Virus definiție

un virus este un lanț de acizi nucleici (ADN sau ARN) care trăiește într-o celulă gazdă, folosește părți ale mașinilor celulare pentru a se reproduce și eliberează lanțurile de acid nucleic replicate pentru a infecta mai multe celule. Un virus este adesea adăpostit într-un strat proteic sau înveliș proteic, o acoperire protectoare care permite virusului să supraviețuiască între gazde.

structura virusului

un virus poate prelua o varietate de structuri diferite. Cel mai mic virus are doar 17 nanometri, abia mai lung decât o proteină de dimensiuni medii. Cel mai mare virus este de aproape o mie de ori mai mare, la 1.500 nanometri. Acest lucru este foarte mic. Un fir de păr uman are aproximativ 20.000 nanometri. Aceasta înseamnă că majoritatea particulelor de virus depășesc cu mult capacitatea unui microscop cu lumină normală. Mai jos este o imagine cu microscop electronic de scanare (SEM) a virusului Ebola.

aici, puteți vedea doar proteina haina virusului Ebola. Fiecare virus arată ca un vierme îndoit. Cu toate acestea, acestea nu sunt celule. În interiorul stratului proteic se află o moleculă de ARN pliată cu atenție, care conține informațiile necesare pentru a reproduce stratul proteic, molecula de ARN și componentele necesare pentru a deturna procesele naturale ale unei celule pentru a finaliza aceste sarcini.

structura exactă a unui virus depinde de specia care servește drept gazdă. Un virus care se reproduce în celulele mamiferelor va avea un strat proteic care îi permite să se atașeze și să se infiltreze în celulele mamiferelor. Forma, structura și funcția acestor proteine se modifică în funcție de specia virusului. Un virus tipic poate fi văzut mai jos.

virusul de mai sus prezintă structura tipică pe care o ia un virus, un genom viral înconjurat de un scut de proteine. Diferitele proteine din plic vor permite virusului să interacționeze cu celula gazdă pe care o găsește. O parte din stratul proteic se va deschide apoi, va străpunge membrana celulară și va depune genomul viral în interiorul celulei. Stratul proteic poate fi apoi aruncat, deoarece genomul viral se va replica acum în celula gazdă. Moleculele de virus replicate vor fi ambalate în propriile straturi de proteine și vor fi eliberate în mediu pentru a găsi o altă gazdă. În timp ce multe particule de virus iau o formă simplă ca cea de mai sus, unele sunt mult mai complicate.

imaginea de mai sus prezintă un fagul, un tip de virus specializat pe celulele bacteriene. Stratul proteic al unui fag este mult mai complex și are o varietate de părți specializate. Porțiunea capului conține genomul viral. Gulerul, teaca, placa de bază și fibrele cozii fac parte dintr-un sistem complicat de atașare și injectare a genomului într-o celulă bacteriană. Fibrele cozii prind celula bacteriană, trăgând placa de bază până la peretele celular sau membrană. Teaca și gulerul comprimă, perforează celula și depozitează ADN-ul în celula bacteriană.

unele molecule de virus nu au nici un fel de strat proteic sau nu au fost identificate niciodată. La unele specii de virus de plante, virusul este transmis de la celulă la celulă din plantă. Când semințele sunt create în interiorul plantei, virusul se răspândește la semințe. În acest fel, virusul poate trăi în celule întreaga sa existență și nu are nevoie niciodată de un strat proteic pentru a-l proteja în mediu. Alte molecule de virus au straturi de proteine chiar mai mari și mai complexe și se specializează pe diverse gazde.

este un Virus viu?

aceasta este o întrebare complicată. O celulă este considerată a fi vie, deoarece conține toate componentele necesare pentru a-și reproduce ADN-ul, a crește și a se împărți în celule noi. Acesta este procesul pe care îl ia toată viața, unde este un organism unicelular sau un organism multicelular. Unii oameni nu consideră un virus viu, deoarece un virus nu conține toate mecanismele necesare pentru a se reproduce. Ei ar spune că un virus, fără o celulă gazdă, nu se poate replica singur și, prin urmare, nu este în viață.

