hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
فيروس كورونا
توجد سبع فيروسات تصيب البشر، 4 منها (فيروس كورونا البشري OC43، فيروس كورونا البشري HKU1، فيروس كورونا البشري 229E وفيروس كورونا البشري NL63) يمكن أن تسبب الزكام، والثلاثة الأخرى سببت تفشيات أمراض خطيرة حول العالم وهي فيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الشديدة النوع 1 (سارس-كوف)، فيروس كورونا المرتبط بمتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (ميرس-كوف) وفيروس كورونا المرتبط بالمتلازمة التنفسية الحادة الشديدة النوع 2 (سارس-كوف-2). فضلا عن ذلك، توجد العديد من فيروسات كورونا التي يمكن أن تصيب الماشية والدواجن والحيوانات الأليفة وحيوانات المختبر والحيوانات البرية، مثل فيروس كورونا الطيري الذي يصيب الدجاج والعديد من فيروسات كورونا الخنزيرية التي تصيب الخنازير وفيروس كورونا الكلبي وفيروس كورونا القططي اللذان يصيبان الكلاب والقطط، وفيروس كورونا مورين الذي يصيب الفئران والجرذان المختبرية.
فيروس كورونا التأثيل
اشتُق اسم "coronavirus" (عربيًا: فيروس كورونا. اختصارًا CoV) من الكلمة (اللاتينية corona) وتعني «التاج» أو «الإكليل» المأخوذة بدورها من الكلمة (الإغريقية κορώνη) وتعني إكليل زهور أو الإكليل. صيغ المصطلح بواسطة جون ألميدا وديفيد تيريل اللذان كانا أول من لاحظ ودرس فيروسات كورونا البشرية. استُعمل المصطلح لأول مرة في منشور سنة 1968 بواسطة مجموعة من علماء الفيروسات غير الرسميين في مجلة نيتشر لتسمية عائلة الفيروسات الجديدة. يُشير الاسم إلى المظهر المميز للفيريونات (الشكل المُعدي للفيروس) والذي يظهر عبر المجهر الإلكتروني، حيث تمتلك خُملًا/زغاباتٍ من البروزات السطحية البصلية الكبيرة، مما يُظهرها على شكل تاج الملك أو الهالة الشمسية. يحدث هذا التشكُل عبر قسيماتٍ فولفية للشوكة الفيروسية (S)، وهي بروتيناتٌ تملأ سطح الفيروس وتحدد انتحاء المضيف.
فيروس كورونا التأثيل
قُبل الاسم العلمي "Coronavirus" بواسطة اللجنة الدولية لتسمية الفيروسات التي أعيدت تسميتها لاحقا إلى اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (ICTV) في عام 1971. ومع ازدياد عدد الأنواع تم تقسيم هذه العائلة الفرعية إلى أربع الجنس هي: فيروس كورونا ألفا، فيروس كورونا بيتا، فيروس كورونا غاما وفيروس كورونا دلتا عام 2009.
يُستخدم الاسم الشائع فيروس كورونا للإشارة إلى أي عضو في العائلة الفرعية "Orthocoronavirinae" من عائلة الفيروسات التاجية. واعتبارا من 2020، يوجد 45 نوعا من فيروسات كورونا معترف بها رسميا.
في اللغة العربية، تُعتبر تسمية فيروس كورونا(1) أكثر شيوعًا من باقي التسميات الأُخرى، ولكن التسميات الأُخرى أكثر دقةٍ في الوصف، حيثُ يُسمى: الفيروس التاجي، فيروس الهالة، الفيروسة المُكَلَّلَة (أو الفيروس المكلل)، الحُمّة التاجيّة الحُمَة الإكليلية، الحمة التاجية المكللة.
فيروس كورونا تاريخ الأبحاث
ظهرت أولى التقارير عن إصابة حيواناتٍ بفيروس كورونا في أواخر العقد 1920، عندما تفشت عدوى تنفسية حادة بين دجاجٍ مستأنس في أمريكا الشمالية. حيث كتب آرثر شالك وم.س. هاون عام 1931 أول تقرير مفصل يصف عدوى تنفسية جديدة بين الدجاج في داكوتا الشمالية. اتسمت إصابة الكتاكيت حديثة الولادة باللهاث والفتور مع معدلات نفوق عالية بين 40-90٪. عزل ليلاند ديفيد وكارل ألفريد الفيروس الذي تسبب في الإصابة بالعدوى عام 1933، وعُرف آنذاك باسم فيروس التهاب الشعب الهوائية المعدي (IBV). تمكن تشارلز د.هدسون وفريد روبرت بيوديت من زرع الفيروس لأول مرة عام 1937، وأصبحت تلك العينة تُعرف باسم سلالة بيوديت. في أواخر العقد 1940، اكتُشف نوعان آخران من فيروسات كورونا الحيوانية: JHM الذي يتسبب في مرض الدماغ (التهاب الدماغ عند الفئران) وفيروس التهاب الكبد الفأري (MHV) الذي يسبب التهاب الكبد في الفئران. لم يتم في ذلك الوقت إدراك أن هذه الفيروسات الثلاثة المختلفة كانت لها صلة ببعضها.
