Wirus - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy tworów organicznych. Zapoznaj się również z: inne znaczenia tej nazwy.

Wirus Marburg

Ilustracja przedstawiająca wirus HIV

Wirusy (łac. virus – trucizna, jad) – skomplikowane cząsteczki organiczne nieposiadające struktury komórkowej, zbudowane z białek i kwasów nukleinowych. Zawierają materiał genetyczny w postaci RNA (wirusy RNA) lub DNA, wykazują jednak zarówno cechy komórkowych organizmów żywych, jak i materii nieożywionej.

Pasożytnictwo, parazytyzm – forma antagonistycznego współżycia dwóch organizmów, z których jeden czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi szkody. Termin ten stosowany jest w biologii – w odniesieniu do dwóch organizmów różnych gatunków – oraz w socjologii, gdzie pasożytnictwem nazywany jest próżniaczy tryb życia osoby zdolnej do pracy. Zbliżonymi do pasożytnictwa formami – spotykanymi w biologii rozwoju – są szczególne taktyki rozrodcze prowadzone przez parazytoidy, pasożyty lęgowe oraz niektóre gatunki tzw. pasożytów płciowych (np. matronicowate).
Cząsteczka, inaczej molekuła – obojętne elektrycznie indywiduum chemiczne, złożone z więcej niż jednego atomu, które są ze sobą trwale połączone wiązaniami chemicznymi.

Według definicji André Lwoffa wirus to: "Zakaźny, potencjalnie patogenny nukleoproteid, istniejący tylko pod postacią jednego kwasu nukleinowego, który reprodukuje materiał genetyczny. Jest niezdolny do podziałów poza komórką i zazwyczaj nie posiada enzymów (a zatem nie wykazuje metabolizmu)."

Czy wirusy są żywe?

Czy należy uznać wirusy za organizmy żywe, zależy od przyjętej definicji życia. Wirusy są zazwyczaj uznawane za żywe w funkcjonalnych definicjach życia, nie są zaś – w strukturalnych.

Szczepionka – preparat pochodzenia biologicznego, zawierający żywe, o osłabionej zjadliwości (atenuowane) lub zabite drobnoustroje chorobotwórcze lub fragmenty ich struktury, czy metabolity; stosowany w celu wywołania odpowiedzi immunologicznej (odporności poszczepiennej – sztucznej czynnej).
Materiał genetyczny - substancja chemiczna będąca nośnikiem informacji genetycznej. Inaczej mówiąc, materiał genetyczny jest fizycznym nośnikiem dziedziczności. U wszystkich znanych organizmów żywych materiałem genetycznym jest DNA. U niektórych wirusów, np. u wirusa grypy lub wirusa HIV, funkcję tę pełni RNA.

Funkcjonalne definiowanie życia polega na ustaleniu listy aksjomatów nieodwołujących się do jego struktury, które musi spełniać każdy organizm, żeby można go było uznać za żywy. Musi on (jedna z możliwych aksjomatyzacji, choć wszystkie one znaczą mniej więcej to samo):

być zdolny do powielania się;

wykazywać dziedziczną zmienność wpływającą na możliwości rozmnożenia się, czyli być zdolny do ewolucji.

A zatem priony czy wirusy komputerowe, choć potrafią się powielać, nie posiadają żadnych istotnych cech dziedzicznych, zatem nie są żywe. Wirusy biologiczne, memy, przedkomórkowe życie na Ziemi i ewentualne obce życie na innych planetach są według tej definicji żywe.

Definicja (łac. definitio – określenie) – wypowiedź o określonym kształcie, w której informuje się o znaczeniu danego wyrażenia językowego drogą wskazania innego wyrażenia przynależącego do danego języka i posiadającego to samo znaczenie.
Rak (łac. carcinoma, z łac. cancer – "rak, krab", z gr. καρκινος /karkinos/ – "rak, krab morski") – nazwa grupy chorób nowotworowych będących nowotworami złośliwymi wywodzącymi się z tkanki nabłonkowej.

Strukturalne definiowanie życia polega na ustaleniu listy kryteriów odwołujących się do struktury organizmu. Są to m.in.:

rozmnażanie;

wzrost;

metabolizm;

budowa komórkowa, z rybosomami i innymi organellami;

materiał genetyczny przechowywany w postaci kwasów nukleinowych;

występowanie białek i kwasów nukleinowych.

W przeciwieństwie do definicji funkcjonalnej, nie ma tu ustalonego zbioru warunków, w większości takich zestawów wirusy nie spełniają jednak przynajmniej jednego warunku.

