I virus hanno una struttura cellulare? Virus

Definizione 1

Struttura dei virus

La base di una particella virale sono le molecole di acido nucleico di DNA o RNA e la forma e il numero di molecole possono variare notevolmente tra le diverse specie.

L'acido nucleico del virus è racchiuso all'interno del capside, un guscio proteico. Inoltre, all'interno del capside, oltre all'acido nucleico, possono esserci vari enzimi che aiutano il virus a penetrare nella cellula ospite o a moltiplicarsi.

I virus sono caratterizzati da una modalità di riproduzione disgiuntiva, il che significa che la sintesi di vari componenti della particella virale avviene in parti diverse cellula infettata dal virus. Dopo la sintesi dell'acido nucleico e delle proteine ​​necessarie, la particella virale si autoassembla ed esce dalla cellula. Dopo aver completato il ciclo completo all’interno della cellula, il virus maturo viene chiamato virione.

Nota 1

Le particelle virali sono di dimensioni molto piccole e lo studio della loro struttura richiede l'uso della microscopia elettronica, dell'ultrafiltrazione, dell'ultracentrifugazione e di metodi di biologia molecolare (reazione a catena della polimerasi, sequenziamento). Inoltre, per studiare il processo patologico causato dal virus, vengono utilizzati modelli biologici: colture cellulari, embrioni di pollo e animali da laboratorio.

Esistono varie divisioni dei virus in base alla morfologia. In base alla struttura del guscio si dividono in virus semplici (virus dell'epatite A) e virus complessi (virus dell'influenza, dell'herpes, dell'HIV).

I virus semplici non hanno gusci aggiuntivi oltre al capside. Il capside è costituito da proteine. Che possono formare strutture monomeriche - capsomeri, che poi, quando il virione è assemblato, formano un involucro solido. Alcuni virus semplici possono formare cristalli proteici particolari (ad esempio il virus dell'afta epizootica).

Nota 2

La funzione del capside è quella di proteggere il materiale genetico del virus, nonché di partecipare all'attaccamento del virus alla cellula ospite e alla penetrazione dell'acido nucleico nella cellula. La maggior parte dei virus semplici lasciano la cellula, provocandone la lisi - distruzione.

I virus complessi hanno un guscio aggiuntivo: il supercapside, che è un doppio strato lipidico che differisce dalla membrana citoplasmatica della cellula ospite un gran numero lipoproteine ​​specifiche. Inoltre, sulla superficie dell’involucro del virus possono formarsi picchi di glicoproteine.

Classificazione dei virus

SU al momento La classificazione di D. Baltimora è ampiamente utilizzata, che si basa sul meccanismo di sintesi dell'mRNA da parte dei virus. Divide i virus in 7 gruppi. La tassonomia dei virus comprende famiglie, sottofamiglia, genere e specie. Le specie virali non hanno nomi binomiali come altri organismi.

Nota 3

Inoltre, i virus vengono classificati in base al tipo di acido nucleico (DNA o RNA), alla sua struttura e al numero di filamenti, alla dimensione e alla morfologia dei virioni, al numero di capsomeri, al tipo di simmetria, alla presenza di un supercapside, alla sensibilità ai reagenti chimici (disinfettanti), luogo di presenza nella cellula, proprietà antigeniche.

Significato per gli esseri umani

I virus causano un’enorme varietà di malattie e possono infettare gli organismi viventi a tutti i livelli, dai batteri agli esseri umani. L’evoluzione dei virus è parallela all’evoluzione dei loro ospiti. Oltre alle malattie che colpiscono gli esseri umani e i relativi organismi viventi, i virus vengono utilizzati come vettori di acidi nucleici nella biologia molecolare e aiutano a classificare gli organismi viventi.