فيروس كورونا تاريخ الأبحاث
اكتُشفت فيروسات كورونا البشرية في العقد 1960 باستخدام طريقتين مختلفتين في المملكة المتحدة والولايات المتحدة. جمع إ.س. كيندال، ومالكولم بينو، وديفيد تيريل في عام 1961 أثناء عملهم في وحدة الزكام التابعة لمجلس البحوث الطبية البريطاني فيروسا فريدا يسبب الزكام سُمي بـB814. ولم يتمكنوا من زراعته باستخدام التقنيات المعيارية التي نجحت سابقا في زراعة الفيروسات الأنفية والفيروسات الغدية وغيرها من الفيروسات التي تسبب الزكام. في عام 1965، نجح تيريل وبينو في زراعة الفيروس الجديد عبر تمريره بشكل متسلسل في مزارع أعضاء لقصبات هوائية جنينية بشرية. وهي طريقة زراعة جديدة أحضرها برتيل هورن إلى ذلك المختبر. تسبَّبَ الفيروس المعزول عند تلقيح المتطوعين به عن طريق الأنف في الإصابة بالزكام وتم تثبيطه بواسطة الإيثر وهو ما يشير إلى امتلاكه لغلاف دهني. عزلت دوروثي هامري وجون بروكنو في جامعة شيكاغو فيروس زكام جديد من طلاب طبٍ في عام 1962، وقاما بتنميته في مزرعة نسيج الكلى وسمياه 229E. سبّب الفيروس الجديد زكاما لدى المتطوعين، وعلى غرار B814 ، تم تثبيطه بواسطة الإيثر.
فيروس كورونا تاريخ الأبحاث
قارنت عالمة الفيروسات الاسكتلندية جون ألميدا من مستشفى سانت توماس في لندن -بالتعاون مع تيريل- بُنى الفيروسات IBV وB814 و229E في عام 1967. باستخدام المجهر الإلكتروني، تبين أن الفيروسات الثلاثة لها صلة مورفولوجيا من خلال شكلها العام وشوكاتها المميزة التي تشبه النفل. تمكنت مجموعة بحثية في معاهد الصحة الوطنية الأمريكية في نفس العام من عزل عضو آخر من هذه المجموعة الجديدة من الفيروسات باستخدام زراعة الأعضاء وقامت بتسمية إحدى العينات OC43 (OC اختصارٌ لـorgan culture). على غرار B814 و229E وIBV، كان لفيروس الزكام الجديد OC43 شوكات مميزة شبيهة بالنفل عندما لوحظ بالمجهر الإلكتروني.
فيروس كورونا تاريخ الأبحاث
سرعان ما تبين أن فيروسات الزكام الجديدة المماثلة لـ IBV لها صلة مورفولوجية بفيروس التهاب الكبد الفأري، وسُميت هذه المجموعة الجديدة من الفيروسات باسم فيروسات كورونا وذلك لمظهرها المورفولوجي المميز. استمرت دراسة فيروس كورونا البشري 229E وفيروس كورونا البشري OC43 خلال العقود اللاحقة، أما سلالة فيروس كورونا B814 فقد فُقدت ومن غير المعروف أيٌّ من فيروسات كورونا الحالية هو فيروس B814. منذ ذلك الحين، تم تحديد عدة فيروسات كورونا بشرية أخرى ومنها: سارس-كوف في عام 2003، وكوف-NL63 البشري في عام 2003، وكوف-HKU1 البشري في عام 2004، وميرس-كوف في عام 2013، وسارس-كوف-2 في عام 2019. كما تم تحديد عدد كبير من فيروسات كورونا الحيوانية منذ الستينيات.
