Tietoa viruksista

Aimo Salmi:

Yritän alla kertoa joitakin mielestäni mielenkiintoisia ja tärkeitäkin asioita ihmisen viruksista. Paljon muutakin voisi kirjoittaa näiden poimintojen lisäksi, mutta niihin voidaan palata, jos tekstini nostaa esiin kysymyksiä:

Virukset ovat kovin pieniä

Eletronimikroskooppi, joka on hankittu Turun yliopistolle 1960-luvulla. Kuva: Turun yliopiston virusopin kokoelmasta.

Virukset ovat mahdottoman pieniä “otuksia”, joita vilisee kaikkialla luonnossa, myös tietysti ihmisten ympärillä ja heidän sisällään. Ihmislajilla on tautia aiheuttavia viruksia ainakin yli kaksisataa lajia, mutta kaikkia ei luultavasti vielä edes tunneta ja eläimiltähän niitä saadaan lisää!

Virukset ovat niin pieniä, ettei niitä voi nähdä edes parhailla mikroskoopeilla. Syy on valon fyysinen luonne, sen aallonpituus. Jo 1930-luvulla keksittiin eletronimikroskooppi, jossa valon asemasta käytetään elektronisuihkua, joka virusnäytteen lävistettyään luo kuvan fluorisoivalle levylle. Televisiossa näytetyt koronaviruksen kuvat ovat ilmeisesti alun perin eletronimikroskoopilla otettuja, elleivät sitten ole piirroksia viruksesta.

Virusten koosta saa hyvän käsityksen, kun tietää, että niiden koko ilmoitetaan nanometreinä eli millimetrin miljoonasosina eli metrin miljardisosina. Häviävän pieniä kavereita siis! Pienimmät virukset ovat noin 20 nanometrin kokoisia ja joitakin hieman pienempiäkin löytyy. Koronaviruksen koko on noin 100 nanometriä, johon tulee vielä noin 10 nanometrin pintapiikit eri puolille viruksen perusrakennetta. Hieman suurempiakin viruksia on olemassa.

Mikä virus oikeastaan on?

Onko se elävään luomakuntaan kuuluva vai eloton? Tästä asiantuntijat ovat kovin eri mieltä. Elävään luomakuntaan uskovat sanovat, että sinnehän se kuuluu, koska se lisääntyykin. Toista mieltä olevat taas sanovat, että eipäs kuulu, vaan se on ihan eloton. Monet virukset voidaan nimittäin kiteyttää eli ne voivat olla kuten kiteinen suola tai eräät kiviainekset. Miten sellainen voi olla elollinen? Erimielisyys jatkuu, mutta varmaa ainakin on, että haitallisia ne voivat olla ja tutkijoiden käytössä taas hyvin hyödyllisiä. Kiista siis tullee edelleen jatkumaan.

Koska virukset lisääntyvät solujen sisällä ja niiden avustamana, voi tätä vaihetta itse asiassa pitää osana elävää elämää. Tätä vaihetta joka tapauksessa ohjaa viruksen sisällä oleva informaatio eli tieto ja se on osa luonnon toimintaa.

DNA:ssa on tieto

Nykykoulun käyneille kertauksena muistutan siitä, miten geneettinen informaatio solun sisällä toimii. Soluissa piilevät ohjeet ovat pitkässä nauhassa, jota kutsutaan DNA:ksi. Se on pakattuna sievään pieneen kimppuun tai pikemminkin kimppuihin, joita kutsumme kromosomeiksi. DNA:ssa on kaikki tieto, joka tarvitaan esimerkiksi pienen suloisen, hymyilevän vauvan “valmistamiseen” ja jota tarvitaan vauvan kasvuun ja kaikkeen toimintaan myöhemmin elämässä. DNA itsessään ei ole solussa päätoimija, vaan se on muutettava toisenlaiseksi nauhaksi, jota kutsutaan RNA:ksi. Viimeinen vaihe informaatioketjussa on valkuaisaineiden eli proteiinien valmistaminen tämän RNA:n avulla. Vasta nämä proteiinit ovat soluissa toimivia “lopputuotteita” (proteiineja).

Miten virus lisääntyy solussa?

Viruksen lisääntymisessä solussa on muutamia kriittisiä vaiheita: 1) sen on päästävä solun sisään, 2) sen on saatava oma geneettinen sisältönsä monistumaan, 3) sen on tuotettava uusien virusten rakenneosasia, 4) sen on saatava viruksen geneettinen informaatio pakkautumaan proteiinivaipan sisälle ja 5) uusien virusten on päästävä ulos solusta voidakseen taas tarttua terveeseen soluun ja aloittaa uusi jakautumissykli. Melkoinen vaiva, mutta niin ne vaan tästäkin selviytyvät. Käytössä on pääosin solun omat toiminnat, mutta tarpeen mukaan virus tuo solun sisälle joitakin solusta puuttuvia toimintoja. Näin se “yhteistyö” pelaa.

Parhaimmillaan yksi solu saattaa tuottaa kymmeniä tuhansia uusia viruspartikkeleita ja jos/kun muutama miljoona tai kymmeniä miljoonia soluja infektoituu, niin ympäristöön yskittäväksi niitä siis varmasti riittää.

