الفيروسات الحيويه

 

أصل الكلمة

  الكلمة من اللاتينية virus تشير اٍلى سم قاتل وغيره من المواد الضارة، أول اٍستعمال لها في الاٍنجليزية كان سنة 1392. أما معناها "العامل المسبب للأمراض المعدية" فاستعمل لأول مرة سنة 1728،  وذلك قبل اكتشاف الفيروسات من قبل ديمتري إيفانوفسكي في عام 1892. في الأخير صفة viral (فيروسي) تعود لعام 1948.

مصطلح virion (فيريون) يستخدم أيضا للدلالة على الجسم الفيروسي المعدي الوحيد. ومجموعها فيروسات.

تاريخ علم الفيروسات

   اكتشفت الفيروسات صدفه في أثناء اجراء العالم أدولف ماير سنة 1883، بحوثا على تبرقش أوراق التبغ، فتوصل إلى وجود دقائق أصغر من البكتيريا تسبب المرض. عام 1884، قام عالم الأحياء الدقيقة الفرنسي شارل شمبرلند باختراع مصفاة (تعرف اليوم بمصفاة شمبرلند أو مصفاة شمبرلند-باستور) مع مسام أصغر من البكتيريا. وبالتالي، يمكنه تمرير محلول يحتوي على البكتيريا وتصفيته وإزالتها تماما منه.

    تمكن العالم الروسي ديمتري ايفانوفسكي سنة 1892م من تصفية عصارة أوراق التبغ المصابة باستخدام مرشحات خاصة لا تسمح للبكتيريا بالمرور، ومسح بها اوراق غير مصابة فلاحظ إصابتها. وهو أول من أطلق عليها اسم فايرس (ويعني باللاتينية السم وهي عبارة عن جزيئات بسيطة وصغيرة في الحجم)، أظهرت تجاربه أن أوراق نبات التبغ المصابة بعد سحقها ما زالت معدية بعد الترشيح. اقترح ايفانوفسكي أنه قد يكون سبب العدوى مادة سامة تنتجها البكتيريا لكنه لم يتابع هذه الفكرة. في ذلك الوقت كان يعتقد أنه يمكن الإبقاء على جميع العوامل المعدية فوق المصافي وتنميتها على أوساط غذائية (كان هذا جزء من النظرية الجرثومية للمرض). في عام 1898، كرر عالم الجراثيم الهولندي مارتينوس بيجيرينك التجارب وأصبح على قناعة بأن المحلول الناتج عن التصفية يضم شكلا جديدا من العوامل المعدية ولاحظ أن هذا العامل أصاب فقط الخلايا التي في منطقة التبرقش، لكن تجاربه لم تظهر له أنه مكون من جسيمات لدى قام بتسميته contagium vivum fluidum (العامل الجرثومي الدائب) ثم عاد واستخدم اسم فيروس فيما بعد. بيجيرينك ساند نظرية كون الفيروسات سائلة في الطبيعة وهي نظرية فقدت مصداقيتها في وقت لاحق من قبل وندل ستانلي الذي أثبت وجود جسيمات. في نفس السنة إكتشف كل من العالمان فريدريك لوفلر وبول فروش أول فيروس يصيب الحيوان وهو فيروس الحمى القلاعية.

   مع مطلع القرن 20 اكتشف عالم الجراثيم الإنجليزي فريدريك توارت مجموعة من الفيروسات تصيب البكتيريا، تسمى الآن العاثيات وقد وصفها عالم الجراثيم الكندي-الفرنسي فيليكس دهيريل بأنها الفيروسات التي عند إضافتها إلى البكتيريا على أغار تنتج مناطق من البكتيريا الميتة واكتشف أن أعلى التخفيفات من هذه الفيروسات (أقل تركيز للفيروس) بدلا من قتل جميع البكتيريا يشكل مناطق منفصلة من الكائنات الميتة. قام فيليكس بحساب عدد هذه المناطق وضربه في معامل التخفيف ما سمح له بحساب عدد الفيروسات في المحلول الأصلي المخفف. وقد بشر بالعاثيات كعلاج محتمل للأمراض مثل التيفوئيد والكوليرا لكن هذه البشارة نسيت مع تطوير البنسلين. دراسة العاثيات أعطت إشارات حول تبديل وإيقاف الجينات واعتبرت آلية مفيدة لإدخال جينات أجنبية إلى البكتيريا.

    بحلول نهاية القرن 19، تم تعريف الفيروسات من حيث العدوى وقدرة تصفيتها وكدا حاجتها لمضيف حي. وقد نمت الفيروسات فقط في النباتات والحيوانات. في عام 1906، ابتكر روس جرانفيل هاريسون طريقة لزراعةالأنسجة في اللمف وفي عام 1913 استخدم إ. ستينهاردت وزملائه هذه الطريقة لتنمية فيروس الوقس في أجزاء من أنسجة قرنية خنزير غينيا. في عام 1928 قام هـ. ب. ميتلاند وم. س. ميتلاند بتنميت فيروس الوقس في معلق كلى الدجاج المفروم، لم تعتمد طريقتهم على نطاق واسع حتى 1950 حيث كانت تزرع الفَيْروسَةِ السِّنْجابِيَّة أو ما يعرف بفيروس شلل الأطفال (الفيروس المسبب لشلل الأطفال) على نطاق واسع لإنتاج اللقاحات.

    في عام 1931 جاءت انطلاقة أخرى عندما قام عالم الأمراض الأمريكي أرنست وليام غودباستير بتنميت الأنفلونزا وفيروسات عدة أخرى في بيض الدجاج المخصب. عام 1949 قام كل من جون إندرز وتوماس ولروفردريك روبنز بتنميت فيروس شلل الأطفال في خلايا الجنين البشري، ليكون أول فيروس نمى دون استخدام أنسجة صلبة لحيوانات أو بيض. مكن هذا العمل يوناس سولك من تقديم لقاح فعال ضد شلل الأطفال.

    تم الحصول على الصور الأولى للفيروسات بعد اختراع المجهر الإلكتروني في عام 1931 من قبل المهندسين الألمانيين إرنست روسكا وماكس نول. في عام 1935 قام عالم الفيروسات والكيمياء الحيوية الأميركي وندل ستانلي بدراسة فيروس تبرقش التبغ ووجد أنه يتألف في معظمه من البروتينبعد ذلك بوقت قصير، تم فصل هذا الفيروس إلى جزئين (بروتين ورنا). كان فيروس تبرقش التبغ أول فيروس تتم بلورته وأمكن بالتالي أن تكون بنيته واضحة بالتفصيل. تم الحصول على أول صور حيود الأشعة السينية للفيروس المبلور من قبل برنال وفانكيشين عام 1941. على أساس صورها، اكتشفت روزاليند فرانكلين بنية الدنا الكامل للفيروس في عام 1955. في نفس السنة بين هاينز فرانكل كونرات وروبلي كوك وليامز أن رنا فيروس تبرقش التبغ النقي ومعطفه البروتيني يمكن أن يجتمعا بحد ذاتهما لتشكيل فيروسات فعالة، مما يوحي بأن هذه الآلية البسيطة ربما كانت الوسائل التي تم إنشاؤها من قبل الفيروسات داخل الخلايا المضيفة.