Contenuto dell'articolo

VIRUS, i più piccoli agenti patogeni di malattie infettive. Tradotto dal latino virus significa “veleno, inizio velenoso”. Fino alla fine del XIX secolo. il termine "virus" era usato in medicina per riferirsi a qualsiasi agente infettivo, causando malattie. Questa parola acquisì il suo significato moderno dopo il 1892, quando il botanico russo D.I Ivanovsky stabilì la "filtrabilità" dell'agente eziologico della malattia del mosaico del tabacco (mosaico del tabacco). Ha dimostrato che la linfa cellulare delle piante infette da questa malattia, passata attraverso filtri speciali che trattengono i batteri, conserva la capacità di causare la stessa malattia nelle piante sane. Cinque anni dopo, un altro agente filtrabile è l'agente eziologico dell'afta epizootica. bestiame– è stato scoperto dal batteriologo tedesco F. Loeffler. Nel 1898, il botanico olandese M. Beijerinck ripeté questi esperimenti in una versione ampliata e confermò le conclusioni di Ivanovsky. Ha definito il “principio velenoso filtrabile” che causa il mosaico del tabacco un “virus filtrabile”. Questo termine è stato utilizzato per molti anni ed è stato gradualmente abbreviato in una parola: "virus".

Nel 1901, il chirurgo militare americano W. Reed e i suoi colleghi stabilirono che anche l'agente eziologico della febbre gialla è un virus filtrabile. La febbre gialla è stata la prima malattia umana identificata come virale, ma ci sono voluti altri 26 anni perché la sua origine virale fosse definitivamente dimostrata.

Proprietà e origine dei virus.

È generalmente accettato che i virus abbiano avuto origine come risultato dell'isolamento (autonomizzazione) dei singoli elementi genetici della cellula, che, inoltre, hanno ricevuto la capacità di trasmettersi da un organismo all'altro. In una cellula normale si verificano movimenti di diversi tipi di strutture genetiche, ad esempio matrice o informazione, RNA (mRNA), trasposoni, introni e plasmidi. Tali elementi mobili potrebbero essere stati i predecessori, o progenitori, dei virus.

I virus sono organismi viventi?

REPLICAZIONE DEI VIRUS

Le informazioni genetiche codificate in un singolo gene possono generalmente essere pensate come istruzioni per produrre una specifica proteina in una cellula. Tale istruzione viene percepita dalla cellula solo se viene inviata sotto forma di mRNA. Pertanto, le cellule il cui materiale genetico è rappresentato dal DNA devono “riscrivere” (trascrivere) questa informazione in una copia complementare dell’mRNA. I virus a DNA differiscono nel metodo di replicazione dai virus a RNA.

Il DNA di solito esiste sotto forma di strutture a doppio filamento: due catene polinucleotidiche sono collegate da legami idrogeno e attorcigliate in modo tale da formare una doppia elica. L'RNA, d'altra parte, di solito esiste come strutture a filamento singolo. Tuttavia, il genoma di alcuni virus è costituito da DNA a filamento singolo o RNA a doppio filamento. I filamenti (catene) dell'acido nucleico virale, doppi o singoli, possono essere lineari o chiusi ad anello.

Il primo stadio della replicazione virale è associato alla penetrazione dell'acido nucleico virale nella cellula ospite. Questo processo può essere facilitato da enzimi speciali che fanno parte del capside o guscio esterno del virione, con il guscio che rimane all'esterno della cellula o il virione che lo perde immediatamente dopo la penetrazione nella cellula. Il virus trova una cellula adatta alla sua riproduzione mettendo in contatto singole sezioni del suo capside (o guscio esterno) con recettori specifici sulla superficie cellulare in modo “a chiave”. Se sulla superficie cellulare non sono presenti recettori specifici (“riconoscitori”), la cellula non è sensibile all'infezione virale: il virus non vi penetra.

Per realizzare le sue informazioni genetiche, il DNA virale che è entrato nella cellula viene trascritto da speciali enzimi in mRNA. L'mRNA risultante si sposta nelle “fabbriche” cellulari di sintesi proteica – i ribosomi, dove sostituisce i “messaggi” cellulari con le proprie “istruzioni” e viene tradotto (leggi), determinando la sintesi delle proteine ​​virali. Il DNA virale stesso raddoppia (duplica) molte volte con la partecipazione di un altro insieme di enzimi, sia virali che appartenenti alla cellula.