Virukset ovat kehittyneitä

Virukset ovat kehittäneet monia tapoja hoitaa kaikki siltä vaadittavat toiminnat. Virukset on tapana jakaa DNA- ja RNA- viruksiin. Edelliset voivat käyttää helpommin solun toimintaketjuja hyväkseen, koska niiden apuna on solujen molekyylien normaali toiminta. Aivan erityisiä ovat RNA-virukset, koska niiden geneettisen informaation säilyminen tapahtuu RNA:ssa ja sen monistaminen on hyvin erilaista kuin omissa soluissamme DNA-RNA-ketjun kautta. Siitä seuraa omia ongelmiaan viruksen lisääntymiseen, koska soluissa ei ole tehokasta metodia RNA:n kopioimiseksi. Tällaiset virukset tuovat kuitenkin mukanaan informaatiota, jonka avulla ongelma voidaan hoitaa. Koronavirus kuuluu tämäntyyppisiin viruksiin.

Eräillä viruksilla on myös ominaisuuksia, joita eläinten ja ihmisten soluista ei löydy. Ehkä mielenkiintoisin ja eräillä tavoilla tärkeäkin kyky on muuntaa RNA-ketju DNA-ketjuksi. Tätä ominaisuutta virus voi käyttää, mikäli se “haluaa” mennä osaksi ihmisen omaa DNA-geenistöä. Näin tapahtuu HI-viruksen geenin siirtyessä pysyvästi ihmiseen. DNA:han se sitten jämähtää ja aiheuttaa AIDS-taudin. On myös lisääntyvästi näyttöä siitä, että meillä on ainakin joitakin oman geenistömme toimivia tai toimimattomia osia, joiden alkuperä on tämäntyyppisissä viruksissa. Samaa ominaisuutta käytetään tutkimustyössä ja itse asiassa nykyisen koronaviruksen osoitustestin (PCR) yksi kallis ja joskus vaikeastikin saatava reagenssi on löydetty juuri viruksia tutkimalla.

Jotkut virukset voivat jäädä elimistöön jopa loppuiäksi

Vielä lienee syytä sanoa muutama sana virusten muista ominaisuuksista, joilla ne voivat varmistaa elämisensä väestössä. Erityisesti DNA-viruksilla on varsin yleistä, että virus jää alkuperäisen infektion jälkeen elimistöön jopa koko loppuelämäksi. Hyvin tunnettu esimerkki on huuliherpeksen aiheuttama ajoittainen rakkuloiden ilmestyminen suun seudulle. Usein infektion alku on jo aivan pienillä lapsilla, joilla virus aiheuttaa hankalan suutulehduksen. Taudin parannuttua virus ei suinkaan lähde pois elimistöstä, vaan kulkeutuu hermoja myöten keskushermostoon, josta se voi aika ajoin aktivoitua ja kulkeutua esimerkiksi suun seutuun ja aiheuttaa kivuliaan rakkulaisen paikallisreaktion.

RNA-viruksilla, kuten esimerkiksi koronaviruksella elimistöön jämähtäminen näyttää harvinaisemmalta. Siksi ne usein jäävät epideemisen tilanteen jälkeen kiertämään väestöön, joskus kuitenkin lievempinä. Kun viruksesta päästään jossain maassa eroon, niin se tulee helposti takaisin jostain muualta päin maailmaa. Mitkään “rajat kiinni” päätökset eivät näissä tapauksissa auta.

Ainakin eläinmalleja tutkittaessa on havaittu, että joskus RNA-virus voi aiheuttaa hyvin “laimean” infektion, jossa syntyy vain vähän virusta, jolloin virus ja solu alkavat elää melko rauhallista yhteiselämää ja virus voi siten varmistaa sukunsa elämän jatkumisen ja voi mahdollisesti lähteä turvapaikastaan taas ulos aiheuttamaan epidemiaa. Tämä mekanismi on aika huonosti tunnettu ja sen merkitystä epidemioiden ylläpitämisessä ei varsinaisesti tunneta.

Edelleen saa kysyä

Tiedän, että olen pannut paperille asioita, joiden täsmällinen käsittäminen ei joka suhteessa ole välttämättä helppoa. Virusten ominaisuuksien tietäminen kuitenkin auttaa paljon, kun yritetään ymmärtää viruksen aiheuttamaa tautia ja muitakin virusinfektioon liittyviä kysymyksiä. Uskon, että tämä teksti voi synnyttää joitakin kysymyksiä. Vastaan ja yritän selventää asiaa tarpeen mukaan.

Turun yliopisto sai 80-luvun lopullla usean eri rahoittajan avustamana eletronimikroskoopin, jota kuvassa virusopin assistentti Pertti Arstila esitelee Yliopiston rehtori Arje Scheininille ja maaherra Pirkko Työläjärvelle. Kuva: Turun yliopiston virusopin kokoelmasta.

Haluatko lukea muiden Sanokaas mun sanonee -blogin kirjoittajien juttuja? Ne löydät tästä.
Haluatko lukea muita Aimon kirjoittamia juttuja? Ne löydät tästä.
Haluatko lukea muita tämän kategorian juttuja? Ne löydät tästä. 
Haluatko lukea kirjoittajien esittelyt? Ne löydät tästä.