    كان النصف الثاني للقرن العشرين العصر الذهبي لاكتشاف الفيروسات حيث عثر على 2000 نواع وهي معظم الفيروسات المعترف بها لدى الحيوان والنبات والبكتيرية خلال هذه السنوات. عام 1957 تم اكتشاف الفيروس الشرياني الخيلي ومسبب الإسهال الفيروسي عند الأبقار (الحمة الطاعونية). تم اكتشاف فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي ب من قبل باروخ بلومبرغ في عام 1963^]، وصف هوارد تيمن أول فيروس قهقري عام 1965.

    الانزيم المفتاح للفيروسات القهقرية (المنتسخة العكسية) والذي يستخدم لترجمة رناها إلى دنا وصف لأول مرة عام 1970 بشكل مستقل من قبل هوارد تيمن وديفيد بلتيمور. في عام 1983 عزل فريق لوك مونتانييه من معهد باستير في فرنسا لأول مرة الفيروس القهقري المعروف الآن بفيروس نقص المناعة البشرية.

واكتشف العالمان ولتر ريد (بالإنجليزية) وجيمس كارول (بالإنجليزية) أول فيروس يصيب الإنسان وهو فيروس الحمى الصفراء.

    تعتبر الفيروسات إحدى أهم المعضلات التي تواجه التصنيف الحيوي فهي لا تمثل كائنات حية لذلك توصف غالبا بالجسيمات المعدية لكنها بالمقابل تبدي بعض خصائص الحياة مثل القدرة على التضاعف والتكاثر بالاستعانة بخلايا المضيف التي تم السيطرة عليها. تقوم الفيروسات بالاستعانة بآليات الخلايا الحيوية عن طريق دس الدنا أو الرنا الفيروسي ضمن المادة الوراثية للخلايا الحية. لكن بالمقابل الفيروسات لا تتحرك ولا تقوم بعملياتاستقلاب أو تحلل من تلقاء نفسها، إنها في منطقة وسطى بين الحياة واللاحياة (يبقى تعريف الحياة نفسه غير محدد بدقة، فبعض الجسيمات مثل ريكتسيا تبدي مظاهر الحياة واللاحياة أيضاً).

الأصل والمنشأ

     قد تكون الفيروسات موجودة منذ تطور الخلايا الحية الأولى فهي توجد حيث وجدة الحياة. إلا أن أصلها غير واضح لأنها لم تشكل حفريات، لذلك فالتقنيات الجزيئية كانت وسيلة مفيدة للغاية للتحقيق في كيفية نشوئها. هذه التقنيات تعتمد على توافر الدنا أو الرنا الفيروسي القديم، لكن لسوء الحظ فإن معظم الفيروسات التي تم حفظها وتخزينها في المختبرات تعود لأقل من 90 عاما. هناك ثلاث فرضيات رئيسية تحاول تفسير نشأة الفيروسات :

فرضية التقهقر

    وتنص على أنه ربما كانت الفيروسات خلايا صغيرة تتطفل على الخلايا الأكبر. بمرور الوقت، فقدت الجينات التي لا تحتاج إليها في التطفل. يدعم هذه الفرضية بكتيريا الريكتسيا والكلاميديا التي هي خلايا حية يمكنها التكاثر فقط داخل خلية مضيفة مثل الفيروسات. واعتمادها على التطفل من المحتمل أن يكون هو سبب خسارة الجينات التي تمكنها من البقاء على قيد الحياة خارج الخلية. هذا ما يسمى أيضا فرضية الانحطاط.

    أي أن الفيروسات نشأت نتيجة تطور رجعي لكائنات دقيقة كانت تعيش معيشة حرة، فأصبحت كائنات متطفلة على الحياة الخلوية وتطورت رجعيا لتفقد أشكالها وتراكيبها الأصليه ثم أصبحت جزيئات متطفلة إجبارياً على كائنات أخرى (فيروسات).

فرضية المنشأ الخلوي

    و تنص على أن بعض الفيروسات قد تطورت من أجزاء "ناجية" من الدنا أو الرنا لجينات وراثية لكائنات أكبر. الدنا الناجي يمكن أن يأتي من العناصر الوراثية المتحركة مثل البلازميدات أو الينقولات ، سميت أولا "جينات القفز"، اٍكتشفت في الذرة من قبل بربرة مكلنتوك عام 1950. وهذا مايسمى أحيانا فرضية التشرد.

فرضية التطور المشترك

    وتنص على أنه قد تكون الفيروسات تطورت من جزيئات معقدة من البروتين والأحماض النووية في نفس الوقت الذي ظهرت للمرة الأولى الخلايا على سطح الأرض واٍعتمدت على الحياة الخلوية لعدة ملايين من السنين.

    أشباه الفيروسات هي جزيئات الرنا التي لا تصنف على أنها فيروسات لأنها تفتقر لغشاء بروتيني، ومع ذلك، لديها الخصائص التي تشترك فيها العديد من الفيروسات وغالبا ما تسمى عوامل شبه فيروسية.

    تعتبر أشباه الفيروسات المسبب الرئيسي للأمراض لدى النباتات،لكنها لا تشفر للبروتينات بل تتفاعل مع الخلايا المضيفة وتستعمل آلية المضيف من أجل تكرارها (تكاثرها). فيروس التهاب الكبد د البشري له جينوم رنا مماثل لأشباه الفيروسات لكن له غشاء بروتيني مشتق من فيروس التهاب الكبد ب، اٍذا فهو فيروس معيب ولا يمكنه التكرار اٍلا بمساعدة فيروس التهاب الكبد ب. بالمثل، الفيروس الآكل 'سبوتنيك' يعتمد على الفيروس المحاكي، الذي يصيب أوالي الشوكميبة الكاستيلانية. هذه الفيروسات التي تعتمد على وجود أنواع أخرى من الفيروسات في الخلايا المضيفة تسمى توابع وربما تمثل مرحلة تطورية وسيطة بين أشباه الفيروسات والفيروسات.

    في الماضي كانت هناك مشكلات مع كل هذه الفرضيات: فرضية التقهقر لم تفسر لماذا حتى أصغر الطفيليات الخلوية لا تشبه الفيروسات في أي شكل من الأشكال. فرضية النجاة (فرضية المنشأ الخلوي) لا تفسر القفيصة المعقدة وغيرها من البنى على جزيئات الفيروس. فرضية الفيروس الأولى تتعارض مع تعريف الفيروسات في أنها تتطلب خلايا مضيفة فمن المتعارف عليه الآن أن الفيروسات لها أصول تسبق تاريخ مختلف أشكال الحياة في النطاقات الثلاثة وقد أدى هذا الاكتشاف إلى إعادة علماء الفيروسات المعاصرين النظر في تقييم هذه الفرضيات الكلاسيكية الثلاثة.