La proteina sintetizzata, utilizzata per costruire il capside, e il DNA virale, moltiplicato in molte copie, si combinano e formano nuovi virioni “figli”. La progenie virale formatasi lascia la cellula usata e ne infetta di nuove: il ciclo di riproduzione del virus si ripete. Alcuni virus, durante la gemmazione dalla superficie cellulare, catturano parte della membrana cellulare in cui sono state incorporate “in anticipo” le proteine ​​virali, e acquisiscono così un involucro. Per quanto riguarda la cellula ospite, alla fine risulta danneggiata o addirittura completamente distrutta.

In alcuni virus contenenti DNA, il ciclo di riproduzione nella cellula stessa non è associato alla replicazione immediata del DNA virale; invece, il DNA virale viene inserito (integrato) nel DNA della cellula ospite. In questa fase, il virus scompare come un’unica formazione strutturale: il suo genoma diventa parte dell’apparato genetico della cellula e si replica addirittura come parte del DNA cellulare durante la divisione cellulare. Tuttavia, più tardi, a volte dopo molti anni, il virus può riapparire: viene attivato il meccanismo di sintesi delle proteine ​​​​virali che, combinandosi con il DNA virale, formano nuovi virioni.

In alcuni virus a RNA, il genoma (RNA) può agire direttamente come mRNA. Tuttavia, questa caratteristica è caratteristica solo dei virus con un filamento di RNA “+” (cioè con RNA con polarità positiva). Per i virus con un filamento di RNA “-”, quest’ultimo deve prima essere “riscritto” nel filamento “+”; Solo dopo inizia la sintesi delle proteine ​​​​virali e avviene la replicazione del virus.

I cosiddetti retrovirus contengono RNA come genoma e hanno modo insolito trascrizione del materiale genetico: invece di trascrivere il DNA in RNA, come avviene in una cellula ed è tipico dei virus a DNA, il loro RNA viene trascritto in DNA. Il DNA a doppio filamento del virus viene quindi incorporato DNA cromosomico cellule. Sulla matrice di tale DNA virale viene sintetizzato un nuovo RNA virale che, come altri, determina la sintesi delle proteine ​​​​virali.

CLASSIFICAZIONE DEI VIRUS

Se i virus sono elementi genetici realmente mobili che hanno ricevuto “autonomia” (indipendenza) dall’apparato genetico dei loro ospiti (diversi tipi di cellule), allora gruppi diversi i virus (con genomi, strutture e replicazioni diversi) avrebbero dovuto sorgere indipendentemente l'uno dall'altro. Pertanto, è impossibile costruire un unico pedigree per tutti i virus, collegandoli sulla base di relazioni evolutive. I principi della classificazione "naturale" utilizzati nella tassonomia animale non si applicano ai virus.

Tuttavia, è necessario un sistema di classificazione dei virus lavoro pratico e i tentativi di crearlo sono stati fatti ripetutamente. L'approccio più produttivo si è basato sulle caratteristiche strutturali e funzionali dei virus: per distinguere tra loro diversi gruppi di virus, descrivono il tipo del loro acido nucleico (DNA o RNA, ciascuno dei quali può essere a filamento singolo o doppio -stranded), la sua dimensione (il numero di nucleotidi negli acidi della catena dell'acido nucleico), il numero di molecole di acido nucleico in un virione, la geometria del virione e le caratteristiche strutturali del capside e del guscio esterno del virione, il tipo dell'ospite (piante, batteri, insetti, mammiferi, ecc.), caratteristiche della patologia causata dai virus (sintomi e natura della malattia), proprietà antigeniche delle proteine ​​virali e caratteristiche della risposta del sistema immunitario dell'organismo all'introduzione del virus .

Il gruppo di agenti patogeni microscopici chiamati viroidi (cioè particelle simili ai virus) non rientra del tutto nel sistema di classificazione dei virus. I viroidi causano molte malattie comuni delle piante. Questi sono gli agenti infettivi più piccoli, privi anche della più semplice copertura proteica (presente in tutti i virus); sono costituiti solo da RNA a filamento singolo chiuso in un anello.

MALATTIE VIRALI

Evoluzione dei virus e delle infezioni virali.