Rozmnażanie, reprodukcja – proces biologiczny polegający na wytwarzaniu nowych osobników tego samego gatunku (osobników potomnych, potomstwa) przez organizmy rodzicielskie (komórki rodzicielskie, rodziców). Podstawowa właściwość wszystkich organizmów leżąca u podstawy procesu życia i umożliwiająca trwanie organizmów żywych oraz kontynuację gatunków. Istotą rozmnażania jest przekazanie potomstwu własnych genów.
Dziedziczenie - sposób przekazywania genów potomstwu. Dziedziczenie następuje w momencie łączenia się rodzicielskich gamet i powstawania zygoty u organizmów rozmnażających się płciowo oraz w czasie podziału rodzicielskiej komórki lub fragmentu ciała (np. plechy), którego następstwem jest powstanie nowego osobnika u organizmów rozmnażających się bezpłciowo.

Podstawowe właściwości wirusów

Wirusy mają małe rozmiary. Zdecydowana większość przedostaje się przez filtry mikrobiologiczne zatrzymujące bakterie (są od nich mniejsze). Największym znanym wirusem jest mimiwirus, mający 400 nm, który jest większy od niektórych bakterii.

Wirusy nie są zdolne do samodzielnego rozmnażania się. W celu powielania własnych genów prowadzą proces namnażania, wykorzystując do tego procesu aparat kopiujący, zawarty w żywych komórkach. Mogą zakażać wszystkie typy organizmów, od zwierząt i roślin po bakterie i archeony.

Choroba Heinego-Medina (. Nazwa tej choroby wywodzi się od nazwisk dwóch uczonych, którzy tę chorobę opisali: Jakob Heine (w roku 1840 jako porażenie dziecięce) i Karl Oskar Medin (w roku 1890 jako ostrą chorobę zakaźną). Do XIX w. występowała sporadycznie, później nastąpiła pandemia, obejmująca głównie półkulę północną. Liczba zachorowań drastycznie spadła po wynalezieniu skutecznych szczepionek. W 2001 WHO uznała Europę za wolną od tej choroby (wcześniej były plany eradykacji do tegoż roku, później data została przesunięta do roku 2005). Obecnie w związku z tymi planami należy informować służby sanitarne danego kraju i WHO o każdym przypadku. Aby rozpoznać polio, należy wyizolować i zidentyfikować wirusa, czy jest to szczep dziki, czy to zakażenie poszczepienne wirusem po rewersji do pełnej wirulencji.
Błona komórkowa, plazmolema, plazmolemma (cytolemma, plasmolemma) – półprzepuszczalna błona biologiczna oddzielająca wnętrze komórki od świata zewnętrznego. Jest ona złożona z dwóch warstw fosfolipidów oraz białek, z których niektóre są luźno związane z powierzchnią błony (białka peryferyjne), a inne przebijają błonę lub są w niej mocno osadzone białkowym lub niebiałkowym motywem (białka błonowe).

Dany gatunek wirusa zawiera tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego (DNA albo RNA), chociaż w trakcie rozwoju wewnątrz komórki dochodzi zwykle do syntezy drugiego rodzaju kwasu.

Ze względu na pasożytnictwo komórkowe wirusy posiadają na swojej powierzchni białka, które pozwalają zaatakować odpowiednie komórki.

Wirusy nie posiadają rybosomów. Poza komórką nie wykazują żadnego metabolizmu, nie są zdolne do wzrostu ani rozmnażania się.

Nauka – autonomiczna część . Nauka jest budowana i rozwijana wyłącznie za pomocą tzw. metody naukowej lub metod naukowych nazywanych też paradygmatami nauki poprzez działalność badawczą prowadzącą do publikowania wyników naukowych dociekań. Proces publikowania i wielokrotne powtarzanie badań w celu weryfikacji ich wyników, prowadzi do powstania wiedzy naukowej dostępnej dla całej ludzkości. Zarówno ta wiedza jak i sposoby jej gromadzenia określane są razem jako nauka.
Pasożyt - organizm cudzożywny, który wykorzystuje stale lub okresowo organizm żywiciela jako źródło pożywienia i środowisko życia. Pasożytnictwo to oddziaływanie antagonistyczne między organizmami, które przynosi korzyść jedynie pasożytowi; żywicielowi, zwanemu czasem gospodarzem, związek ten przynosi wyłącznie szkody (straty substancji odżywczych, destrukcja tkanek, zatrucie produktami przemiany materii pasożyta itp.). Pasożyt może doprowadzić organizm żywiciela do wyniszczenia, a nawet śmierci.

