Вирус

Оваа статија се однесува на биолошкиот објект. За други значења, погл. Вирус (појаснување).

Во биологијата вирус (од латински virus - токсин или отров) е подмикроскопска честичка што е неспособна да расте и да се размножува надвор од клетката домакин. Вирусните болести доведуваат до тешки заболувања и економски товар на човекот и животните и може да доведат до уништување на земјоделските семиња. Секоја вирусна честичка или вирион се состои од генетски материјал ДНК или РНК, исклучиво едното, со заштитна протеинска обвивка наречена капсид. Нивните форми варираат од многу прости овални, до многу сложени, како оние со опашка или во форма на плик. Вирусите ги загрозуваат сите форми на клеточен живот и се делат на животински, растителни и бактериски вируси. Некои ги сметаат за неживи затоа што не ги исполнуваат основните критериуми за живот. На пример, вирусите немаат клетки како сите живи организми. Како и да е, вирусите имаат гени и еволуираат по пат на природна селекција. Тие се опишани како организми на работ на животот. Вирусните инфекции најчесто резултираат со заболување кај човекот, а со имун одговор на животното домаќин. Во споредба со антибиотиците (кои немаат дејство врз вирусите), антивиралните лекови се поспецифични и поскапи. За некои посериозни вирусни заболувања се развиени вакцини кои можат да обезбедат доживотна заштита.

Основни карактеристики

Електронски микрофотографии на икозахедрални вируси (аденовирус).

Вирусите се разликуваат од другите микроорганизми по нивната помала големина и релативно едноставните структури. Најмалите вируси се парвовирусите кои можат да имаат дијаметар од само 25 nm. Поксвирусите се најголемите познати вируси, и нивниот дијаметар достигнува и до 300 nm, токму на границата на видливост под светлински микроскоп. Обично бактериите имаат дијаметар од 1.000 nm или повеќе. Податоците за градбата на вирусите се добиени со употреба на неколку техники, вклучувајќи електронска микроскопија (ЕМ). Границата на резолуцијата на еден традиционален ЕМ е околу 5 nm. Со понапредните ЕМ техники (како криогенскиот ЕМ, при што испитуваниот примерок веднаш се смрзнува наместо да се фиксира со хемикалии), заедно со компјутерските техники, можат да се видат и помали структури (од 1-2 nm). Рентгенската кристалографија е единствен метод со кој може да се добие резолуција на атомско ниво. Малите вируси кои даваат униформни честички можат да се кристализираат. Првото набљудување на вирус на атомско ниво било во 1978.

Марбургов вирус, пример за стапчест вирус.

Постои голема разновидност меѓу вирусите, малку основни дизајни на градба. Капсидите се структури кои ги содржат виралните геноми и многу од нив имаат икозахедрална симетрија. Икозахедрон е тродимензионална и затворена форма која се состои од дваесет еквилатерални триаголници. Виралните протеини се организирани во комплекси познати како капсомери кои ја образуваат површината на икозахедронот.

Градба на бактериофаг: 1. Глава; 2. Опашка; 3. Нуклеинска киселина; 4. Капсид; 5. Прстен, јака; 6. Обвивка; 7. Опашни пипки; 8. Боцки; 9. Базална плоча.

Другите вируси, како оној што предизвикува беснило, се хеликални (стапчести). Должината на овие вируси зависи од големината на геномот, ДНК или РНК која се наоѓа во него, бидејќи многу често постојат структурни заемодејства помеѓу нуклеинската киселина од геномот и протеините кои ја препокриваат.

За животинските вируси е својствена липидна обвивка, која не е честа кај растителните. Во самата обвивка се всадени површинските протеини, најчесто од типот на гликопротеини, кои му помагаат на вирусот да пробие во клетката која ќе ја инфицира. Еден средишен слој на протеини обично образува мост помеѓу површинските гликопротеини и капсидата. Некои вируси како што се пикорнавирусите немаат обвивка, ниту пак поседуваат средишен слој. Кај нив заемодејствата меѓу идната клетка-домаќин и виралната површина се потпомогнати од капсидните протеини.

