Все мы сталкивались с вирусами, имеем общие представления, но что именно представляет собой эта форма жизни? Как это понимать с научной точки зрения?
В 2020 году стоит разобраться в этой теме. В этой статье я даю научное определение этому понятию и объясняю классификацию вирусов.
Почему эта тема важна? Именно вирусы вызывают такие знакомые нам заболевания, как ОРВИ, корь, оспа, ВИЧ-инфекция, вирусные гепатиты, клещевой энцефалит, свинка и др.
Вирусология ( от лат. virus – яд, logos – учение) – наука, изучающая вирусы, вироиды и прионы (о последних двух скажу ниже).
Вирусы – это неклеточные формы жизни, способные к воспроизведению(размножению) только в клетках более высокоорганизованных существ (растений, грибов, животных и человека).
Вирусы существуют в двух формах:
внеклеточная/корпускулярная/покоящаяся – вирион и внутриклеточная (представлена лишь нуклеиновой кислотой) /репродуцирующаяся/вегетативная – собственно вирус.
Бактериофаги – это вирусы бактерий (пожиратели бактерий).
Вироиды – это субвирусные агенты с неполными для вирусов свойствами – это ультрамелкие кольцевые молекулы РНК (нуклеиновая кислота), не содержащие белка. Заражают растения.
Прионы – термин образован от английских слов «PROtein INfectious agent» – белковый инфекционный агент – гидрофобные (нерастворимые в воде) специфические белки, вызывающие медленные смертельные инфекции (губчатые энцефалопатии – скрепи у овец, куру, болезнь Крейтцфельда-Якоба у человека).
Отличия вирусов от бактерий:
ультрамелкие размеры (15-400 нм);
неклеточное строение (не имеют клетки) ;
наличие одного вида нуклеиновых кислот (РНК/ДНК) - это генетический материал;
отсутствие собственного белок-синтезирующего аппарата (не производят белки, в отличие от клеточных организмов);
способность к интеграции (встраиванию) в геном клеток-хозяина и синхронной с ним репликации (удвоение ДНК перед делением клетки или перед синтезом белка);
являются паразитами;
способны к кристаллизации.
Простоорганизованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки –капсида, построенной из отдельных белковых единиц (одна/несколько молекул белка) –капсомеров. Функции капсида – защитная, рецепторная (распознавательная) и антигенная (антиген - чужеродное вещество, вызывающее иммунный ответ).
Сложноорганизованные вирусы имеют еще и внешнюю оболочку –
суперкапсид, на поверхности которого находятся шипики, способствующие прикреплению вируса к клетке и проникновению внутрь нее.
Каждая вирусная частица содержит до 60-70% белков.
Особенности вирусных белков – устойчивы к ферментам клеток хозяина (то есть их не может расщепить зараженная клетка) и способны к самосборке после размножения в зараженной клетке.
Классификацию вирусов впервые предложил в 1962 г. А. Львов.
Вирусы составляют царство Vira, которое делится на два подцарства (отдела) – РНК- и ДНК-содержащие вирусы, которые в свою очередь подразделяются на семейства, семейства – на подсемейства, подсемейства – на роды, роды –на виды, виды – на типы.
По современной классификации имеется более 55 семейств, 19 из них включают вирусы –возбудители заболеваний у человека и животных.
Классификация вирусов:
По типу нуклеиновой кислоты:
ДНК-содержащие (герпесвирусы, аденовирусы - возбудители фарингита, конъюнктивита, гепадновирусы - возбудители гепатита)
РНК-содержащие (рабдовирусы - возбудители бешенства, аренавирусы - возбудители менингита)
По размерам:
мелкие – 15-50 нм
средние – 50-200 нм (например, вирусы гриппа);
крупные – 200-400 нм (например, вирус натуральной оспы).
По форме:
сферические (например, герпесвирусы, ВИЧ);
нитевидные (например, вирус гриппа);
палочковидные/пулевидные (например, вирус бешенства);
сперматозоидные (например, бактериофаги).
По организации:
простые («голые» – отсутствует внешняя оболочка);
сложные (наличие внешней оболочки – суперкапсида).
По способу укладки белковых единиц - капсомеров вокруг нуклеиновой кислоты:
кубический (например, ВИЧ, вирус клещевого энцефалита);
спиральный (например, вирусы гриппа и бешенства);
смешанный (например, бактериофаги).
По хозяину:
вирусы позвоночных;
вирусы беспозвоночных;
вирусы растений;
вирусы бактерий.
По составу вирионов (внеклеточная форма, т. е. форма ДО заражения)
Геном вируса может быть представлен:
двунитевой ДНК;
однонитевой ДНК (только у парвовирусов - возбудители инфекционной эритемы);
однонитевой РНК;
двунитевой РНК (только у реовирусов - респираторно-кишечные вирусы, поражают органы дыхания и кишечник).
ДНК или РНК могут быть:
непрервными;
фрагментированными/сегментированными (например, у вируса гриппа РНК состоит из
8 фрагментов);
линейной;
кольцевой.
Как вы можете видеть, существует огромное разнообразие вирусов. Вирусы поражают все известные нам живые организмы и на данный момент эффективной противовирусной терапии не существует. Поэтому вирусология является актуальной наукой, изучение этих внеклеточных форм жизни может дать начало открытию новых противовирусных препаратов.