فيروس كورونا علم الفيروسات
فيروسات كورونا هي جسيمات كبيرة، كروية الشكل تقريبا وذات نتوءات (شوكات) سطحية فريدة. حجمها متغير بدرجة كبيرة ومتوسط قطرها يترواح بين 80 إلى 120 نانومتر، ويصل قطر الأحجام المختلفة إلى حد أدناه 50 ناتومتر وأقصاه 200 نانومتر. يبلغ متوسط الكتلة الجزيئية الكلية 40000 كيلو دالتون. وهي محاطة بغلاف مدمجة فيه عدة جزيئات بروتينية. يحمي غلاف الليبيد ثنائي الطبقة وبروتينات الغشاء والقفيصة النووية الفيروس عندما يكون خارج الخلية المضيفة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يتكون غلاف الفيروس من ليبيد ثنائي الطبقة تكون البروتينات البنيوية: الغشاء (M) والغلاف (E) والشوكة (S) مدمجة به. نسبة تواجد هذه البروتينات في غشاء اللبيد ثنائي الطبقة هي حوالي 1 بروتين غلاف لكل 20 بروتين شوكة لكل 300 بروتين غشاء. بروتينا الغلاف والغشاء هما المسؤولان على تحديد شكل الفيروس حيث يتآثران مع الليبيد ثنائي الطبقة لإحداث انحناءات في الغشاء وإنشاء فيروس شكله كروي تقريبا وتحديد حجمه. بروتين الشوكة ضروري من أجل التآثر مع مستقبلات على سطح الخلايا المضيفة من أجل الدخول، لكن فيروس كورونا البشري NL63 متميز بأن بروتين الغشاء هو من لديه نطاق الارتباط بمستقبلات الخلية المضيفة وليس بروتين الشوكة. يبلغ قطر الغلاف حوالي 85 نانومتر. يظهر غلاف الفيروس في الصور المجهرية الإلكترونية كزوج مميز من أغلفة كثافة الإلكترون (غلافان معتمان نسبيا مقارنة بشعاع الإلكترون المستخدم لمسح جسيم الفيروس).
فيروس كورونا علم الفيروسات
تملك فيروسات كورونا جينوم رنا مفرد السلسلة موجب الدلالة، يتراوح طوله بين 26 ألف إلى 32 ألف نوكليوتيد. وهو من أكبر الجينومات بين فيروسات الرنا. يحتوي الجينوم على قبعة 5' ممثيلة في النهاية 5' وذيل عديد أدينين في النهاية 3' طوله بين 30-60 أدينين.
تنظيم الجينات في جينوم فيروسات كورونا عموما هو: المنطقة غير المترجمة 5' - الريبلكاز - الشوكة - الغلاف - الغشاء - القفيصة النووية - المنطقة غير مترجمة 3' - ذيل عديد الأدينين. يشغل إطارا القراءة المقتوحان 1a و1b ثلثي الجينوم ويشفران عديد بروتين الريبلكاز 1ab الذي يقوم بقص نفسه إلى 16 برووتينا لا بنيويا. تشفر إطارات القراءة المفتوحة التالية البروتينات البنيوية الرئيسية الأربعة: الشوكة والغلاف والغشاء والقفيصة النووية، وفي بعض الفيروسات يوجد بروتين بنيوي خامس هو إستراز الراصة الدموية (HE). تتخلل هذه البروتينات البنيوية بروتينات ملحقة يختلف عددها وموضعها ووظيفتها وطولها حسب الفيروس، ورغم أن معظمها غير لازم من أجل تضاعف الفيروس أو إصابته للخلية إلا أنها مسؤولة على الوظيفة الإمراضية للفيروس وتلعب أدوارا في مقاومة الاستجابة المناعية للمضيف.
فيروس كورونا علم الفيروسات
المنطقة غير المترجمة 5' واختصارا مغم 5'  (5′ UTR) والمنطقة غير المترجمة 3' (مغم 3') هما منطقتان من جينوم فيروس كورونا لا تتم ترجمتهما إلى بروتينات لكنهما ضروريتان ولازمتان من أجل تنسخ الفيروس وتضاعفه، وتحتويان على العديد من الحلقات جذعية التي تسلسلاتها وبُناها الثانوية منحفظة تطوريًا.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يبلغ طول المنطقة غير المترجمة 5' الخاصة بفيروس كورونا حوالي 200-300 نوكليوتيد، وتحتوي بشكل عام على الحلقة الجذعية 1 (SL1) والحلقة الجذعية 2 (SL2) والحلقة الجذعية 4 (SL4)، ويملك فيروس كورونا البقري، وفيروس كورونا المرتبط بالسارس وبعض فيروسات كورونا غاما ودلتا أيضا حلقة جذعية 3 (SL3) بين الحلقة الجذعية 2 والحلقة الجذعية 4. فضلا عن هيئة التطوي الكاملة، يمكن أن تتواجد SL1 كذلك في توازن ديناميكي مع هيئات تطوي عالية الطاقة غير كاملة التطوي في الجذع، تعمل بمساعدة بروتينات مفترضة على التآثر مع مناطق أخرى من الجينوم على مسافات طويلة والمشاركة في تنسخ الفيروس وتضاعفه. تسلسل الحلقة SL2 هو التسلسل الأكثر انحفاظا بين تسلسلات الحلقات الجذعية في مغم 5'، ويمكن أيضًا أن يكون له صلة بتنسخ الفيروس وتضاعفه. تحتوي الحلقة SL3 على التسلسل المنظم للنسخ الطليعي (TRS-L) في منطقة الحلقة وهو أساسي وحاسم لتخليق الرنا الجينومي الفرعي أثناء تضاعف الفيروس، لكن هذه الحلقة غير مستقرة في فيروسات مثل فيروس كورونا الفأري. تسلسل الحلقة SL4 طويل نسبيًا ويمكن تقسيم الحلقة الجذعية إلى جزأين: 4a و4b مفصولين بانتباج في المنتصف. يوجد إطار قراءة مفتوح قصير في SL4 في العديد من فيروسات كورونا هو إطار القراءة المفتوح عكس الاتجاه، الذي يمكنه تثبيط ترجمة الريبليكاز 1ab، تُظهر النتائج التجريبية أن SL4 متسامحة للغاية مع الطفرات وتتحملها وحتى استبدال SL4 كاملة بتسلسل مختلف لا يؤثر على التضاعف (ولكن إذا تم حذفها لا يمكن أن يتضاعف الفيروس)، لذلك افتُرض أن وظيفتها الرئيسية هي تحديد الرنا الجينومي الفرعي الذي يتم نسخه، وبنية جذعها أكثر مرونة وهو ما يسمح لها بالتآثر مع الرنا الجينومي الفرعي أثناء النسخ والمساعدة في تبديل القالب.