    الدليل على عالم سلفي من خلايا الرنا والتحليل الحاسوبي لتسلسل دنا الفيروس والمضيف أعطت فهم أفضل للعلاقات التطورية بين أنواع مختلفة من الفيروسات ويمكنها أن تساعد بذلك على تحديد أسلاف الفيروسات الحديثة. حتى الآن لم تثبت هذه التحليلات صحة أي من هذه الفرضيات. مع ذلك يبدو من غير المحتمل أن جميع الفيروسات المعروفة حاليا لها سلف مشترك فربما تكون نشأت على مراحل في الماضي من قبل آلية معينة أو أكثر.

    البريونات هي جزيئات بروتين معدية لا تحتوي على دنا أو رنا تسبب عدوى في الأغنام تسمى الراعوش واعتلال الدماغ الاسفنجي البقري لدى الأبقار، لدى الإسان تسبب داء كورو ومرض كروتزفيلد  جاكوب. يمكن للبريونات التكرار لأن بعض البروتينات يمكن أن توجد في شكلين مختلفين والبريون يغير الشكل الطبيعي لبروتين المضيف إلى شكل البريون وهذا يطلق سلسلة من ردود الفعل حيث كل بروتين بريون يحول العديد من بروتينات المضيف إلى بريونات جديدة وهذه البريونات الجديدة تعمل على تحويل المزيد من البروتينات إلى بريونات. على الرغم من أنها تختلف اختلافا جوهريا عن الفيروسات وأشباه الفيروسات أعطى اكتشاف البريونات مصداقية لفكرة أن الفيروسات يمكن أن تكون قد تطورت من التكرار الذاتي للجزيئات.

الميكروبيولوجيا وخصائص الفيروسات

خصائص الحياة (الخصائص البيولوجية)

   اختلفت الآراء حول كون الفيروسات كائنات حية أو بنى عضوية تتفاعل معها. فتم وصفها ب الكائنات على حافة الحياة، نظرا لأنها تشبه الكائنات الحية باٍمتلاكها جينات وتتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي،وتتكاثر عن طريق اٍنشاء نسخ متعددة لنفسها بواسطة التجميع الذاتي. على الرغم من أن لها جينات اٍلا أنها لا تملك بنية الخلية، التي غالبا ما ينظر إليها على أنها الوحدة الأساسية للحياة. ليس للفيروسات أيض خاص بها، بل تتطلب خلية مضيفة لاٍنتاج مواد جديدة. لذلك لا يمكن استنساخها خارج الخلية المضيفة (أنواع من البكتيريا مثل الكلاميديا والركتسيات تعتبر كائنات حية رغم كونهما يشتركان مع الفيروسات في هذه الخاصية). أشكال الحياة المقبولة تستخدم الانقسام الخلوي للتكاثر، في حين أن الفيروسات تتجمع عفويا داخل الخلايا. تختلف عن النمو الذاتي للبلورات لأنها ترث طفرات جينية في حين تخضع للاٍنتقاء الطبيعي. التجميع الداتي للفيروس داخل الخلية المضيفة له تأثير على دراسة أصل الحياة، فهو يضفي مزيدا من المصداقية على الفرضية القائلة بأن الحياة قد بدأت بتجميع ذاتي لجزيئات عضوية.

زرع الفيروسات

    من الضروري زراعة الفيروسات والتي يمكن أن تتكاثر فقط داخل الخلايا الحية من أجل فهم أفضل لتكوينها البيولوجي، تضاعفها ودورة تكاثرها وخاصة من أجل تحضير اللقاحات. تزرع الفيروسات التي تصيب الخلايا حقيقية النواة في مزارع خلوية تم الحصول عليها من أنسجة حيوانية أو نباتية. يتم استزراع الخلايا في إناء من الزجاج أو البلاستيك ثم يتم إصابتها بالفيروس المراد دراسته، يمكن زراعة الفيروسات الحيوانية في البيض الحامل وأحيانا في الحيوانات عندما تكون الزراعة مستحيلة في المختبر. يمكن زراعة الفيروسات البكتيرية في مزارع بكتيريا حساسة لها. يمكن أيضا أن تنمو الفيروسات النباتية على أنسجة نباتية أُحادِيُّة الطَّبَقَة، معلقات خلوية أو على النباتات بأكملها.

    يمكن قياس الفيروس كميا بطرق مختلفة، يمكن عدهم مباشرة بفضل المجهر الإلكتروني. في حالة الفيروسات البكتيرية يتم استخدام تقنية اللوحات (النطاقات) لتقدير عدد الفيروسات في المعلق. يتم إضافة معلق مخفف للفيروس غلى معلق بكتيري ثم يتم تقسيم الكل على علب بتري. بعد الزرع تظهر نطاقات (مناطق شفافة) على سطح الأغار نتيجة تدمير بكتيريا والبكتيريا المجاورة لها بواسطة الفريون.

    يمكن عزل الفيروسات بطرق مختلفة للكيمياء الحيوية (تَنْبيذٌ تَفْريقِيّ، الترسيب، التمسيخ، الهضم الأنزيمي).

البنية

    تتألف الفيروسات من مجموعة واسعة من الأشكال والأحجام، تسمى المورفولوجيا. عموما الفيروسات أصغر بكثير من البكتيريا. معظم الفيروسات التي خضعت للدراسة يتراوح قطرها بين 10 و 300 نانومتر. بعض الفيروسات الخيطية لها طول اٍجمالي يصل إلى 1400 نانومتر; أقطارها حوالي 80 نانومتر. لا يمكن رؤية الفيروسات بالمجهر الضوئي لذا اٍستخدم المجهر الإلكتروني لرؤيتها.

    لزيادة التباين بين الفيروسات والخلفية، تستخدم كثافة الاٍلكترون. هذه هي حلول أملاح المعادن الثقيلة، مثل تنجستن الذي يبعثر الاٍلكترونات من المناطق المغطات بالتلوين. تبقى التفاصيل الدقيقة غامضة عندما تغطى الفيروسات بالتلوين (التلوين الاٍيجابي). التلوين السلبي يتغلب على هذه المشكلة بتلوين الخلفية فقط.