Gli uccelli sono il serbatoio naturale dei virus dell’encefalite equina, che sono particolarmente pericolosi per i cavalli e, in misura leggermente minore, per gli esseri umani. Questi virus sono trasportati dalle zanzare succhiasangue, nelle quali il virus si moltiplica senza danni significativi alla zanzara. A volte i virus possono essere trasmessi passivamente dagli insetti (senza riprodursi in essi), ma nella maggior parte dei casi si riproducono nei vettori.

Per molti virus, come il morbillo, l’herpes e in parte l’influenza, il principale serbatoio naturale è l’uomo. La trasmissione di questi virus avviene attraverso goccioline trasportate dall'aria o per contatto.

La diffusione di alcune malattie virali, come di altre infezioni, è piena di sorprese. Ad esempio, nei gruppi di persone che vivono in condizioni antigeniche, quasi tutti i bambini sono presenti prima età portare la poliomielite, che di solito si verifica in forma lieve e acquisire l'immunità. Se le condizioni di vita in questi gruppi migliorassero, i bambini età più giovane Di solito le persone non si ammalano di poliomielite, ma la malattia può manifestarsi in età avanzata e in questo caso spesso grave.

Molti virus non possono sopravvivere a lungo in natura con una bassa densità di popolazione della specie ospite. Le piccole popolazioni di cacciatori e raccoglitori di piante primitive creavano condizioni sfavorevoli all'esistenza di alcuni virus; pertanto, è molto probabile che alcuni virus umani siano comparsi successivamente, con l’avvento degli insediamenti urbani e rurali. Si presume che il virus del morbillo esistesse originariamente tra i cani (come agente eziologico della febbre) e che il vaiolo umano potrebbe essere apparso come risultato dell'evoluzione del vaiolo della mucca o del topo. Gli esempi più recenti di evoluzione virale includono la sindrome da immunodeficienza umana acquisita (AIDS). Esistono prove di somiglianza genetica tra i virus dell'immunodeficienza umana e le scimmie verdi africane.

Le “nuove” infezioni sono generalmente gravi, spesso fatali, ma con l’evoluzione dell’agente patogeno possono diventare più lievi. Buon esempio– storia del virus della mixomatosi. Nel 1950, questo virus, endemico Sud America e abbastanza innocuo per i conigli locali, fu portato in Australia insieme alle razze europee di questi animali. La malattia nei conigli australiani, che non avevano mai contratto il virus in precedenza, è stata fatale nel 99,5% dei casi. Pochi anni dopo, il tasso di mortalità dovuto a questa malattia è diminuito significativamente, in alcune zone fino al 50%, il che si spiega non solo con le mutazioni “attenuanti” (indebolimento) nel genoma virale, ma anche con l’aumento della resistenza genetica dei conigli alla malattia, e in entrambi i casi la selezione naturale efficace si è verificata sotto la potente pressione della selezione naturale.

La riproduzione dei virus in natura è supportata diversi tipi organismi: batteri, funghi, protozoi, piante, animali. Ad esempio, gli insetti spesso soffrono di virus che si accumulano nelle loro cellule sotto forma di grandi cristalli. Le piante sono spesso colpite da piccoli e semplici virus a RNA. Questi virus non ce l'hanno nemmeno meccanismi speciali penetrare nella cellula. Si trasmettono tramite insetti (che si nutrono della linfa cellulare), nematodi e per contatto, infettando la pianta quando viene danneggiata meccanicamente. I virus batterici (batteriofagi) hanno il meccanismo più complesso per trasferire il loro materiale genetico in una cellula batterica sensibile. Innanzitutto, la “coda” del fago, che assomiglia a un tubo sottile, si attacca alla parete del batterio. Quindi speciali enzimi della “coda” dissolvono una sezione della parete batterica e il materiale genetico del fago (solitamente DNA) viene iniettato nel foro risultante attraverso la “coda”, come attraverso un ago di siringa.