فيروس كورونا علم الفيروسات
علاوة على هذه الحلقات، تملك العديد من فيروسات كورونا حلقة خامسة SL5 مع الاتجاه بالنسبة للحلقة الرابعة. تتجاوز الحلقة 5 في فيروسات ألفا وبيتا المنطقة غير المترجمة 5' وتتداخل مع ORF1a وتسلسلها أكثر انحفاظا بين فيروسات ألفا. تتكون الحلقة 5 في فيروسات ألفا وبيتا من ثلاث حلقات صغيرة SL5a وSL5b وSL5c جميعها تحتوي على التسلسل 5'-UUCCG(U/C)-3 في أعلاها. إشارة التغليف ضرورية من أجل تجميع بعض فيروسات كورونا. تملك فيروسات غاما الحلقة SL5 كذلك لكن بنييتها مختلفة قليلا عن تلك الخاصة بفيروسات ألفا وبيتا، ويمكن أن يكون لها أيضا دور في تضاعف الرنا الفيروسي.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يبلغ طول المنطقة غير المترجمة 3' الخاصة بفيروس كورونا حوالي 300-500 نوكليوتيد (دون احتساب ذيل عديد الأدينين). النهاية 5' للمنطقة غير المترجمة 3' الخاصة بفيروسات بيتا (مباشرة بعد نهاية جين القفيصة النووية) عبارة عن حلقة جذعية منتبجة (BSL) ضرورية لتضاعف الفيروس طولها حوالي 70 نوكليوتيد، وقد تحتوي بعض فيروسات كورونا غاما على هذه البنية كذلك، ولكنها غير متواجدة في فيروسات ألفا. توجد بنية عقدة كاذبة طولها 54 نوكليوتيد مع الاتجاه بالنسبة للحلقة المنتبجة في فيروسات كورونا ألفا وبيتا، والتي قد تكون مطلوبة لتضاعف الفيروس. ترتبط حلقةٌ جذعية ثانية خاصة بالعقدة الكاذبة (PK-SL2) بتسلسلٍ في جذع الحلقة المنتبجة لتشكيل العقدة الكاذبة وهذا يعني أن الحلقة المنتبجة والعقدة الكاذبة متداخلتان في التسلسل ولا يمكنهما التطوي إلى هيئاتهما في آن واحد (صورة) وأنهما يعملان كمفتاح جزيئي. معدل تواجد الحلقة المنتبجة والعقدة الكاذبة بشكل مستقل أو تشكيلهما لهيئة مشتركة يكون بتوازن ديناميكي من أجل تنظيم بدء نسخ سلسلة الرنا الفيروسية سالبة الدلالة. فحين لا تشكل العقدة الكاذبة هيئة مشتركة مع الحلقة المنتبجة يُفترض أنها تترابط مع تسلسل النهاية 3' لتشكيل جذع يعمل كموقع لتجميع البروتينات اللابنيوية التي تعمل على تخليق السلسلة الجينومية السالبة، وعند الانتهاء من النسخ وانفصال تسلسل النهاية 3' تعود الحلقة الكاذبة للتشكل.
فيروس كورونا علم الفيروسات
مع الاتجاه بالنسبة للعقدة الكاذبة تتواجد عقدة جذعية أخرى طويلة ومتفرعة غير ضرورية لتضاعف الفيروس تسمى المنطقة فائقة التغير (HVR) بسبب تغير تسلسلها الكبير بين الفيروسات. تحتوي هذه الحلقة على تسلسل ثماني محفوظ 5′-GGAAGAGC-3′ وظيفته غير واضحة لحد الآن.
