Virusurile de toate formele și dimensiunile constau dintr-un nucleu de acid nucleic, un înveliș proteic exterior sau capsidă și, uneori, un înveliș exterior.
Obiective de învățare
Descrieți relația dintre genomul viral, capsida și învelișul
Key Takeaways
Key Points
- Virusurile sunt clasificate în patru grupe pe baza formei: filamentoase, izometrice (sau icosaedrice), învelite și cu cap și coadă.
- Multe virusuri se atașează de celulele gazdă pentru a facilita penetrarea membranei celulare, permițând replicarea lor în interiorul celulei.
- Virusurile nu învelite pot fi mai rezistente la schimbările de temperatură, pH și la unii dezinfectanți decât virusurile învelite.
- Nucleul virusului conține micul genom monocatenar sau bicatenar care codifică proteinele pe care virusul nu le poate obține de la celula gazdă.
Termeni cheie
- capsidă: învelișul proteic exterior al unui virus
- înveliș: o structură sau un înveliș care înconjoară, cum ar fi o membrană
- filamentoasă: care are forma de fire sau filamente
- izometrică: din, sau care este un sistem geometric format din trei axe egale situate în unghiuri drepte una față de cealaltă (în special în cristalografie)
Virusurile sunt acelulare, ceea ce înseamnă că sunt entități biologice care nu au o structură celulară. Prin urmare, le lipsesc majoritatea componentelor celulelor, cum ar fi organitele, ribozomii și membrana plasmatică. Un virion este format dintr-un nucleu de acid nucleic, un înveliș proteic exterior sau capsidă și, uneori, un înveliș exterior format din membrane proteice și fosfolipide derivate din celula gazdă. Capsida este alcătuită din subunități proteice numite capsomere. Virușii pot conține, de asemenea, proteine suplimentare, cum ar fi enzimele. Cea mai evidentă diferență între membrii familiilor virale este morfologia lor, care este destul de diversă. O caracteristică interesantă a complexității virale este faptul că complexitatea gazdei și cea a virionului nu sunt corelate. Unele dintre cele mai complexe structuri de virioni sunt observate la bacteriofagi, virusuri care infectează cele mai simple organisme vii: bacteriile.
Morfologie
Exemplu de atașare a unui virus la celula gazdă: Virusul KSHV se leagă de receptorul xCT de pe suprafața celulelor umane. Această atașare permite penetrarea ulterioară a membranei celulare și replicarea în interiorul celulei.
Virusurile au multe forme și dimensiuni, dar acestea sunt consistente și distincte pentru fiecare familie virală. În general, formele virusurilor sunt clasificate în patru grupe: filamentoase, izometrice (sau icosaedrice), învelite și cu cap și coadă. Virusurile filamentoase sunt lungi și cilindrice. Mulți viruși ai plantelor sunt filamentoși, inclusiv TMV (virusul mozaicului tutunului). Virusurile izometrice au forme aproximativ sferice, cum ar fi poliovirusul sau herpesvirusul. Virusurile învelite au membrane care înconjoară capsidele. Virusurile animale, cum ar fi HIV, sunt frecvent învelite. Virusurile cu cap și coadă infectează bacteriile. Ele au un cap asemănător virusurilor icosaedrice și o formă de coadă asemănătoare virusurilor filamentoase.
Multe virusuri folosesc un fel de glicoproteină pentru a se atașa la celulele gazdă prin intermediul unor molecule de pe celulă numite receptori virali. Pentru aceste virusuri, atașarea este o cerință pentru penetrarea ulterioară a membranei celulare, permițându-le să își completeze replicarea în interiorul celulei. Receptorii pe care virusurile îi folosesc sunt molecule care se găsesc în mod normal pe suprafețele celulelor și care au propriile funcții fiziologice. Virușii au evoluat pur și simplu pentru a utiliza aceste molecule pentru propria replicare.
În general, forma virionului și prezența sau absența unui înveliș ne spun prea puțin despre ce boală poate cauza virusul sau ce specie ar putea infecta, dar ele sunt totuși mijloace utile pentru a începe clasificarea virală. Printre cei mai complecși virioni cunoscuți, bacteriofagul T4, care infectează bacteria Escherichia coli, are o structură de coadă pe care virusul o folosește pentru a se atașa de celulele gazdă și o structură de cap care îi găzduiește ADN-ul. Adenovirusul, un virus animal neînvelit care provoacă boli respiratorii la om, utilizează vârfuri de glicoproteine care ies din capsomerele sale pentru a se atașa de celulele gazdă. Virușii neînveliți includ, de asemenea, pe cei care provoacă poliomielita (poliovirus), verucile plantare (papilomavirus) și hepatita A (virusul hepatitei A).
Exemple de forme de virusuri: Virusurile pot avea o formă complexă sau relativ simplă. Această figură prezintă trei virioni relativ complecși: bacteriofagul T4, cu grupul său de cap care conține ADN și fibrele de coadă care se atașează de celulele gazdă; adenovirusul, care folosește spițe din capsida sa pentru a se lega de celulele gazdă; și HIV, care folosește glicoproteine încorporate în învelișul său pentru a se lega de celulele gazdă.
Virioni înveliți, cum ar fi HIV, constau din acid nucleic și proteine de capsidă înconjurate de un înveliș de bistrat fosfolipidic și de proteinele asociate acestuia. Glicoproteinele încorporate în învelișul viral sunt folosite pentru a se atașa la celulele gazdă. Alte proteine ale învelișului includ proteinele de matrice care stabilizează învelișul și care joacă adesea un rol în asamblarea virionilor progenituri. Varicela, gripa și oreionul sunt exemple de boli cauzate de viruși cu înveliș. Din cauza fragilității învelișului, virușii fără înveliș sunt mai rezistenți la schimbările de temperatură, pH și la unii dezinfectanți decât virușii cu înveliș.
Tipuri de acid nucleic
În comparație cu aproape toate organismele vii care folosesc ADN-ul ca material genetic, virușii pot folosi fie ADN-ul, fie ARN-ul. Nucleul virusului conține genomul sau conținutul genetic total al virusului. Genomurile virale tind să fie mici, conținând doar acele gene care codifică proteine pe care virusul nu le poate obține de la celula gazdă. Acest material genetic poate fi monocatenar sau bicatenar. De asemenea, poate fi liniar sau circular. În timp ce majoritatea virusurilor conțin un singur acid nucleic, altele au genomuri care au mai multe, numite segmente.
În cazul virusurilor ADN, ADN-ul viral direcționează proteinele de replicare ale celulei gazdă să sintetizeze noi copii ale genomului viral și să transcrie și să traducă acel genom în proteine virale. Virusurile ADN provoacă boli umane, cum ar fi varicela, hepatita B și unele boli venerice, cum ar fi herpesul și verucile genitale.
Virusurile ARN conțin numai ARN ca material genetic. Pentru a-și replica genomul în celula gazdă, virusurile ARN codifică enzime care pot replica ARN-ul în ADN, ceea ce nu poate fi făcut de către celula gazdă. Aceste enzime ARN-polimeraze sunt mai susceptibile de a face erori de copiere decât ADN-polimerazele și, prin urmare, fac adesea greșeli în timpul transcrierii. Din acest motiv, mutațiile în virusurile ARN apar mai frecvent decât în cazul virusurilor ADN. Acest lucru le determină să se schimbe și să se adapteze mai rapid la gazda lor. Bolile umane cauzate de virusurile ARN includ hepatita C, rujeola și rabia.
.