפים לכל תא, ברוב בתי הגידול.