يمكن تقسيم بروتينات فيروسات كورونا إلى قسمين: البروتينات البنيوية والبروتينات اللابنيوية، وتشمل البروتينات البنيوية:الغشاء (M) والغلاف (E) والشوكة (S) وفي بعض الفيروسات إستراز الراصة الدموية (HE) وتدخل جميعها في تركيب الفيروس. أما البروتينات اللابنيوية فهي 16 بروتينا تنتج من القص الذاتي لعديد البروتين 1ab الذي يُشفره جين الريبليكاز (ORF1ab) ولها أدوار مختلفة أهمها نسخ ومضاعفة الفيروس، بالإضافة إلى البروتينات البنيوية واللابنيوية، تملك العديد من فيروسات كورونا بروتينات ملحقة ذات وظائف متنوعة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
بروتين الغشاء هو البروتين الرئيسي للغلاف الفيروسي والأكثر توافرا فيه من بين البروتينات البنيوية الأخرى، وهو بروتين غشائي من النوع الثالث طوله 218 إلى 263 حمض أميني ويشكل طبقة سمكها 7.8 نانومتر. ويملك نطاق نهاية أمنية قصيرخارجي وثلاث نطاقات عبر غشائية ونطاق نهاية كربوكسيلية داخلي يشكل مطرسا مثل الشبيكة يزيد من ثخانة ومتانة الغلاف. حسب الفيروس، يمكن أن تتم غلكزة النطاق الأميني الخارجي لهذا البروتين بربط الجليكانات في N أو في O. تلعب بروتينات الغشاء دورا مفتاحيا في تجميع الفيروس، فهي تغير بنيتها لتعديل انحناء الغشاء وتشكيل الغلاف الفيروسي، وتتآثر مع البروتينات البنيوية الأخرى لتنسيق تجميع الفيروس وتبرعمه.
تستخدم جميع فيروسات كورونا بروتين الشوكة للارتباط بالمستقبلات على سطح الخلية المضيفة، لكن أظهرت دراسات أن بروتين الغشاء الخاص بفيروس كورونا البشري NL63 يمكنه الارتباط بالجليكان البروتيني كبريتات الهيباران المتواجد على سطح الخلايا المضيفة، لكن يبقى بروتين الشوكة مطلوبا من أجل دخولٍ ناجح.
فيروس كورونا علم الفيروسات
بروتين الغلاف هو بروتين بنيوي ثانوي يختلف كثيرا بين أنواع فيروسات كورونا. يوجد حوالي 20 بروتين غلاف فقط في فيروس كورونا، ويتراوح طوله بين 76 إلى 109 حمض أميني ووزنه الجزيئي بين 8.4 و12 كيلو دالتون. بروتين الغلاف هو الأصغر بين البروتينات البنيوية الأربعة وهو بروتين غشائي مدمج يملك نطاقين: نطاق عبر غشائي ونطاق نهاية كربوكسيلية خارجي، النطاق عبر الغشائي هو لولب ألفا مفرد يمكن أن يتجمع إلى خماسي قسيمات -كما هو الحال في سارس-كوف- ويشكل قنوات أيونية تسمى فيروبورينات تسمح للأيونات (بشكل أساسي أيونات الهيدروجين) بالمرور. وظيفة هذه القناة الأيونية مازالت قيد الدراسة، لكن قد يكون لها دور في عملية تحرير الفيروس من الخلايا. فضلا عن ذلك، تشارك بروتينات الغلاف أيضًا في تجميع الفيروس وتنقله داخل الخلية وتبرعمه. أظهرت الدراسات أن فيروس التهاب الكبد الفأري الذي يفتقر إلى بروتينات الغلاف لا يزال بإمكانه إصابة الخلايا. ولوحظ انخفاض في إمراضية فيروس السارس، أما ميرس-كوف الذي يفتقر إلى بروتين الغلاف فلم يكن قادرا على إصابة الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، قد تثبط بروتينات الغلاف لبعض فيروسات كورونا الاستجابة المناعية للخلايا المضيفة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
بروتينات الشوكة هي السمة الأكثر تمييزا لفيروسات كورونا وهي المسؤولة عن مظهر السطح الذي يشبه الهالة أو التاج. يحتوي جسيم فيروس كورونا في المتوسط على 74 شوكة، ويبلغ طول كل شوكة حوالي 20 نانومتر وهي عبارة عن مثلوث من بروتين الشوكة. يتكون بروتين الشوكة بدوره من وحدتين فرعيتين S1 وS2. بروتين الشوكة الثلاثي المتجانس هو بروتين دمج غشاء من الصنف الأول يتوسط الارتباط بالمستقبلات واندماج الغشاء بين الفيروس والخلية المضيفة. تمثل الوحدة الفرعية S1 رأس الشوكة وتحتوي على نطاق الارتباط بالمستقبل، وتمثل الوحدة الفرعية S2 الجذع الذي يثبت الشوكة في الغلاف الفيروسي وتقوم عند تنشيطها بالبروتياز بدمج الغشائين. تظل الوحدتان الفرعيتان مرتبطتين بشكل غير تساهمي وهما مكشوفتان على سطح الفيروس حتى ترتبطان بغشاء الخلية المضيفة. ينقسم مركب الوحدات الفرعية إلى وحدات فرعية منفردة عندما يرتبط الفيروس بالخلية المضيفة ويندمج بها بفضل وظيفة البروتيازات مثل: عائلة الكاتبسينات، وبروتياز السيرين عبر الغشائي 2 (TMPRSS2) الخاصة بالخلية المضيفة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