Più di dieci gruppi principali di virus sono patogeni per l'uomo. Tra i virus a DNA, questi sono la famiglia dei poxvirus (che causano vaiolo, vaiolo bovino e altre infezioni da vaiolo), il gruppo di virus dell'herpes (eruzioni erpetiche sulle labbra, varicella), gli adenovirus (malattie delle vie respiratorie e degli occhi), il papovavirus famiglia (verruche e altre escrescenze cutanee), epadnavirus (virus dell'epatite B). Esistono molti più virus contenenti RNA che sono patogeni per l'uomo. Picornavirus (dal lat. pico – molto piccolo, inglese. RNA - RNA) sono i più piccoli virus dei mammiferi, simili ad alcuni virus delle piante; causano poliomielite, epatite A acuta raffreddori. La causa sono mixovirus e paramixovirus forme diverse influenza, morbillo e parotite (parotite). Arbovirus (dall'inglese. ar tropode bo rne - "trasmesso da artropodi") - il gruppo più numeroso di virus (più di 300) - sono trasportati da insetti e sono gli agenti causali dell'encefalite trasmessa da zecche e giapponese, febbre gialla, meningoencefalite equina, febbre da zecca del Colorado, encefalite scozzese delle pecore e altre malattie pericolose. I Reovirus, agenti causali piuttosto rari di malattie respiratorie e intestinali umane, sono diventati oggetto di particolare interesse scientifico per il fatto che il loro materiale genetico è rappresentato da RNA frammentato a doppio filamento.

Trattamento e prevenzione.

La riproduzione dei virus è strettamente intrecciata con i meccanismi di sintesi delle proteine ​​e degli acidi nucleici della cellula nell'organismo infetto. Pertanto, creare farmaci che sopprimono selettivamente il virus, ma non danneggiano il corpo, è un compito estremamente difficile. Tuttavia, si è scoperto che il DNA genomico dei più grandi virus dell'herpes e del vaiolo codifica gran numero enzimi che differiscono nelle proprietà da enzimi cellulari simili e questo è servito come base per lo sviluppo di farmaci antivirali. Infatti, sono stati creati diversi farmaci il cui meccanismo d'azione si basa sulla soppressione della sintesi del DNA virale. Alcuni composti sono troppo tossici per uso generale(per via endovenosa o orale), adatto per l'uso locale, ad esempio, quando gli occhi sono danneggiati dal virus dell'herpes.

È noto che il corpo umano produce proteine ​​speciali: gli interferoni. Sopprimono la traduzione degli acidi nucleici virali e quindi inibiscono la replicazione del virus. Grazie all'ingegneria genetica, gli interferoni prodotti dai batteri sono diventati disponibili e vengono testati nella pratica medica. cm. INGEGNERIA GENETICA).

Gli elementi più efficaci per la difesa naturale dell’organismo comprendono anticorpi specifici (proteine ​​speciali prodotte dal sistema immunitario), che interagiscono con il virus corrispondente e quindi prevengono efficacemente lo sviluppo della malattia; tuttavia, non possono neutralizzare un virus che è già entrato nella cellula. Un esempio è l'infezione da herpes: il virus dell'herpes è immagazzinato nelle cellule dei nodi nervosi (gangli), dove gli anticorpi non possono raggiungerlo. Di tanto in tanto il virus si attiva e provoca ricadute della malattia.

Di solito, nel corpo si formano anticorpi specifici a seguito della penetrazione di un agente infettivo al suo interno. L’organismo può essere aiutato migliorando artificialmente la produzione di anticorpi, anche creando in anticipo l’immunità attraverso la vaccinazione. Fu così, attraverso la vaccinazione di massa, che il vaiolo venne praticamente debellato in tutto il mondo.

I moderni metodi di vaccinazione e immunizzazione sono divisi in tre gruppi principali. In primo luogo, è l’uso di un ceppo indebolito del virus, che stimola l’organismo a produrre anticorpi efficaci contro un ceppo più patogeno. In secondo luogo, l'introduzione di un virus ucciso (ad esempio inattivato dalla formaldeide), che induce anche la formazione di anticorpi. La terza opzione è la cosiddetta. Immunizzazione “passiva”, cioè introduzione di anticorpi “estranei” già pronti. Un animale, come un cavallo, viene immunizzato, quindi gli anticorpi vengono isolati dal suo sangue, purificati e utilizzati per iniettarli in un paziente per creare un'immunità immediata ma di breve durata. A volte vengono utilizzati anticorpi prelevati dal sangue di una persona che ha avuto una determinata malattia (ad esempio morbillo, encefalite trasmessa da zecche).

Accumulo di virus.