cu toate acestea, prin definiția vieții prezentată anterior, se pare că atunci când un virus se află în interiorul unei celule gazdă, acesta are toate mecanismele de care are nevoie pentru a supraviețui. Stratul proteic în care există în afara unei celule este echivalentul unui spor bacterian, o mică capsulă de bacterii se formează în jurul lor pentru a supraviețui condițiilor dure. Oamenii de știință care susțin că un virus este un organism viu notează asemănarea dintre un virus într-un strat proteic și un spor bacterian. Nici un organism nu este activ în stratul lor de protecție, ele devin active numai atunci când ajung la condiții favorabile.

de fapt, singurul motiv pentru care un virus ne afectează deloc este pentru că devine activ în celulele noastre. Mai mult, un virus tinde să evolueze cu gazda sa. Cei mai periculoși viruși au sărit recent la o nouă specie. Biochimia pe care au evoluat-o pentru a trăi în cadrul celorlalte specii nu este compatibilă cu noua specie, iar deteriorarea celulelor și moartea apar. Acest lucru provoacă o serie de reacții, în funcție de celulele infectate. Virusul HIV, de exemplu, atacă exclusiv celulele imune. Aceasta duce la o pierdere totală a funcției imune la pacienți. Cu virusul care provoacă răceala obișnuită, virusul atacă celulele respiratorii și le dăunează în timp ce își face treaba.

cu toate acestea, nu toate infecțiile virale vor fi în detrimentul gazdei. Un virus care ucide gazda va avea mai puțin succes în timp, în comparație cu un virus care nu dăunează gazdei. O gazdă sănătoasă crește numărul de molecule de virus eliberate în mediu, care este scopul final al virusului. De fapt, unele particule de virus pot beneficia de fapt gazda. Un bun exemplu este o formă de virus herpes, găsit la șoareci. Acest virus, în timp ce infectează un șoarece, oferă mouse-ului o bună apărare împotriva bacteriilor care poartă ciuma. În timp ce mecanismul nu este clar, virusul împiedică cumva bacteriile să se prindă în sistemul mouse-ului.

când este privit în această lumină, este ușor de văzut cum un virus este foarte asemănător cu o bacterie. Bacteriile creează și mențin instrumentele necesare reproducerii ADN-ului, unde virusul le fură. Aceasta este singura diferență reală între un virus și o bacterie. Din acest motiv, mulți oameni de știință consideră un virus un organism viu. Oamenii de știință care studiază virușii, virologii, observă că particulele de virus (vii sau nu) au evoluat cu viața probabil atâta timp cât au fost prezente primele celule. Din acest motiv, există un virus care este specializat pe aproape fiecare specie de pe planetă.

Clasificarea virusului

oamenii de știință clasifică virușii în funcție de modul în care își reproduc genomul. Unele genomuri virale sunt fabricate din ARN, altele sunt fabricate din ADN. Unii viruși folosesc un singur fir, alții folosesc un fir dublu. Complexitatea implicată în replicarea și ambalarea acestor molecule diferite plasează virușii în șapte categorii diferite.

genomul virusului de clasa I este format din ADN dublu catenar, la fel ca genomul uman. Acest lucru face mai ușor pentru aceste molecule de virus să utilizeze mecanismele naturale ale celulei pentru a produce proteine din ADN-ul virusului. Cu toate acestea, pentru ca ADN polimeraza (molecula care copiază ADN-ul) să fie activă, celula trebuie să se împartă. Unele molecule de virus din clasa I includ secțiuni de ADN care fac ca celula să înceapă să se împartă activ. Aceste molecule de virus pot duce la cancer. Virusul papilloma uman este un virus de clasa I cu transmitere sexuală și poate provoca cancer de col uterin.

un virus de clasa II conține doar o singură catenă de ADN. Înainte de a putea fi citit de enzimele ADN polimerazei gazdei, acesta trebuie transformat în ADN dublu catenar. Face acest lucru prin deturnarea histonelor celulei gazdă (proteine ADN) și ADN polimerază. În loc să aștepte ca celula să se dividă sau să o forțeze, ADN-ul virusului de clasa II conține codificarea unei proteine numite Rep.această enzimă de replicare reproduce genomul original al virusului monocatenar. Alte proteine sunt create din ADN și utilizate pentru a crea straturi de proteine cu mașinile celulare. ADN-ul monocatenar este apoi ambalat în aceste straturi proteice și sunt create noi pachete de viruși.