نطاقات الوحدة S1 هي أهم مكونات الشوكة في إحداث الإصابة، وهي أيضا المكونات الأكثر تنوعا بين الفيروسات لأنها مسؤولة على الانتحاء الخلوي. تمتلك الوحدة الفرعية S1 نطاقين رئيسيين هما: نطاق النهاية الأمينية (S1-NTD) ونطاق النهاية الكربوكسيلية (S1-CTD)، وكلاهما يعمل كنطاق ارتباط بالمستقبل. تتعرف نطاقات النهاية الأمينية على السكريات الموجودة على سطح الخلية المضيفة وترتبط بها، بينما تتعرف نطاقات النهاية الكربوكسيلية على المستقبلات البروتينية المختلفة مثل الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2، أمينوببتيداز الألانين والببتيداز نازع الببتيديل 4 وترتبط بها.
فضلا عن النطاقات المستخدمة عادة، يمكن لجزيئات الغليكوزيل الموجودة على بروتين الشوكة أن ترتبط بالليكتينات الموجودة على سطح الخلية. على سبيل المثال: رغم أن سارس-كوف عادة ما يستخدم المسستقبل ACE2 إلا أن غليكوزيل بروتين اللشوكة يمكن أن يرتبط بـ CLEC4M وDC-SIGN وغيرها من الليكتينات الأخرى كمستقبلات بديلة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
قامت عدة دراسات بتحليل بنية بروتين الشوكة الخاص بفيروس كورونا الفأري ووجدت أن تطوي نطاق النهاية الأمينية لـS1 يشبه تطوي الجالكتين في الخلايا الحيوانية، ووفقا لذلك اقتُرحت فرضية أن أصل النطاق الأميني لبروتين الشوكة يرجع إلى خلية حيوانية مضيفة، أي أن أول فيروس كورونا حصل على الجين من الليكتين الخاص بالخلية المضيفة والذي يستطيع الارتباط بالجليكانات الموجودة على سطح الخلية واستخدمها كمستقبل لإصابة الخلايا، ولكن لاحقا تحور S1 الخاص بالعديد من فيروسات كورونا وتطور ليصبح قادرا على الارتباط بمستقبلات البروتين في الخلية المضيفة. على سبيل المثال: اتخذ النطاق الأميني لفيروس كورونا الفأري بنية جديدة واكتسب القدرة على الارتباط بـ CEACAM1 وهو ما زاد من قدرة الفيروس على الارتباط بخلايا الفئران بشكل كبير. ونظرا لعدم الحاجة إلى الارتباط بالسكريات فإنه فقد تدريجيا وظيفة الليكتين وزيادة على ذلك فقد وظيفة إستراز الراصة الدموية. في المقابل، فيروس كورونا البقري وفيروس كورونا البشري OC43 وغيرها مازالت تستخدم السكريات كمستقبلات، لذلك تحتفظ نطاقاتها الأمينية بوظيفة الليكتين. في عملية تطور S1 الخاص بفيروس كورونا، يواجه النطاق الكربوكسيلي ضغطا تطوريا أكبر، لذلك معدل التطور فيه أسرع من معدل التطور في النطاق الأميني. عندما يتحور النطاق الكربوكسيلي ويحاول الارتباط بمستقبلات جديدة، يمكن استخدام النطاق الأميني الذي يرتبط بالجليكوزيل كآلية تأمين لضمان إمكانية ارتباط الفيروس بالخلايا.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يوجد موقعان في بروتين الشوكة يحدث فيهما القص من أجل أن يتمكن فيروس كورونا من إصابة الخلايا وهما: موقع S1/S2 عند حدود المنطقتين وموقع S2'. بعد القص في الموقع الأول تفقد المنطقتين S1 وS2 ترابطهما التساهمي، لكنهما تبقيان مرتبطتين ببعضهما عبر قوى بين جزيئية أخرى. عند الارتباط بالمستقبل تخضع بنية S2 لتغير هيئي يسمح بقص ثانٍ في موقع S2' يتحرر بواسطته ببتيد الدمج الذي يشرع في عملية دمج الغشائين الفيروسي والخلوي، وهو ما يسمح لجينوم الرنا الفيروسي بالدخول إلى السيتولازم.
