شكل الفيروس والمجهر الإلكتروني
معظم الجسيمات الفيروسية أصغر من أن تُرى بالمجهر الضوئي، لذا فإن وصف شكل الفيروس — حجم الفيريون وشكله وسماته السطحية — اعتمد على المجهر الإلكتروني. من خلال تصوير الجسيمات المصبوغة سلبًا أو المجمدة مائيًا، يكشف المجهر الإلكتروني عن قضبان حلزونية، وأغلفة عشرينية الوجوه، وكريات مغلفة، وأشكال معقدة، مما يوفر مفردات وصفية للفيروسات وأساسًا للتعرف عليها.
Definition
شكل الفيروس هو حجم جسيم الفيروس وشكله وتماثله وبنيته السطحية، ويتميز بشكل رئيسي بالمجهر الإلكتروني، وهي تقنية التصوير التي تحل الأبعاد تحت المجهر الضوئي للفيريونات.
Scope
يغطي هذا المدخل الأشكال الفيروسية الرئيسية وطرق المجهر الإلكتروني المستخدمة لتصويرها، بما في ذلك المجهر الإلكتروني بالصبغ السلبي والمجهر الإلكتروني بالتبريد، ودور الشكل في وصف الفيروسات والتعرف عليها، ونقاط القوة والقيود للمجهر الإلكتروني كأداة وصفية وتشخيصية. إنه مرجع منهجي وهيكلي، وليس إرشادًا سريريًا.
Core questions
- لماذا يُعد المجهر الإلكتروني ضروريًا لرؤية معظم الفيروسات؟
- ما هي الأشكال المورفولوجية الرئيسية التي تتخذها الفيروسات؟
- كيف يختلف المجهر الإلكتروني بالصبغ السلبي عن المجهر الإلكتروني بالتبريد؟
- ما الذي يمكن أن يساهم به الشكل في التعرف على الفيروس أو وصفه؟
- ما هي حدود المجهر الإلكتروني كطريقة وصفية؟
Key concepts
- مقياس حجم الفيريون (نانومترات)
- الشكل الحلزوني
- الشكل عشريني الوجوه
- الجسيمات المغلفة والمتعددة الأشكال
- الشكل المعقد
- المجهر الإلكتروني بالصبغ السلبي
- المجهر الإلكتروني بالتبريد
- الكشف الشامل (المفتوح)
Mechanisms
نظرًا لأن الفيريونات عادةً ما يتراوح حجمها من عشرات إلى بضع مئات من النانومترات، فإنها تقع تحت قدرة تحليل المجهر الضوئي وتتطلب طول موجي أقصر بكثير من شعاع الإلكترون لتصويرها. في المجهر الإلكتروني بالصبغ السلبي، تُحاط الجسيمات بصبغة كثيفة الإلكترونات تحدد شكلها، وتكشف بسرعة عن شكل حلزوني، أو عشريني الوجوه، أو مغلف، أو معقد. بدلاً من ذلك، يقوم المجهر الإلكتروني بالتبريد بتصوير الجسيمات المجمدة في جليد زجاجي، مما يحافظ على البنية الأصلية، وعند دمجه مع متوسط الصورة، يحل بنية القفيصة (capsid) بتفاصيل دقيقة. يوفر الشكل طريقة سريعة ومفتوحة للتعرف على النوع العام للفيروس الموجود دون معرفة مسبقة بهويته، مكملًا بذلك الطرق الجزيئية.
Clinical relevance
لقد أتاح المجهر الإلكتروني تاريخيًا اكتشاف ووصف العديد من الفيروسات، ولا يزال يمثل طريقة شاملة قادرة على الكشف عن عامل غير متوقع من خلال شكله؛ ويُستخدم في الإعدادات المرجعية والبحثية جنبًا إلى جنب مع التشخيصات الجزيئية. يصف هذا المدخل الأشكال وطرق التصوير كمرجع ولا يقدم بروتوكولات تشخيصية أو توصيات علاجية.
History
جعل المجهر الإلكتروني الفيروسات مرئية مباشرة لأول مرة في أواخر الثلاثينيات والأربعينيات من القرن الماضي، وسمح التلوين السلبي من الخمسينيات فصاعدًا بمسح مورفولوجي سريع للجسيمات الفيروسية، مما ساهم في اكتشاف وتجميع العديد من الفيروسات. وقد أدت طرق إعادة بناء الصور التي ابتكرها كلوغ وزملاؤه، ولاحقًا المجهر الإلكتروني بالتبريد، إلى زيادة تدريجية في الدقة التي يمكن بها فحص البنية الفيروسية.
Key figures
- Aaron Klug
- Donald Caspar
- Stephen Harrison
- Cynthia Goldsmith
- Sara Miller
Related topics
Seminal works
- goldsmith-2009
- harrison-1983
- caspar-klug-1962
Frequently asked questions
- لماذا لا يمكن رؤية معظم الفيروسات بالمجهر الضوئي العادي؟
- معظم الفيريونات لا يتجاوز حجمها عشرات إلى بضع مئات من النانومترات، وهو أقل بكثير من حد دقة المجهر الضوئي المرئي؛ يستخدم المجهر الإلكتروني شعاع إلكترونات بطول موجي أقصر بكثير لحل هذه الجسيمات الصغيرة.
- ما هي ميزة المجهر الإلكتروني كوسيلة للكشف عن الفيروسات؟
- إنها طريقة مفتوحة وشاملة: لأنها تكشف الجسيمات من خلال شكلها دون الحاجة إلى كواشف خاصة بالفيروس، يمكنها تحديد النوع العام لفيروس غير متوقع أو غير معروف، مكملة بذلك الاختبارات الجزيئية المستهدفة.