Można je krystalizować.

Budowa wirusów

Zagadnienia dotyczące budowy wirusów dotyczą właściwie tylko stadium zdolnego do zakażenia komórki gospodarza. Pojedynczą, aktywną jednostkę wirusa nazywamy wirionem. Każdy wirion wykazuje obecność określonych elementów, a są nimi kapsyd i kwas nukleinowy:

kapsyd, czyli płaszcz białkowy, okrywa kwas nukleinowy, zbudowany z białkowych łańcuchów zwanych kapsomerami;

kwas nukleinowy niesie informację genetyczną niezbędną do replikacji oraz koduje białka strukturalne (kapsomery) i ewentualnie enzymy (np. odwrotną transkryptazę).

Kwas nukleinowy wraz z kapsydem nazywamy nukleokapsydem.

mRNA, matrycowy (lub informacyjny) RNA (z ang. messenger RNA) – rodzaj kwasu rybonukleinowego (RNA), którego funkcją jest przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego.
Kapsyd - element składowy wirionu, będący płaszczem białkowym, wewnątrz którego zawarty jest kwas nukleinowy. Kapsyd z zawartym w nim materiałem genetycznym tworzy nukleokapsyd w wirusach o budowie spiralnej. Kapsyd uformowany jest z określonej liczby podjednostek białkowych zwanych kapsomerami. Stanowi ochronę cząsteczki DNA lub RNA wirionu przed czynnikami zewnętrznymi.

Oprócz tego niektóre wirusy mogą być otoczone dodatkową osłonką lipidową. Dotyczy to tych serotypów, które uwalniają się z komórki przez pączkowanie. Ponieważ błona jest im zwykle potrzebna do kolejnej infekcji, takie wiriony są wrażliwe na niszczący ją atak dopełniacza.

Istotną cechą systematyczną jest zagadnienie symetrii wirionu. Wyróżnia się trzy jej rodzaje:

Archeony, archeany (Archaea) dawniej zwane też archebakteriami, archeobakteriami (Archaebacteria) lub archeowcami – drobne, pierwotnie bezjądrowe, zwykle ekstremofilne jednokomórkowce, tradycyjnie zaliczane wraz z eubakteriami do prokariotów. Pierwotnie uważano nawet, że są ewolucyjnie starsze od bakterii właściwych (eubakterie), obecnie jednak wiadomo, że grupy te ewoluowały równolegle i są jednakowo stare. Badania genetyczne wykazały, że są bliżej spokrewnione z przodkami eukariotów niż z bakteriami. Według niektórych systematyków (Carl Woese) należy archeony traktować jako odrębną linię ewolucyjną i nadać im rangę domeny. W tym wypadku należy rozróżnić trzy równoległe domeny:
Tkanka (łac. textum) – zespół komórek o podobnej budowie, określonych czynnościach, podobnym pochodzeniu, budowie, przemianie materii i przystosowanych do wykonywania określonej funkcji na rzecz całego organizmu. Tkanki są elementami składowymi narządów i ich układów. Dział biologii zajmujący się tkankami to histologia.

symetrię kubiczną, która charakteryzuje się tym, że wirion ma kształt bryły foremnej; zwykle jest to dwudziestościan foremny (ikozaedr), stąd inna nazwa tej symetrii – symetria ikozaedralna;

symetrię helikalną, którą obserwujemy u wirusów mających śrubowato zawinięty nukleokapsyd;

symetrię złożoną, która opisuje wirusy nie dające się zaliczyć do dwóch poprzednich rodzajów symetrii.

Symetria wirionu może nie być dostrzegalna na pierwszy rzut oka, co wynika z faktu istnienia osłonek lipidowych, mogących zakrywać rzeczywisty kształt nukleokapsydu. Jest tak zwłaszcza w przypadku wirusów o symetrii helikalnej, których otoczka jest dodatkowo wzmocniona warstwą tzw. białka M.

Filowirusy (łac. Filoviridae) – grupa (w randze rodziny) ssRNA(-) wirusów obejmująca dwa wirusy: Marburg i Ebola. Są one identyczne pod względem cech morfologicznych, ale różnią się cechami biologicznymi i antygenowymi.
Kapsomer - podstawowy element strukturalny kapsydu. Kapsomery mają charakter białkowy i z reguły wykazują kształt zbliżony do kulistego, jednakże mogą posiadać także inne kształty, co wpływa z kolei na kształt kapsydu.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)