فيروس كورونا علم الفيروسات
تختلف فيروسات كورونا في مرحلة دورة حياة الفيروس التي يحدث فيها القص وخاصة في موقع S1/S2، إذ يُقص بروتين الشوكة في بعض فيروسات كورونا بواسطة بروتيازات داخل خلوية قبل أن يغادر الخلية. على سبيل المثال: يوجد تسلسل لدى فيروس كورونا الفأري A59، وميرس-كوف  وسارس-كوف-2 بين S1 وS2 يمكن لبروتياز الفيورين أن يقوم بالقص فيه داخل الخلايا. في حين أن فيروسات أخرى تُقص بواسطة بروتيازات خارج خلوية مثل الإيلاستاز بعد الإخراج الخلوي. بعد الارتباط بالمستقبلات الخلوية تغير المنطقة S2 هيئتها بسرعة ثم يتم قصها في موقع S2' بواسطة بروتيازات أخرى على سطح الخلايا مثل بروتياز السيرين عبر الغشائي 2 بالنسبة لسارس-كوف-2، وبعد القص يمكن للفيروس أن يندمج مع غشاء الخلية ويدخل إلى السيتوبلازم.. الفيروسات التي لا تحتوي على مواقع قص للفيورين مثل سارس-كوف لا يتم قصها في S1/S1 وS2' سوى بواسطة بروتيازات على سطح الخلية أو في الجسيم الحال بعد إصابة الخلايا.
فيروس كورونا علم الفيروسات
توجد القفيصة النووية داخل الغلاف الفيروسي وتتكون من العديد من بروتينات القفيصة النووية المرتبطة بالرنا. يرتبط بروتين القفيصة النووية بجينوم الرنا مفرد السلسلة موجب الدلالة على هيئة خرز على خيط مستمرة، كما ترتبط بروتينات القفيصة النووية ببعضها البعض مشكلة خيوط قفيصة نووية عرضها من 10 إلى 15 نانومتر وطولها مئات النانومترات. بروتينات القفيصة هي بروتينات فوسفورية وزنها الجزيئي من 45 إلى 50 ألف كيلو دالتون وطولها في سارس-كوف 422 حمض أميني وفي سارس-كوف-2 419 حمض أميني. يتكون بروتين القفيصة من 5 نطاقات: نطاق أميني يرتبط بالرنا ونطاق كربوكسيلي يشكل مثنويات متجانسة، يفصلهما نطاق مركزي مضطرب جوهريا عالي الانحفاظ وغني بالسيرين، وعلى جانبيهما نطاقان آخران مضطربان جوهريا. بروتين القفيصة متعدد الوظائف وهو مولد كبير للمناعة حيث وُجدت أجسام مضادة له لدى المرضى المتعافين من مرضي السارس وكوفيد 19، وفضلا عن وظيفته الرئيسية في تعبئة الجينوم الفيروسي والمساهمة في عملية التجميع، يساهم بروتين القفيصة في عملية تبديل القالب لنسخ الرنا الجينومي الفرعي، ويدخل إلى النواة ويسبب توقف دورة الخلية في طور التركيب عبر تآثرات مع مركب الكيناز المعتمد على السيكلين كما أنه يثبط استجابات الإنترفيرون في كل من سارس-كوف، ميرس-كوف، وسارس-كوف-2 بطرق متنوعة.