Некои вируси имаат сложена градба. На пример, главата на T4 бактерискиот вирус (бактериофаг) е икозахедрална и е прикачена преку прстен за контрактилната опашка со хелична симетрија. Големите вируси, како херпесвирусите и поксвирусите, може да имаат уште посложена градба.

Класификација на вирусите

При класификацијата на вирусите се земаат предвид карактеристиките на геномот, формата на вирионот со макромолекуларниот состав, како и некои други особини од типот на антигенитетот и видот на домаќини. Дејвид Балтимор дал шема на класифицирање на вирусите која се основа на видот на нуклеинска киселина (ДНК или РНК) присутна во вирусната честичка и по типот на геномската репликација. Овој истражувач бил и еден од ко-пронаоѓачите на реверзната транскриптаза, ензим кој ја претвора ретровиралната геномска едноверижна (ss, single-stranded) РНК во двоверижна (ds, double-stranded) ДНК.

Нуклеинска киселина	Поларност	Фамилија	Примери	Домаќин	Заболувања
едноверижна DNA	+	Parvoviridae	Парвовирус B19	Луѓе	Erythema infectiosum (петтата зараза)
двоверижна DNA	+/-	Myoviridae	Бактериофаг Т4	E. coli	Разградување на бактеријата
		Papilomaviridae	ХПВ типови 2, 16, 18, 33	Луѓе	Брадавици, цервикален и друг тип на рак
		Herpesviridae	Херпес зостер вирус	Луѓе	Варичела, лош херпес (херпес зостер)
		Poxviridae	Вариола вирус	Луѓе	Голема сипаница (вариола)
едноверижна RNA, несегмент.	+	Picornaviridae	Полиовирус, типови 1-3	Луѓе	Полиомиелитис
			Риновирус (100 + серотипови)	Луѓе	Настинка
		Togaviridae	Коњски енцефалитичен вирус	Инсекти/Коњи	Заболување на ЦНС кај коњите и луѓето (енцефалит)
едноверижна RNA, несегмент.	-	Rhabdoviridae	Вирус на беснило	Цицачи	Беснило
		Paramyxoviridae	Вирус на сипаници	Луѓе	Сипаници
едноверижна RNAt, сегментирана	-	Ортомиксовируси	Инфлуенца вирус	Цицачи, птици	грип (инфлуенца)
едноверижна RNA, сегментирана	- и/или амбиполарен	Bunyaviridae	Sin Nombre вирус	Глодари	Ханта треска
		Arenaviridae	Вирус на Ласа треска	Примати	Хеморагична треска
двоверижна RNA	+/-	Reoviridae	Џуџест вирус на оризот	Растенија	Скаменување
едноверижна RNA DNA rep. int. (репликативен интермедиер)	+	Retroviridae	ХИВ тип 1, 2	Луѓе	СИДА
			HTLV тип 1	Луѓе	Возрасна Т-клеточна леукемија
двоверижна DNA RNA rep. int.	+/-	Hepadnaviridae	Вирус на хепатит B	Луѓе	Хепатит, хепатоцитен карцином

Електронска микрофотографија на бактериофаги прикачени за бактериска клетка.

Виралните геноми можат да се состојат од РНК или ДНК, со позитивна или негативна поларност, едноверижни или двоверижни (понекогаш и кружни) молекули или поделени на сегменти. mRNA која директно може да се преведе во протеин се смета дека има позитивна поларност. Исто така, ДНК со кореспондирачка секвенца (кодирачката верига на двоверижната ДНК) е верига во позитивна смисла. Молекули на РНК или ДНК со реверзна (обратна) комплементарна секвенца на mRNA е верига во негативна смисла. Идентификувани се неколку вируси кои содржат еден или повеќе амбисмислени (двосмислени) геномски РНК сегменти кои имаат позитивен пол во еден дел од својата молекула (овој дел може директно да се преведе во протеин) и негативен пол (обратен комплемент на кодирачката секвенца) во друг дел од молекулата.

Молекула	Секвенца	Поларност (смисла)
Комплементарна РНК	AUUGGGCUC	Негативна
Кодирачка верига на ДНК	TAACCCGAG	Позитивна
Комплементарна ДНК	ATTGGGCTC	Негативна
Информациона РНК (mRNA)	UAACCCGAG	Позитивна