Per preparare i preparati vaccinali è necessario accumulare il virus. A questo scopo vengono spesso utilizzati embrioni di pollo in via di sviluppo infettati da questo virus. Dopo aver incubato gli embrioni infetti per un certo tempo, il virus che si è accumulato in essi a causa della riproduzione viene raccolto, purificato (mediante centrifugazione o altri mezzi) e, se necessario, inattivato. È molto importante rimuovere tutte le impurità di zavorra dai preparati virali, che possono causare gravi complicazioni durante la vaccinazione. Naturalmente è altrettanto importante garantire che nei preparati non rimanga alcun virus patogeno non inattivato. IN ultimi anni ampiamente utilizzato per l’accumulo di virus vari tipi colture cellulari.

METODI PER LO STUDIO DEI VIRUS

I virus batterici sono stati i primi a diventare oggetto di ricerche dettagliate come il modello più conveniente, che presenta numerosi vantaggi rispetto ad altri virus. Il ciclo completo di replicazione dei fagi, cioè Il tempo che intercorre tra l'infezione di una cellula batterica e il rilascio di particelle virali moltiplicate avviene entro un'ora. Altri virus di solito si accumulano nell’arco di diversi giorni o anche di più. Poco prima della seconda guerra mondiale e poco dopo la sua fine, furono sviluppati metodi per studiare le singole particelle virali. Piastre con agar nutriente su cui viene coltivato un monostrato (strato solido) di cellule batteriche vengono infettate con particelle fagiche utilizzando diluizioni seriali. Man mano che il virus si moltiplica, uccide la cellula che lo “ripara” e penetra in quelle vicine, che muoiono anch'esse dopo l'accumulo della progenie fagica. L'area delle cellule morte è visibile ad occhio nudo come un punto luminoso. Tali macchie sono chiamate “colonie negative” o placche. Il metodo sviluppato ha permesso di studiare la progenie delle singole particelle virali, rilevare la ricombinazione genetica dei virus e determinare in dettaglio la struttura genetica e i metodi di replicazione dei fagi che prima sembravano incredibili.

Il lavoro con i batteriofagi ha contribuito all'espansione dell'arsenale metodologico nello studio dei virus animali. Finora la ricerca sui virus dei vertebrati era stata condotta principalmente su animali da laboratorio; tali esperimenti erano molto laboriosi, costosi e poco istruttivi. Successivamente sono emerse nuove metodiche basate sull’utilizzo di colture tissutali; le cellule batteriche utilizzate negli esperimenti sui fagi sono state sostituite con cellule vertebrate. Tuttavia, per studiare i meccanismi di sviluppo delle malattie virali, gli esperimenti sugli animali da laboratorio sono molto importanti e continuano ad essere condotti attualmente.

I virus sono costituiti da vari componenti:

• a) materiale genetico di base (DNA o RNA). L'apparato genetico del virus trasporta informazioni su diversi tipi di proteine ​​necessarie per la formazione di un nuovo virus: il gene che codifica per la trascrittasi inversa e altri.
• b) un guscio proteico chiamato capside. Il guscio è spesso costituito da subunità identiche ripetute: i capsomeri. I capsomeri formano strutture con alto grado simmetria.
• c) membrana lipoproteica aggiuntiva. È formato dalla membrana plasmatica della cellula ospite. Si verifica solo in virus relativamente grandi (influenza, herpes).

La particella infettiva completamente formata è chiamata virione.

Struttura schematica del virus: 1 - nucleo (RNA a filamento singolo); 2 - guscio proteico (capside); 3 - membrana lipoproteica aggiuntiva; 4 - capsomeri (parti strutturali del capside).