genomii virusului de clasa III sunt creați din ARN dublu catenar. Deși acest lucru este neobișnuit, aceste pachete de virus vin cu propria lor proteină, ARN polimerază. Această proteină poate crea ARN mesager (ARNm) din ARN-ul virusului dublu catenar. Prin urmare, ARN-ul virusului rămâne în capsula virusului și numai ARNm intră în citoplasma gazdei. Aici, ARNm este transformat în proteine, dintre care unele includ mai mult ARN polimerază. Această ARN polimerază creează un nou ARN dublu catenar, care este încapsulat de proteine și eliberat din celulă.

virusurile din clasa IV sunt ARN monocatenar, aproape identic cu ARNm produs de celula gazdă. Cu acești viruși, întregul strat proteic este înghițit de o celulă gazdă neinfectată. Genomul ARN mic scapă de stratul proteic și își face drum în citoplasmă. Acesta este un cod de tip ARNm pentru o poliproteină mare, care va fi creată de ribozomii gazdei. Poliproteina se rupe în mod natural în diferite părți. Unii creează straturi de proteine, în timp ce alții citesc și reproduc firul original al ARN viral. Virusul continuă să se reproducă și să creeze noi particule de virus complet ambalate. Când celula este complet plină, se rupe și eliberează particulele de virus în sânge sau în mediu. Până la 10.000 de particule de virus pot fi eliberate dintr-o singură celulă.

genomii virusului din clasa V sunt, de asemenea, ARN monocatenar. Cu toate acestea, ele rulează în direcția opusă ARNm normal. Prin urmare, mecanismul celulei nu le poate citi direct. Aceste molecule de virus conțin o moleculă de ARN polimerază care poate citi invers. Aceste molecule de virus au capsule mari, înconjurate de membrană celulară și proteine. Când virusul se apropie de o celulă, proteinele sale de membrană se leagă de celulă și este atras în citoplasmă. Aici, se rupe, eliberând ARN-ul viral înapoi și proteinele asociate. Aceste complexe mici produc ARNm regulat, ceea ce creează noi complexe virale. Aceste complexe neterminate se deplasează pe suprafața celulei, unde aliniază membrana celulară cu proteinele pe care le creează. Când sunt terminate, se înfășoară în această membrană și se îndepărtează de celulă.

genomii virusului din clasa VI sunt identici cu cei din clasa V, dar folosesc o metodă diferită de replicare. Particulele de virus din clasa VI sunt cunoscute sub numele de retrovirusuri. În loc să creeze ARNm din ARN-ul viral, aceste molecule de virus funcționează cu o proteină diferită. Cunoscută sub numele de revers transcriptază, această enzimă este capabilă să creeze ADN din ARN-ul virusului. Procedând astfel, ARN-ul viral este transformat în ADN dublu catenar. Acest ADN produce apoi un nou virus. ADN-ul poate încorpora cu ADN-ul gazdă, și în acest sens devin endogenized. Aceasta înseamnă că ADN-ul va rămâne în celulă atâta timp cât celula trăiește. Dacă celula se găsește într-o linie germinală, cum ar fi un spermatozoid sau un ovul, virusul va deveni permanent o parte a genomului gazdei. Se estimează că 5-8% din genomul uman este lăsat peste ADN-ul retrovirus.

clasa finală, clasa VII, include pararetrovirusurile. Similar cu clasa VI, aceste genomi de virus utilizează revers transcriptază. Cu toate acestea, aceste genomi de virus sunt pachet ca ADN, nu ARN. Acești viruși se introduc direct în genomul gazdă, care începe să transpună ADN-ul viral în ARN. Cea mai mare parte a acestui ARN va fi ARNm, folosit pentru a crea o poliproteină. O parte din poliproteină este revers transcriptaza. Această transcriptază inversă funcționează pe bucăți de ARN cunoscute sub numele de pregenom. Citește aceste molecule de ARN și produce ADN-ul original al virusului. Acesta este apoi ambalat în straturi de proteine virale. Virusurile din clasa VII se găsesc adesea în plante și pot călători între celule folosind plasmodesme sau pot fi purtate de insecte erbivore care se hrănesc cu plantele. Afidele poartă multe boli ale plantelor, deoarece proboscisul lor străpunge pereții celulelor vegetale și beau citoplasma.