    جزيئ الفيروس الكامل يعرف باٍسم فيريون، يتكون من حمض نووي محاط بغلاف واقي بروتيني يسمى القفيصة، هذه الأخيرة مكونة من وحدات بروتينية متماثلة تسمى القسيمات القفيصية. الفيروسات يمكن أن يكون لها "غلاف" دهني مستمد من غشاء الخلية المضيفة. القفيصة مصنوعة من البروتينات المشفرة بواسطة الجينوم الفيروسي وشكلها يستعمل كأساس للتمييز المورفولوجي بين الفيروسات. الوحدات البروتينية المشفرة فيروسيا تتجمع ذاتيا لتشكيل القفيصة، عموما تتطلب وجود الجينوم الفيروسي. مركب فيروسي يشفر البروتينات التي تساعد في بناء القفيصة. البروتينات المرتبطة بالأحماض النووية تعرف بالبروتينات النووية، والاٍرتباط بين بروتينات القفيصة الفيروسية والحمض النووي الفيروسي تسمى القفيصة المنواة. يمكن دراسة القفيصة وكافة بنية الفيروس شكليا باٍستعمال مجهر الطاقة الذرية. عموما، هناك أربعة أنواع رئيسية لمورفولوجية الفيروس:

    حلزونية هذه الفيروسات مكونة من نوع وحيد من القسيمات القفيصية المكدسة حول محور مركزي لتشكل بنية حلزونية، قد يكون لها تجويف مركزي، أو بشكل أنبوب مجوف. هذا الترتيب ينتج فيريونات بشكل قضيبي أو خيطي: يمكن أن تكون قصيرة وصلبة أو طويلة ومرنة للغاية. المادة الوراثية، عموما رنا وحيد السلسلة لكن الدنا أحادي السلسلة في بعض الأحيان ينضم للبروتين الحلزوني الشكل بواسطة التفاعلات بين الحمض النووي السلبي والبروتين الموجب. اٍجمالا، طول القفيصة الحلزونية مرتبط بطول الحمض النووي بداخلها وطولها يعتمد على حجم وترتيب القسيمات القفيصية. ودراسة فيروس تبرقش التبغ هو مثال على الفيروسات الحلزونية.

    عشرونية الوجوه معظم فيروسات الحيوانات عشرونية الوجوه أو شبه كروية مع تناظر عشروني الوجوه. عشروني الوجوه العادي هو السبيل الأمثل لتشكيل هيكل مغلف من الوحدات المتطابقة. الحد الأدنى لعدد القسيمات القفيصية المطلوب هو اٍثنا عشر، وكل واحدة مكونة من 5 تحت وحدات متطابقة. العديد من الفيروسات، مثل فيروس الروتا، له أكثر من 12 قسيم قفيصي ويبدو كرويا. القسيم القفيصي في القمم تحيط به خمسة قسيمات قفيصية أخرى تسمى بنتونات. القسيم القفيصي على وجوهه الثلاثة محاط ب 6 قسيمات قفيصية أخرى تسمى هيكسونات

    مغلفة بعض الأنواع من الفيروسات تغلف نفسها بأحد الأغشية الخلوية المعدلة، اٍما الغشاء الخرجي المحيط بالخلية المصابة أو الأغشية الداخلية مثل الغشاء النووي والشبكة الهيولية، هذا ما يكسبها طبقة دهنية ثنائية خارجية تعرف بالغلاف الفيروسي. هذا الغشاء مرصع ببروتينات مشفرة بواسطة جينوم الفيروس وجينوم الخلية المضيفة; الغشاء الدهني وكل الكربوهيدرات تنبع من المضيف. فيروس الانفلونزا وفيروس نقص المناعة البشرية يستخدمان هذه الاستراتيجية. معظم الفيروسات المغلفة تعتمد على الغلاف لنقل العدوى.

    معقدة هذه الفيروسات تمتلك قفيصة ليست محض حلزونية ولا محض عشرونية الوجوه، قد تمتلك هياكل إضافية مثل الذيول البروتينية أو جدار خارجي معقد. بعض العواثي مثل عاثية الأمعاء T4 لها بنية معقدة مكونة من رأس عشروني الوجوه وذيل حلزوني، التي قد يكون لها قاعدة لوحة سداسية مع ألياف ذيل بروتينية بارزة. عمل بنية الذيل هته يشبه حقنة جزيئية (الاٍرتباط بالبكتيريا ومن ثم حقن الجينوم الفيروسي داخل الخلية).

    الفيروسات الجدرية كبيرة، معقدة ولها مورفولوجيا غير عادية. الجينوم الفيروسي مرتبط ببروتينات داخل بنية قرص مركزي يعرف بالنوواني. النوواني محاط بغشاء وجسيمين جانبيين مجهولي الوظيفة. الفيروس له غشاء خارجي مرصع بطبقة سميكة من البروتينات على سطحه. الفيريون عموما له شكل معوج قليلا، يتراوح من الشكل البيضوي اٍلى شكل اللبنة.

     الفيروسات المحاكية هي أكبر الفيروسات المعروفة، يبلغ قطر قفيصتها 400 نانومتر. طول خيوط البروتين 100 نم، تبدو تحت المجهر الاٍلكتروني سداسية الشكل لذلك فالقفيصة على الأرجح عشرونية الوجوه.

بعض الفيروسات التي تصيب العتائق لها بنى معقدة غير مرتبطة بأي شكل من أشكال الفيروسات، مع طائفة واسعة من الأشكال غير العادية، تتباين من هياكل مغزلية الشكل حتى الفيروسات التي تشبه قضبان التوصيل، القطرة أو القارورة. فيروسات عتائق أخرى تشبه العواثي المذيلة، ويمكن أن يكون لها هياكل متعددة للذيل.

الجينوم

التنوع الجيني للفيروسات
صفة	المعلمات
الحمض النووي	الدنا الرنا الدنا والرنا معا(في مراحل مختلفة من دورة الحياة)
الشكل	خطي حلقي مجزأ
السلسلة	أحادي السلسلة ثنائي السلسلة ثنائي السلسلة مع مناطق أحادية السلسلة
الاٍتجاه	اٍتجاه موجب (+) اٍتجاه سالب (−) اٍتجاه حيادي (+/−)

    يمكن أن نرى التنوع الكبير للهياكل الجينومية من خلال الأنواع الفيروسية؛ فهي كمجموعة تحتوي على تنوع جينومي هيكلي أكبر من النباتات، الحيوانات، العتائق أو البكتيريا. هناك الملايين من أنواع الفيروسات المختلفة؛ فقط حوالي 5،000 منها وصفت بالتفصيل. تحتوي الفيروسات اٍما على دنا أو رنا وتسمى فيروسات الدنا أو فيروسات الرنا على التوالي. حتى الآن معظم الفيروسات هي ذات رنا. الفيروسات النباتية تميل لاٍمتلاك رنا أحادي السلسلة والعواثي تميل لاٍمتلاك دنا ثنائي سلسلة.

جينومات الفيروسات يمكن أن تكون حلقية كما هو الحال في الفيروسات التورامية، خطية كما في الفيروسات الغدانية. نوع الحمض النووي لا صلة له بشكل الجينوم.

    بين فيروسات الرنا، الجينوم في كثير من الأحيان مقسم إلى أجزاء منفصلة داخل الفيريون ويسمى مجزأ، عموما كل جزء يشفر بروتين واحد وعادتا ما تكون (الأجزاء) موجودة في قفيصة واحدة معا. مع ذلك ليس من الضروري تواجد جميع الجزيئات في نفس الفيريون ليكون الفيروس معدي والمثال على ذلك فيروس بروم الفسيفسائي والعديد من الفيروسات النباتية الأخرى.