فيروس كورونا علم الفيروسات
فضلا عن بروتينات الغشاء والغلاف والشوكة، يوجد بروتين آخر على غلاف فيروسات كورونا من جنس بيتا، الفرع A (مثل فيروس كورونا الفأري وفيروس كورونا البشري HKU1) هو إستراز الراصة الدموية (HE). هذا البروتين مثنوي ويتكون من وحدتين فرعيتين متماثلتين وطوله حوالي 400 حمض أميني، وهو بارز على سطح الفيروس مثل بروتين الشوكة لكنه أقصر منه وطوله حوالي 5 إلى 7 نانومتر، ووظيفته المساعدة في ارتباط الفيروس بالمستقبلات على الخلية المضيفة. بالإضافة إلى فيروسات كورونا، تحتوي فيروسات الإنفلونزا وفيروسات تورو على هذا البروتين كذلك، مما يشير إلى إمكانية حدوث تأشيب بين هذه الفيروسات. يتكون بروتين إستراز الراصة الدموية من نطاقين رئيسيين: نطاق ليكتين ونطاق إستراز. يمكن أن يرتبط كل من نطاق الليكتين وبروتين الشوكة بمستقبلات حمض السياليك على سطح الخلايا المضيفة، يساعد نطاق الإستراز في تحرير الفيروس من الخلية ومغادرته لها عبر قص أستيل من الوضعية 9 من جزيء حمض السياليك ( 9-O-Ac-Neu5Ac) النهائي. بعد انتقال فيروس كورونا البشري OC43 (الذي ينتمي إلى النوع فيروس كورونا بيتا 1) إلى مضيف بشري من فيروس كورونا البقري، فقد إستراز الراصة الدموية قدرة الارتباط بحمض السياليك تدريجيا، وأصبح بروتين الشوكة فقط هو الذي يربط بحمض السياليك، وتأثر نشاط نطاق الإستراز كذلك. خضع إستراز الراصة الدموية لفيروس كورونا البشري HKU1 لتطور تقاربي أيضا وحدثت له تغيرات مماثلة. قد تكون هذه التغيرات مرتبطة بتكيف الفيروس مع مستقبلات حمض السياليك على خلايا الجهاز التنفسي البشرية.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يتكون إطار القراءة المفتوح ORF1ab من إطارين مفتوحين ORF1a وORF1b متصلين عبر انزياح إطار ريبوسومي مبرمج يسمح للريبوسوم بالاستمرار في الترجمة بعد كودون التوقف الموجود في نهاية ORF1a، ويسمى هذان الإطاران في بعض الأحيان بجين الريبليكاز. يشغل جين الريبليكاز المقبع 5' حوالي ثلثي الجينوم ويُترجم بترجمة معتمدة على القبعة. إلى عديدي البروتين pp1a وpp1ab الذين يخضعان لتحلل بروتيني تنتج منه عدة بروتينات لابنيوية ذات وظائف مختلفة في دورة حياة الفيروس، منها بروتيازات ومكونات مركب المضاعف الناسخ.
فيروس كورونا علم الفيروسات
يحدث انزياح الإطار في تسلسل زلق تليه بنية رنا ثانوية على شكل عقدة كاذبة. وتم قياس نسبة فعالية انزياح الإطار بين 20-50% لدى فيروس كورونا الفأري، و45-70% لدى سارس-كوف-2، وهو ما يعني التعبير عن بروتين pp1a حوالي 1.5 إلى 2 مرة أكثر من البروتين pp1ab. يوجد في فيروسات كورونا 16 بروتينا لابنيويا، يحتوي عديد البروتين pp1a على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 11 ويحتوي عديد البروتين pp1ab على البروتينات اللابنيوية من 1 حتى 10 ومن 12 حتى 16. يقوم بالمعالجة التحللية (القص) بروتيازان: نطاق بروتياز مماثل للبابايين يتواجد في البروتين اللابنيوي 3 متعدد النطاقات ويقص البروتينات من 1 حتى 4، ثم يقوم البروتياز 3CL (ويُعرف بالبروتياز الرئيسي، وهو البروتين اللابنيوي 5) بباقي عمليات القص حتى النهاية الكربوكسيلية لعديد البروتين.
يسرد الجدول بالأسفل جميع الوظائف المعروفة لحد الآن للبروتينات اللابنيوية الخاصة بفيروساات كورونا:
فيروس كورونا علم الفيروسات
فضلا عن الجينات المذكورة أعلاه، تحتوي معظم جينومات فيروسات كورونا على العديد من إطارات القراءة المفتوحة التي تشفر بروتينات ملحقة أو إضافية، وكلها تقع مع الاتجاه بالنسبة لجين الريبليكاز وهي موزعة بين أو داخل جينات البروتينات البنيوية الأربعة وبعضها له صلة بها. يمكن أن تكون إطارات القراءة المفتوحة الخاصة بالبرروتينات الملحقة متداخلة وتختلف أعدادها وأطوالها ومواضعها ووظائفها من فيروس إلى آخر، وهي في الغالب أصغر من البروتينات البنيوية وليست لازمة لتكاثر وتضاعف الفيروس وخاصة في الخلايا المختبرية. من وظائف البروتينات الملحقة تعديل الاستجابات المناعية والتهرب منها، لها دور في إجهاد الشبكة الإندوبلازمية والإستماتة والالتهام الذاتي، تعمل كفيروبورينات وتزيد من حدة الفيروس. على سبيل المثال تمنع البروتينات الملحقة استجابة الإنترفيرونات من النوع 1 وهي خط الدفاع الأول ضد الفيروسات بطرق واستراتيجيات متنوعة حيث يقوم ORF3b في سارس-كوف باستهداف MAVS ويقاطع ORF9b الخاص بسارس كوف-2 إضافة اليوبيكوتين إلى نيمو لتثبيط مسار RIG-I-MAVS ومنع تخليق الإنترفيرونات. يرتبط ORF6 الخاص بسارس-كوف بكاريوفيرين ألفا 2 لمنع نقل ستات 1 إلى النواة. ويثبط NS4a الخاص بميرس-كوف استجابات الإجهاد الفيروسية التي يتوسطها PKR.