Exemple de Virus

virusul poliomielitei

virusul poliomielitei, care l-a schilodit pe președintele Franklin Roosevelt, este un virus de clasa III. Acest virus ARN dublu catenar codifică 12 proteine. Ca și alte genomi de virus de clasa III, se reproduce prin eliberarea firelor de ARNm în citosolul celulelor gazdă, care codifică noi molecule de virus. Interesant este că virusul poliomielitei nu a fost mortal, până când oamenii au început să-și trateze apa. Înainte de apa clorurată, poliomielita a supraviețuit în majoritatea surselor de apă. Astfel, majoritatea sugarilor au fost expuși la poliomielită chiar de pe lilieci.

la sugari, de obicei nu există simptome de poliomielită, iar sistemul imunitar răspunde la virus. Cu toate acestea, după stabilirea apei clorurate, majoritatea copiilor nu au prezentat poliomielită. Cu toate acestea, boala nu a fost eradicată. Mulți oameni au fost expuși la vârsta adultă la buzunare de poliomielită care încă persistau. Acești oameni au suferit foarte mult de boală, deoarece sistemul imunitar nu a reacționat suficient de repede la aceasta. La fel ca FDR, ei au fost, de obicei, permanent schilodiți de efectele virusului asupra sănătății osoase. Din fericire, vaccinul pentru poliomielită, unul dintre primele create vreodată, este ușor de făcut din uciderea virusului poliomielitei vii cu căldură. Straturile de proteine moarte permit organismului să dezvolte o imunitate la virus, fără ca celulele să fie infectate.

virusul rabiei

virusul rabiei este un virus de clasa V, cu un strat proteic în formă de glonț. Acest virus este format din ARN liniar, monocatenar. Genomul virusului rabiei codifică cinci proteine, din 12.000 de nucleotide. Interesant este că simptomele rabiei la multe animale includ agresivitatea crescută. Această trăsătură, cauzată de locul în care virusul atacă și daunele pe care le face, determină animalele să muște alte animale mai des decât ar face în mod normal. Particulele de virus rabic asamblate se acumulează în salivă. Astfel, atunci când un animal infectat mușcă un altul, virusul este transmis noului animal.

virusul rabiei este aproape întotdeauna fatal la om, dacă nu este tratat imediat. Anual, există aproape 15 milioane de vaccinări post-expunere administrate pentru rabie. Vaccinul încarcă în esență organismul cu virusul mort, permițând un răspuns imun mare împotriva virusului. Acest lucru poate opri virusul înainte de a se stabili în sistem. Dacă se întâmplă acest lucru, există puține șanse de recuperare. Câinii sunt vaccinați în mod obișnuit înainte de expunere, ceea ce oferă o protecție generală proprietarilor lor cu privire la șansa de a fi mușcați de un animal infectat cu virusul.

test

1. Care dintre următoarele clase de genom virus pot fi reproduse direct de mașini celulare?
A. Clasa I
B. Clasa III
C. Clasa VI

2. Rinovirusul uman A provoacă răceala obișnuită. Genomul rinovirusului este un ARN monocatenar, similar cu ARNm produs de celula gazdă. La ce clasă aparține rinovirusul?
A. Clasa VII
B. Clasa II
C. Clasa IV

3. Prietenul tău susține că virușii sunt la fel ca alergiile, deoarece ambele îi provoacă nasul. Care dintre următoarele va convinge prietenul tău altfel?
A. numai virusurile provoacă o reacție imună
B. Un virus nu numai că provoacă o reacție, ci se reproduce în celulele tale
C. De ce să ne certăm? Prietenul tău are dreptate.