    بغض النظر عن نوع الحمض النووي للفيروس، الجينوم يكون دائما إما أحادي أو ثنائي السلسلة. الجينوم أحادي السلسلة يتألف من أحماض نووية مفردة وله شكل يشبه نصف سلم مقسوم إلى نصفين متساويين في حين الجينوم ثنائي السلسلة يتألف من زوجين متكاملين من الأحماض النووية وله شكل السلم. بعض عائلات الفيروسات مثل الفيروسات الكبدية لها جينوم ثنائي السلسلة جزئياً وأحادي السلسلة في الباقي.

    بالنسبة لمعظم الفيروسات مع جينوم الرنا وبعض الفيروسات ذات الجينوم دنا أحادي السلسلة، يقال أن السلسلة الأحادية تكون إما موجبة الإتجاه أو سالبة الإتجاه اعتمادا على كونها مكملة لمرسال الحمض الريبي النووي (mRNA) الفيروسي أو لا. الرنا الفيروسي موجب الإتجاه يكون في نفس إتجاه مرسال الحمض الريبي النووي الفيروسي وبالتالي يمكن فوراً ترجمت جزء منه على الاقل من قبل الخلية المضيفة. الرنا الفيروسي السالب الإتجاه يكمل مرسال الحمض الريبي النووي الفيروسي وبالتالي يجب تحويله إلى رنا موجب الإتجاه بواسطة الرنا المعتمدة على بوليميراز الرنا قبل الترجمة. تسمية دنا الفيروسات ذات الجينوم أحادي السلسلة تشبه تسميات الرنا وفيها يكون الطرف المشفر لمرسال الحمض الريبي النووي (mRNA) مكمل له (-) والطرف غير المشفر نسخة منه (+). مع ذلك هناك عدة أنواع من الدنا والرنا الفيروسي أحاديي السلسلة تمر بمراحل ثنائية السلسلة أثناء تكرارها والأمثلة على ذلك الفيروسات التوأمية (فيروس نباتي أحادي سلسلة الدنا) والفيروسة الرملية (فيروس حيواني أحادي سلسلة الرنا).

    يختلف حجم الجينوم اختلافا كبيرا بين الأنواع فأصغر جينوم فيروسي يشفر لاثنين فقط من البروتينات وحجم الجينوم فقط 2 كيلو قاعدة (الفيروسات الحلقية) في حين أكبرها حجم جينومه أكثر من 1.2 ميجا قاعدة ويشفر لأكثر من 1000 بروتين (الفيروس المحاكي). فيروسات الرنا عموما لها جينوم أصغر حجما من فيروسات الدنا بسبب معدل خطأ أعلى عند التكرار وحد أقصى أعلى معلوم للحجم.  فوق هذا الأخطاء في الجينوم عند التكرار تجعل الفيروس غير مجدي أو غير قادر على المنافسة. لتعوض ذلك تمتلك فيروسات الرنا غالباً جينوم مجزأ (جينوم مقسم إلى جزيئات أصغر) وهذا بالتالي يقلل فرص عجز الجينوم بأكمله عند حدوث خطأ في جزء واحد من الجينوم. في المقابل لدى فيروسات الدنا عموما جينوم أكبر بسبب الدقة العالية لإنزيمات تكرارها. الفيروسات ذات الدنا أحادي السلسلة تشكل استثناء لهذه القاعدة فمعدل الطفرات لهذه الجينومات يمكن أن يقارب حالة الرنا أحادي السلسلة.

    يخضع التغيير الوراثي للفيروسات لآليات عدة تشمل عملية تسمى الانحراف الوراثي حيث تتحول القواعد الفردية في الدنا أو الرنا إلى قواعد أخرى. معظم نقاط الطفرات هته هي "صامتة" (لا تغير البروتين الذي يشفر له الجين) ولكن يمكن لأخرى أن تمنح مزايا تطورية مثل مقاومة للعقاقير المضادة للفيروسات. الزيحان المستضدي يحدث عندما يكون هناك تغيير كبير في الخريطة الجينية للفيروس وهذا يمكن ان يكون نتيجة للتأشيب الجيني أو إعادة تشكيل الفيروس. عندما يحدث هذا مع فيروسات الانفلونزا، قد تنتج جوائح. فيروسات الرنا موجودة في كثير من الأحيان كشبه-أنواع أو أسراب من الفيروسات من نفس النوع ولكن مع اختلافات قليلة في تسلسل نوكليوزيدات الجينوم. تمثل هذه الشبه-أنواع هدفاًً رئيسيا للانتقاء الطبيعي.

     الجينوم المجزأ يمنح مزايا تطورية إذ يمكن لسلالات مختلفة من الفيروس ذات الجينوم المجزأ خلط ودمج الجينات لإنتاج سلالة فيروسات أو (نسل) لها خصائص فريدة من نوعها. وهذا ما يسمى إعادة التشكيل أو الجنس الفيروسي.

    التأشيب الجيني هي العملية التي يتم بفضلها اقتطاع سلسلة من الدنا ومن ثم تضم إلى نهاية جزيء دنا مختلف، وهذا يمكن أن يحدث عندما تصيب الفيروسات الخلايا في وقت واحد ولقد أظهرت دراسة تطور الفيروسات أنالتأشب انتشرت في الأنواع التي شملتها الدراسة. والتأشب مشترك في كل من فيروسات الرنا والدنا.

دورة النسخ

    لا تتكاثر الفيروسات عن طريق الاٍنقسام الخلوي، لأنها كائنات لا خلوية. بذلا من ذلك تستخدم التمثيل الغذائي للخلية المضيفة لإنتاج نسخ متعددة، وتقوم بتجميعها داخل الخلية.

تختلف بشكل كبير بين الأنواع لكن هناك 6 مراحل قاعدية لدورة حياة الفيروسات:

الارتباط هو تثبت خاص بين بروتينات قفيصة الفيروس ومستقبلات خاصة على سطح الخلايا المضيفة (هذا التخصيص يجعل للفيروس نطاق محدد من المضيفات). مثلاً فيروس نقص المناعة البشرية يصيب فقطالخلاية التائية لأن بروتيناته السطحية gp120 يمكنها التفاعل مع CD4 والمستقبلات الغشائية للخلية التائية. لقد تطورت هذه الآلية لتجعل من هذه الفيروسات قادرة على إصابة الخلايا التي يمكنها التكرار داخلها فقط. الارتباط بالمستقبلات يمكن أن يحدث تغيرات في الغلاف البروتيني للفيروس والذي ينتج عنه اندماج الأغشية الخلوية والفيروسية.

الاختراق يسمى غالباً دخول الفيروس. تختلف عدوى الخلايا النباتية عن الخلايا الحيوانية، النباتات لها جدار خلوي صلب من السليلوز ولا يمكن للفيروسات الولوج داخل الخلايا إلا بعد صدمة لجدار الخلية. يمكن للفيروسات مثل فيروس تبرقش التبغ التنقل مباشرة داخل النباتات، من خلية إلى أخرى، من خلال المسام والذي يسمى الخيوط البلازمية. مثل النباتات للبكتيريا جدار صلب يتوجب على الفيروسات اختراقه لإصابة الخلية. طورت بعض الفيروسات آليات لحقن جينومها إلى داخل الخلية البكتيرية في حين تبقى قفيصتها في الخارج.

