Вирус - это неклеточный инфекционный агент. Живой это организм или нет? У нас до сих пор нет однозначного ответа на этот вопрос. Сегодня нам известно шесть тысяч вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы или спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размер вирусов варьируется от 20 до 300 нанометров в диаметре.
Как устроен вирус? В центре агента - генетический материал РНК или ДНК. Вокруг располагается белковая структура – капсид. Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой - жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.
Примеры структур икосаэдрических вирионов:
А. Вирус, не имеющий липидной оболочки (например, пикорнавирус).
B. Оболочечный вирус (например, герпесвирус).
Цифрами обозначены: (1) капсид, (2) геномная нуклеиновая кислота, (3) капсомер, (4) нуклеокапсид, (5) вирион, (6) липидная оболочка, (7) мембранные белки оболочки
Вирусолог Дэйвид Балтимор объединил все вирусы в восемь групп. Некоторые группы вирусов содержат в себе одну или две цепочки ДНК, другие одну цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК, при этом каждая группа вирусов воспроизводит себя в различных органеллах заражённой клетки. Каждый вирус имеет определенный диапазон хозяев, то есть опасен для одних видов и безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой - некоторые плотоядные. В организм человека вирус обычно попадает через кровь и секрецию.
Каждый вирус по-разному заражает клетку. Герпесвирусы встраиваются в мембрану, после чего генетический материал отбрасывает капсид и проникает в ядро. Вирус гепатита C целиком проникает в клетку, а бактериофаги впрыскивают свой генетический материал внутрь бактерии и оставляют белковую оболочку снаружи. Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму, превращая клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сборкой генома и белка вируса. Этот процесс называется репликацией. Его основная цель - захват территорий. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяев. Это приводит к активной мутации вируса и повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусные частицы отпочковываются и заражают новые клетки, а инфицированная клетка продолжает производство.
Отпочковывание вируса от клетки-хозяина
По другому сценарию происходит лизис, то есть клетка разрывается, а зараженный организм наполняется новыми вирусами.
Почему с вирусами так тяжело бороться? Эволюция вирусов происходит буквально на наших глазах. Идет постоянная гонка вооружений между вирусами и живыми организмами, и когда вирус изобретает новое оружие, возникает пандемия. Людям уже удалось победить некоторые вирусы, такие как вирус черной оспы, но другие требуют ежегодной разработки или открытия новых вакцин.