I virus non possono essere visti con un microscopio ottico perché le loro dimensioni sono inferiori alla lunghezza d’onda della luce. Possono essere visti solo utilizzando un microscopio elettronico. I virus non hanno una struttura cellulare. Ogni particella virale ha una struttura molto semplice: consiste in un portatore di informazioni genetiche situato al centro e in un involucro. Il materiale genetico è una breve molecola di acido nucleico che si forma nucleo virus. L'acido nucleico in diversi virus può essere rappresentato da DNA o RNA e queste molecole possono avere struttura insolita: Si trovano DNA a filamento singolo e RNA a doppio filamento. La shell si chiama capside. È formato da subunità - capsomeri, ciascuno dei quali è costituito da una o due molecole proteiche. Il numero di capsomeri per ciascun virus è strettamente costante (ad esempio, nel capside del virus della poliomielite ce ne sono 60 - né più né meno, e nel virus del mosaico del tabacco - 2130, e non 2129 o 2131). A volte acido nucleico insieme al capside viene chiamato nucleocapside. Se la particella virale, ad eccezione del capside, non ha più un involucro, si dice semplice un virus, se ce n'è un altro esterno, il virus è chiamato complesso . Viene anche chiamato il guscio esterno supercapside , geneticamente non appartiene al virus, ma ha origine dalla membrana plasmatica della cellula ospite e si forma quando la particella virale assemblata esce dalla cellula infetta. Pertanto, la particella virale è costituita solo da due classi di biopolimeri: acidi nucleici e proteine, mentre in qualsiasi cellula del obbligatorio devono essere presenti anche polisaccaridi e lipidi.

In ciascun virus, i capsomeri del capside sono disposti in un ordine rigorosamente definito, determinando un certo tipo di simmetria. Con spirale simmetria il capside assume forma tubolare (virus del mosaico del tabacco) o sferica (virus animali contenenti RNA). Con simmetria cubica il capside ha la forma di un icosaedro (ventiedro), i virus isometrici hanno questa simmetria. Nel caso della simmetria combinata, il capside ha una forma cubica e l'acido nucleico situato all'interno è disposto a spirale. La corretta geometria del capside consente addirittura alle particelle virali di coformare strutture cristalline.

Struttura dei virus

1) I virus non hanno una struttura cellulare. Ogni particella virale è costituita da un portatore centrale di informazioni genetiche e da un involucro. Il materiale genetico è una breve molecola di acido nucleico che costituisce il nucleo del virus. L'acido nucleico in diversi virus può essere rappresentato da DNA o RNA e queste molecole possono avere una struttura insolita: si trovano DNA a filamento singolo e RNA a doppio filamento.

2) Viene chiamata la shell capside.

Il capside ha diverse funzioni.

Protezione del materiale genetico (DNA o RNA) del virus da danni meccanici e chimici.

Determinazione del potenziale di infezione cellulare.

Nelle fasi iniziali dell'infezione cellulare: attaccamento alla membrana cellulare, rottura della membrana e introduzione del materiale genetico del virus nella cellula.

particelle del virus del mosaico del tabacco, del virus che causa le verruche e dell'adenovirus

È formato da subunità: capsomeri, ciascuna delle quali è costituita da una o due molecole proteiche. Il numero di capsomeri per ciascun virus è costante (ce ne sono 60 nel capside del virus della poliomielite e 2130 nel virus del mosaico del tabacco). A volte l'acido nucleico insieme al capside è chiamato nucleocapside. Se una particella virale, oltre al capside, non ha più un involucro, si chiama virus semplice, se ce n'è un altro, uno esterno, il virus si chiama virus complesso.

3) Viene anche chiamato il guscio esterno supercapside, geneticamente non appartiene al virus, ma ha origine dalla membrana plasmatica della cellula ospite e si forma quando la particella virale assemblata esce dalla cellula infetta. organizzato doppio strato lipidi e proteine ​​virali specifiche, che molto spesso formano punte che penetrano nel doppio strato lipidico. Tali virus sono chiamati "vestiti". Svolge funzioni protettive nel virione, la funzione di attaccamento a una cellula sensibile e di penetrazione nel suo citoplasma, determina molte caratteristiche del virus (proprietà antigeniche, sensibilità ai fattori dannosi, ecc.).- virus dell'influenza e dell'herpes

4) Per ciascun virus, i capsomeri del capside sono disposti in un ordine rigorosamente definito, a causa del quale si verifica un certo tipo di simmetria. Con simmetria elicoidale, il capside acquisisce una forma tubolare (virus del mosaico del tabacco) o sferica (virus animali contenenti RNA). Con simmetria cubica, il capside ha la forma di un icosaedro (i virus isometrici a ventiedri hanno questa simmetria); Nel caso della simmetria combinata, il capside ha una forma cubica e l'acido nucleico situato all'interno è disposto a spirale. La corretta geometria del capside consente addirittura alle particelle virali di coformare strutture cristalline.