نزع المعطف هي العملية التي يتم خلالها تحليل قفيصة الفيروس بواسطة إنزيمات الفيروس أو إنزيمات الخلية وبالتالي تحرير الحمض النووي الفيروسي.

التنسُّخ يشمل تصنيع الرنا الرسول الفيروسي للفيروس باستثناء فيروسات الرنا اٍيجابية السلسلة، تخليق البروتينات الفيروسية وتجميعها وتكرار الجينوم الفيروسي.

تجميع جزيئات الفيروس يتم تجميع البروتينات الفيروسية المصنعة لتكوين الفيروسات الجديدة التي يتم تحريرها فيما بعد من الخلية المضيفة.

تحرير الفيروسات يتم عن طريق التحلل وهو ألآلية التي تؤدي إلى مقتل الخلية بعد تفجر غشائها. بعض الفيروسات تخضع لدورة المستذيب حيث يتم دمج جينوم الفيروس باستخدام التأشيب الجيني ضمن مكان محدد من كروموزوم الخلية المضيفة. يسمى جينوم الفيروس ب طليعة الفيروس وفي حال العاثية يسمى طليعة العاثية. كلما إنقسمت الخلية يتضاعف الجينوم الفيروسي معها أيضا، غالباً يكون جينوم الفيروس هاداً داخل المضيف، يمكن لطليعة العاثية أو طليعة الفيروس أن تعطي فيروسات نشطة تقوم بتحليل الخلايا المضيفة. الفيروسات المغلفة (مثلاً فيروس HIV) يتم تحريرها من الخلية المضيفة عنطريق التبرعم، خلال هذه العملية يكتسب الفيروس غلافه والذي هو جزء من الغشاء الخلوي.

   التأثيرات على الخلية المضيفة للفيروسات مجموعة واسعة النطاق من الآثار البنيوية والبيوكيميائية على الخلية المضيفة ويطلق على هذه الآثار الاعتلال الخلوي. تؤدي معظم حالات العدوى بالفيروس في النهاية إلى وفاة الخلية المضيفة، تشمل أسباب الوفاة تحلل الخلية، تعديلات على سطح غشاء الخلية والاستماتة. يتسبب كبح البروتينات الخاصة بالفيروس إلى وقف الأنشطة العادية للخلية مما يؤدي غالبا إلى موتها.

    بعض الفيروسات لا تسبب أي تغييرات طاهرة على الخلية المصابة. الخلايا التي بها فيروس كامن أوغير نشط تظهر علامات قليلة للعدوى وكثيرا ما تعمل بشكل طبيعي،^. هذا يسبب التهابات مستمرة يكون الفيروس نائماً خلالها لعدة شهور أو سنوات وهذا هو الحال غالبا مع فيروسات الهربس. يمكن لبعض الفيروسات مثل فيروس إبشتاين-بار أن تحفز الخلايا على التكاثر دون التسبب في خباثة، في حين وضعت أخرى مثلفيروسات الأورام الحليمية ضمن أسباب السرطان.

    نطاق المضيف حتى الآن الفيروسات هي الطفيليات الأكثر وفرة على سطح الأرض ولقد أثبت أنها تصيب جميع أنواع الحياة الخلوية بما في ذلك الحيوانات والنباتات والبكتيريا. مع ذلك، لا يمكن لأنواع مختلفة من فيروسات أن تصيب سوى مجموعة محدودة من المضيفين والعديد من الأنواع محددة-المضيفين مثلاً فيروس الجدري يمكن أن يصيب فقط نوع واحد وهو في هذه الحالة البشر، ويقال أن لديه مجموعة ضيقة من المضيفين. يمكن لفيروسات أخرى مثل فيروس . أن يصيب أنواع مختلفة من الثدييات ويقال ان لديه مجموعة واسعة النطاق من المضيفين.

    الفيروسات التي تصيب النباتات غير مؤذية للحيوانات في حين أغلب الفيروسات التي تصيب الحيوانات الأخرى غير مؤذية للبشر. ويقتصر نطاق استضافة بعض العواثي على سلالة واحدة من البكتيريا ويمكن استخدامها لتتبع مصدر تفشي العدوى بواسطة طريقة تسمى تَنْميطٌ عاثَوِيّ.

تصنيف الفيروسات

    يسعى التصنيف لوصف تنوع الفيروسات عن طريق تسميتها وتقسيمها اٍلى مجموعات على أساس التشابه. عام 1962 أندريه لووف، روبرت هورني وبول تورنيي كانوا أول من وضع وسائل لتصنيف الفيروسات، اٍستنادا على نظام التسلسل الهرمي. هذا النظام يستند في تصنيفه على الشعبة، الطائفة، الرتبة، الفصيلة، الجنس والنوع. صنفت الفيروسات وفقا لخصائصها المشتركة (ليس تلك المتعلقة بمضيفيهم) ونوع الحمض النووي المشكل لجينومها. فيما بعد أسست اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات.

تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات

    طورت اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات نظام التصنيف الحالي وكتبت المبادئ التوجيهية التي ركزت على بعض خصائص الفيروسات للحفاظ على وحدة الفصيلة. تم وضع التصنيف الموحد (نظام عالمي لتصنيف الفيروسات) في التقرير السابع للجنة الدولية لتصنيف الفيروسات للمرة الأولى وأعتبرت الأنواع الفيروسية أدنى مرتبة في التصنيف الهرمي الفيروسات. ومع ذلك فقط جزء صغير من مجموع الفيروسات تمت دراسته، التحاليل التي أجريت على عينات من البشر وجدت أن حوالي 20 ٪ من متواليات الفيروسات المسترجعة لم ترى من قبل. في حين عينات من البيئة، مثل مياه البحر ورواسب المحيطات، وجدت أن الأغلبية العظمى من المتواليات جديدة تماما.

الهيكل العام للتصنيف هو على النحو التالي:

·         الرتبة (-virales)

·         الفصيلة (-viridae)

·         تحت فصيلة (-virinae)

·         الجنس (-virus)

·         النوع (-virus)

   في تصنيف عام 2008 للجنة الدولية لتصنيف الفيروسات وضعت خمس رتب هي الفيروسات الذنبية، الفيروسات الهربسية، الفيروسات السلبية الأحادية، الفيروسات العشية والفيروسات البيكورناوية. اللجنة الرسمية لم تميز بينالتحت أنواع، السلالات والعزلات. في المجموع هناك 5 رتب، 82 فصيلة، 11 تحت فصيلة، 307 جنس، 2،083 نوع وحوالي 3،000 نوع غير مصنفة بعد.

تصنيف بلتيمور

    ديفيد بلتيمور العالم البيولوجي الحائز على جائزة نوبل اٍبتكر نظام تصنيف بلتيمور. نظام تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات يستعمل بالموازات مع تصنيف بلتيمور في تصنيف الفيروسات الحديث.

