Что такое вирусы?

Обзор

Вирус является микроскопической инфекционной частицей, которая состоит из РНК или генома ДНК, заключенного в белковую оболочку. Он не способен размножаться сам по себе: он может только сделать больше вирусов, войдя в клетку и используя его клеточного оборудования. Когда вирус заражает клетку-хозяина, он удаляет свою белковую шерсть и направляет механизм хозяина на транскрибирование и перевод его генетического материала. Угнанная клетка собирает реплицированные компоненты в тысячи вирусных потомков, которые могут разорвать и убить клетку-хозяина. Затем новые вирусы заражают больше клеток-хостов.

Зачем изучать вирусы?

Вирусы могут инфицировать различные типы клеток: бактерии, растения и животных. Вирусы, которые нацелены на бактерии, называемые бактериофагами (или фагом), очень обильны. Текущие исследования сосредоточены на фаг терапии для лечения мульти лекарственно-устойчивых бактериальных инфекций у людей. Вирусы, которые инфицируют культивируемые растения, также хорошо изучены, поскольку эпидемии приводят к огромным урожаям и экономическим потерям.

Вирусы были впервые обнаружены в¹⁹ веке, когда экономически важный урожай, табачное растение, страдает от таинственной болезни, позже идентифицированной как вирус табачной мозаики. Вирусы животных имеют большое значение как в ветеринарных исследованиях, так и в медицинских исследованиях. Кроме того, вирусы лежат в основе многих заболеваний человека, начиная от простуды, ветряной оспы и герпеса, до более опасных инфекций, таких как желтая лихорадка, гепатит и оспа.

Структура вируса

Вирусы бывают различных форм, которые специализируются на атаке их целевой клетки. Двумя основными компонентами всех вирусов являются вирусный геном и его защитная белковая шерсть, известная как капсид. Вирусный геном состоит из одной или двуединой РНК или ДНК, и он кодирует белки, которые составляют капсид. Вместе вирусный геном и капсид известны как нуклеокапсид.

Уникальной особенностью многих эукариотических вирусов является наличие фосфолипидной мембраны, известной как оболочка, которая окружает капсид. Этот конверт обычно происходит от мембран ранее инфицированных клеток-хозяй, но может также включать вирусные белки (так называемые белки конверта), прикрепленные к нему. Наконец, некоторые вирусы животных имеют скопление закодированных вирусом белков, вирусный тегумент, в пространстве между оболочкой и капсидом.

Вирусная инфекция

Вирусный жизненный цикл может быть разбит на следующие пять этапов: вложение, запись, репликация, сборка и освобождение. Белки на поверхности вируса помогают ему распознавать определенные клетки-хозяина. Некоторые вирусы используют эти поверхностные белки, чтобы связать рецепторы клеток-хозяина и инициировать интернализацию эндоцитозом, в то время как вирусы с оболочкой могут непосредственно сливаться с мембраной клетки-хозяина.

Некоторые бактериофаголы не попадают в клетку; они вводят свой геном (и вирусные ферменты) в клетку-хозяина. Оказавшись внутри клетки, вирус не помылся и направляет механизм клетки-хозяина на транскрибирование и перевод ее генома. Клетки-хозяина упаковывают новые копии вирусного генома в вирусные частицы, чтобы сделать потомство. Вирусы потомства могут храниться в клетке-хозяине перед выпуском или постоянно выдаваться из клетки, выдыхая из клеточной мембраны. Цикл вирусной инфекции классифицируется как литический или лизогенный. В литическом цикле новые вирусы вырываются из клетки-хозяина, убивая ее. В лизогенном цикле вирусная ДНК включается в геном хозяина, где она находится в спящем состоянии, и копируется каждый раз, когда клетка-хозяин размножается.