Virus- questi sono gli organismi viventi più piccoli, le cui dimensioni variano da 20 a 300 nm; in media sono cinquanta volte più piccoli dei batteri. Non possono essere visti con un microscopio ottico e passano attraverso filtri che non consentono il passaggio dei batteri.

Origine dei virus

I ricercatori spesso si chiedono se virus? Se consideriamo viva qualsiasi struttura dotata di materiale genetico (DNA o RNA) e capace di autoriprodursi, allora la risposta deve essere affermativa: sì, i virus sono vivi. Se la presenza di una struttura cellulare è considerata un segno di esseri viventi, la risposta sarà negativa: i virus non vivono. Va aggiunto che al di fuori della cellula ospite i virus non sono in grado di riprodursi.

Per un quadro più completo sui virusè necessario conoscere la loro origine nel processo di evoluzione. Si presume, sebbene non dimostrato, che i virus siano materiale genetico che una volta “fugge” dalle cellule procariotiche ed eucariotiche e conserva la capacità di riprodursi quando ritorna nell'ambiente cellulare.

Virus fuori dalla cellula sono in uno stato completamente inerte, ma possiedono un insieme di istruzioni (codice genetico) necessarie per rientrare nella cellula e, subordinandola alle loro istruzioni, costringerla a produrre molte copie identiche a se stessa (il virus). Pertanto, è logico supporre che nel processo di evoluzione i virus siano comparsi più tardi delle cellule.

Struttura dei virus

Struttura dei virus molto semplice. Sono costituiti dalle seguenti strutture:
1) nucleo: materiale genetico rappresentato da DNA o RNA; Il DNA o l'RNA possono essere a filamento singolo o doppio;
2) capeid: un guscio proteico protettivo che circonda il nucleo;
3) nucleocapside - struttura complessa, formato dal nucleo e dal capside;
4) involucri: alcuni virus, come l'HIV e l'influenza, hanno uno strato lipoproteico aggiuntivo proveniente dalla membrana plasmatica della cellula ospite;
5) capsomeri: subunità ripetitive identiche da cui spesso vengono costruiti i capsidi.

Forma generale Il capside ha un alto grado di simmetria, causando capacità dei virus alla cristallizzazione. Ciò rende possibile studiarli utilizzando sia la cristallografia a raggi X che la microscopia elettronica. Una volta che le subunità virali si sono formate nella cellula ospite, possono immediatamente autoassemblarsi in una particella virale completa. Nella figura è mostrato un diagramma semplificato della struttura del virus.

Per struttura capside del virus Alcuni tipi di simmetria sono caratteristici, soprattutto poliedrici ed elicoidali. Un poliedro è un poliedro. La forma poliedrica più comune nei virus è l’icosaedro, che ha 20 facce triangolari, 12 angoli e 30 bordi. Nella Figura A vediamo un icosaedro regolare, e nella Figura B vediamo un virus dell'herpes, in una particella di cui 162 capsomeri sono organizzati in un icosaedro.

Una chiara illustrazione della simmetria a spirale può essere vista nella figura, Virus dell'RNA mosaico del tabacco (TM). Il capside di questo virus è formato da 2130 capsomeri proteici identici.

VTM era il primo virus, evidenziato in forma pura. Quando vengono infettati da questo virus, sulle foglie di una pianta malata compaiono macchie gialle: il cosiddetto mosaico fogliare (Fig. 2.18, B). I virus si diffondono molto rapidamente sia meccanicamente quando piante o parti di piante malate entrano in contatto con piante sane, sia attraverso l'aria attraverso il fumo delle sigarette fatte con foglie infette.

Virus i fagi che attaccano i batteri formano un gruppo chiamato batteriofagi o semplicemente fagi. Alcuni batteriofagi hanno una testa icosaedrica chiaramente definita e una coda con simmetria a spirale). La figura mostra lo schema immagini di alcuni virus, illustrandone le dimensioni relative e la struttura generale.