   يعتمد نظام تصنيف بلتيمور على طريقة صنع الرنا المرسال. الفيروسات يجب أن تولد mRNAs من جينومها لاٍنتاج البروتينات وتكرار نفسها، لكن تستخدم آليات مختلفة لتحقيق هذا في كل عائلة من الفيروسات. الجينوم الفيروسي يمكن أن يكون أحادي أو ثنائي سلسلة الدنا أو الرنا، ويمكن أن تستخدم أو لا المنسخة العكسية. بالاٍضافة لذلك، الفيروسات أحادية سلسلة الرنا اٍما أن يكون اٍتجاهها (+) أو معاكس للاٍتجاه (-). هذا التصنيف يضع الفيروسات في سبع مجموعات:

·         فيروسات ذات الدنا ثنائي السلسلة (فيروسات غدانية، فيروسات هربسية، فيروسات جدرية)

·         فيروسات ذات الدنا أحادي السلسلة (فيروسات صغيرة)

·         فيروسات ذات الرنا ثنائي السلسلة (فيروسات جرمية)

·         فيروسات اٍيجابية ذات الرنا أحادي السلسلة (فيروسات بيكورناوية، فيروسات طخائية)

·         فيروسات سلبية ذات الرنا أحادي السلسلة (أورثوميكسوفيريداي، فيروسات ربدية)

·         فيروسات النسخ العكسي ذات الرنا أحادي السلسلة (فيروس قهقري)

·         فيروسات النسخ العكسي ذات الدنا ثنائي السلسلة (فيروسات كبدية)

·         كمثال على تصنيف الفيروسات، فيروس الحماق والفيروس النطاقي الحماقي، ينتميان لرتبة الفيروسات الهربسية، عائلة الفيروسات هربسية.

والتصنيف العامى لها :

أولاً : الفيروسات الحيوانية (Animal Viruses)  وهي فيروسات تصيب كلا" من الإنسان والحيوان وتسبب لهما الأمراض ويمكن تجميع فيروسات الحيوان في عدة مجاميع هي : 1- الفيروسات التي تحتوي على حمض (DNA). 2. الفيروسات التي تحتوي على حمض (RNA). 3. فيروسات تنقلها الحشرات . 4. فيروسات غير مميزة تماماً .
2. الفيروسات التي تحتوي على حمض الريبونيوكليك (Mixo viruses) مثـــل :
فيروس الأنفلونزا (Influenza) ويسبب حمى في الجسم وبرودة في الرأس وآلام في المفاصل .  فيروس النكاف (Mums)  يظهر ورماً بإحدى الغدتين أو بهما معا ويسبب هذا ألما شديدا عند محاولة فتح الفم ودائما يصحب المرض حمى وصداع .      فيروس الحصبة (Measles virus) وهى أحد الأمراض المعدية الوبائية وتسبب التهاباً في الأنف مع الرشح وحرقان الأنف وسعال والتهاب الحنجرة وإسهال ثم يظهر طفح عبارة عن بقع حمراء ويدخل الفيروس الجسم عن طريق المسالك الهوائية العليا وينتقل بواسطة رذاذ العطس أو الكحة .
فيروس الشلل (Polo viruses) لا تظهر علي معظم المصابين  الإصابة ولكن يكونوا حاملين للمرض وتنتقل العدوى بواسطة براز المصاب بالفيروس ويجب الوقاية من المرض بالتطعيم .
3. فيروسات تنقلها الحشرا ت (Arthropoda - borne viruses)     يحتوي هذا القسم على أكثر من 180 فيروساً تنتقل للإنسان بواسطة الحشرات وعوائلها مثل الناموس الذي ينقل الحمى الصفراء، وهذه الفيروسات قادرة على التكاثر في الحشرة العائل وتظل بها طوال حياتها وتؤثر أمراض هذه الفيروسات  على الجهاز العصبي المركزي .
4. الفيروسات غير المميزة تماماً (Unadequately characterised viruses)      مثل فيروس التهاب الكبد المعدي (Infections hepatitis virus)  وتنتقل العدوى بهذا الفيروس عن طريق الفم مع الطعام الملوث من براز مريض أو باليد الملوثة ببقايا مواد برازية أو باللبن أو الماء الملوث أو في إفرازات الأنف والحلق وكذلك تنتقل العدوى باستعمال حقنة ملوثه حقن بها مريض .
مقاومة الأمراض الفيروسية في الإنسان ويكون ذلك بإحدى الطرق الآتية : 1. إجراءات وقائية ( Propgylactic measures) وتهدف لإكساب الإنسان مانعا صناعيا لمقاومة الأمراض وذلك بالتطعيم (Vaccination)  2. إجراءات علاجية (Therapeutical measures) وتهدف لإخماد فعل أو تدمير الفيروس داخل الأجساد باستخدام الكيماويات (المدواة الكيميائية  Chemotherapy) أو ( بالمضادات الحيوية   Antibiotic therapy) 3. إجراءات إعاقة (Preventive measures) وتتضمن الإجراءات التي تمنع انتقال الفيروس الممرض للإنسان . 4. استخدام مطهرات مبيدة  للفيروسات (Virucidal disinfectants) وهى عبارة عن بعض الكيماويات التى تستخدم للتخلص من الفيروسات أو تخميدها عند تحضير الفاكسينات مثل اليود والكلور والفورمالين والجلوتارالدهيد وكذلك استخدام بعض المذيبات العضوية كالكلوروفورم والأثير.
ثانياً: الفيروسات النباتية (Plant viruses) هي فيروسات تصيب النبات مثل : ـ فيروس موزيك الطماطم ( الدخان ) ( Tomato ( tobacco) mosaic virus ) ـ فيروس موزيك البطاطس (potato virus ) ـ فيروسات تصيب الموالح (citrus virus ) مثل قوباء الموالح Psorosis  ومرض التدهور  Tristexa  السريع . ـ فيروس التخطيط بقصب السكر Sugar cane streak virus  .
مظاهر إصابة النباتات بالفيروس ( Symptoms of plant virus diseases )    يختلف تأثر النباتات بالفيروس من أثار بسيطة إلى موت سريع وفي النباتات القابلة بالإصابة فإن المظهر الشائع صغر حجمها وقلة محصولها ولكن يسبق هذا تغيرات واضحة في مظهر بعض أجزائها كالآتي : 1 ـ ظهور بقع خضراء فاتحة أو مصفرة على الأوراق الخضراء فيعطيها شكلاً مبرقشاً . 2 ـ حدوث تشوهات مختلفة للعائل المصاب مثل التفاف الأوراق وتجعد الأوراق . 3 ـ ظهور حلقات على الأوراق ذات جدار من أنسجة ذات لون أخضر فاتح أو أصفر وتكون خلايا تلك الأنسجة ميتة . 4 ـ ظهور نقط بنية قاتمة تنتشر على جميع أوراق النبات وقد تظهر على الأوراق العليا فقط ويمكن أن تنتشر حول العروق الرفيعة بالأوراق . 5 ـ يمكن أن تأخذ عروق الورقة لوناً شفافاً . ـ اختزال الأزهار في الحجم وتشوه في الشكل وتغير في لونها . ـ اختزال حجم الثمار مع تغير في اللون والشكل والقوام والرائحة .  ـ تحمل الجذور كثيراً من الدرنات الخشبية الكروية التي تختلف في حجمها حسب العوائل المختلفة . ـ انتفاخات الجذور .
الفريدات (Viroids)    هي جسيمات أصغر حجما من الفيروسات وتسبب عددا من أمراض النباتات الهامة مثل الدرنة المغزلية في البطاطس (Potato) وكان يعتقد أنها فيروسات صغيرة ولكن ثبت أنها تتكون من جزيئات صغيرة وليس لها غطاء بروتيني .
ثالثا: الفيروسات التى تصيب البكتيريا  Bacterial viruses) Bacteriophages)     هي أنواع من الفيروسات تصيب البكتيريا وغالبا يختص كل نوع من الفيروس بإصابة نوع من البكتيريا فتعمل على تحللها وأذابتها  وتعرف باسم لاقمات البكتيريا (Bacteriophages) وهى تتطفل على أنواع كثيرة من البكتيريا مثل البكتيريا المنتشرة في القناة الهضمية للإنسان والحيوان  والتى توجد فى التربة والأنهار والتى تتكاثر في مياه المجارى وكذلك توجد الفيروسات التى تتطفل على البكتيريا النافعة فتقف عملها مما يؤثر على صحة الإنسان .
البكتريوفاجات Bacteriophages    البكتريوفاجات أو الفاجات Phages  أو لاقمات البكتريا هي أنواع من الفيروسات تتطفل إجباريا" على خلايا البكتريا وتتكاثر بداخلها فتسبب تحللها وإذابتها .    وقد اكتشف كل من الباحث الإنجليزي تورت ( Twort) عام 1915 والعالم البكتيرولوجي الفرنسي ديرل (D’Herelle  ) 1917 ظاهرة هامة وهي أن البكتريا قد تضار نتيجة مرض مسبب عن فيروس قابل للترشيح خلال المرشحات البكتيرية وسميت هذه الظاهرة باسم ( ظاهرة تورت ـ ديرل) (Twort- D’Herelle- Phenomenon) .
أشكال وأحجام البكتيريوفاجات :
تتميز الكوليفاجات بأن الرأس سداسية الزوايا ولها زائدة ممتدة تشبه الذيل يستطيع الكوليفاج بواسطتها الاتصال بالعائل البكتيري ويمكن  تميز 7 أنواع منها تتشابه جميعا" من حيث تطفلها على البكتريا المعوية ولكنها تختلف من حيث : 1 ـ شكل وحجم الرأس . 2 ـ حجم وطول الذيل . 3 ـ مدى فترة الكمون ( latent period ) وهي عند 37° درجة مئوية ، وفترة الكمون هي أقل فترة تمر بين امتزاز البكتيريوفاج على سطح الخلية البكترية وبين إحداثه لإذابتها . 4 ـ عدد الوحدات الفاجية في كل بكتريا . 5 ـ متوسط حجم منطقة الإذابة التي يحدثها كل كوليفاج في المزرعة البكتيرية .
تكاثر الفاج   Multiplication of Phage تتم إصابة البكتريا بواسطة الفاج فى عدة مراحل هي : الالتصاق  Adsorption وفيه يلتصق الفاج فى نقطة على سطح الخلية البكتيرية ويكون الالتصاق نتيجة لتفاعل كيميائي بين الفاج والبكتريا وتتكون رابطة كيميائية . الاختراق  Penetration    وفيه تبدأ الشعيرات الموجودة على ذيل الفاج فى إفراز الأنزيمات التى تذيب جزء من جدار البكتريا فينتج ثقب ينفذ منه الحامض النووى DNA إلى داخل الخلية البكتيرية ويترك الغلاف البروتينى فى الخارج .  وقف نشاط الخلية البكتيرية  Blocking the cell information     بمجرد دخول الحامض النووى للخلية يحدث تغير فى أيض الخلية البكتيرية فيقف نشاطها عن تكوين مكوناتها الأساسية مثل الحامض النووى البكتيري DNA والبروتين .  تخليق مكونات الفاج  Biosynthesis of Phage components    قرب نهاية مرحلة تكوين الحمض النووى DNA والبروتين يبدأ البروتين المتكون فى إحاطة الحامض النووى DNA لتتكون جزيئات جديدة من الفاجات .  تحرر الفاجات  Release of Phage Particles    في هذه المرحلة تقوم الفاجات بإذابة جدار الخلية البكتيرية وتتحرر إلى الخارج ويبدأ كل فاج فى مهاجمة خلية بكتيرية جديدة، والزمن الذي يستغرقه الفاج منذ التصاقه بسطح الخلية البكتيرية حتى يتم تحرر الفاجات هو بين 20 - 40 دقيقة . وتسمى هذه الدورة بدورة الإذابة Lytic cycle . الفاجات الضارية Virulent phages     ينتج عن الإصابة بها إذابة البكتريا ذاتها حيث أن حبيبات الفاج تتصل بالخلايا البكتيرية بواسطة   الذيول فينتقل الحمض النيوكلييكى خلال الذيل بعد اتصاله بالبكتيريا إلى داخل الخلية ويبقى الغلاف البروتيني خارجياً ويتبع ذلك حدوث طور داخلي خلوي ناتج عن تكشف الحبيبة الفاجية حيث تتكاثر أولاً خيوط حمض الديوكسى ريبونيوكلييك لتكون عددا وافراً من الوحدات الوراثية التي تستطيع التضاعف ذاتيا ثم يعاد اتحادها بعد فترة . . الفاجات المعتدلة Temerate phages     يحدث في بعض الأحيان آن إصابة الفاج للخلية البكتيرية لا تكون من النوع الضاري فيستطيع الفاج اختراق الخلية البكتيرية وفى هذه الحالة يقع تحت سيطرة الخلية البكتيرية ولا يستطيع تحليلها وتظل الخلية تعمل بصورة عادية .
تركيب البكتريوفاجات :    تتكون البكتريوفاجات مثل الفيروسات   من حمض نووي يحتوي على صفات الفاج الوراثية ونشاطه وكذلك بروتين  يعمل على حماية المادة النووية ويحتوى الرأس على الحامض النووى DNA المحاط بغلاف بروتيني الذي يمتد ليغطى الذيل ويكون طويلاً أو قصيراً ولا يقوم بوظيفة الحركة وهو معقد التركيب فيحتوى على أنبوبة مجوفة محاطة بغلاف بروتيني له القدرة على الانقباض وينتهى من أسفل بقرص قاعدي وتوجد ستة شعيرات ذيلية رقيقة وطويلة تتصل بالقاعدة تعمل على.التصاق الفاج على سطح العائل .     وتوجد أنواع كثيرة من البكتريوفاجات وأكثر الفاجات التي تناولتها الدراسات تكون متطفلة على البكتريا المعوية وتسمى إشيريشا كولاي (Escherichia coli) وتعرف باسم الكوليفاجات (Coliphages)