Budowa i charakterystyka wirusów

Wirusy mają prostą budowę składającą się z materiału genetycznego (DNA lub RNA) otoczonego kapsydem. Kapsyd chroni materiał genetyczny wirusa poza komórką i umożliwia rozpoznawanie komórek gospodarza. Niektóre wirusy posiadają dodatkowo osłonkę lipoproteinową, która ułatwia wnikanie do komórki.

Wirusy występują w różnych formach morfologicznych: helikalnej (wirusy roślinne), bryłowej (wirusy zwierzęce), bryłowo-spiralnej (atakujące komórki) oraz kulistej (z osłonką lipoproteinową). Ta różnorodność kształtów wiąże się z ich funkcją i sposobem infekowania różnych typów komórek.

Chociaż wirusy nie są żywe (nie mają budowy komórkowej i nie przeprowadzają metabolizmu), to jednak posiadają cechy organizmów żywych - są zbudowane z tych samych związków organicznych i potrafią się namnażać wykorzystując maszynerię komórkową gospodarza.

Ciekawostka: Wirusy są tak małe, że na szerokości ludzkiego włosa mogłoby się zmieścić obok siebie około 500 wirusów grypy!

Przebieg infekcji wirusowej

Infekcja wirusowa rozpoczyna się od adsorpcji, czyli przyłączenia wirusa do receptorów na powierzchni komórki. Następnie wirus wnika do komórki (cały wirus lub tylko jego genom w przypadku bakteriofagów).

Wewnątrz komórki zachodzi synteza kopii genomu wirusa. W przypadku wirusów DNA proces ten wykorzystuje komórkową polimerazę DNA. Wirusy RNA wykorzystują specyficzne enzymy, jak np. odwrotna transkryptaza.

Kolejnym etapem jest ekspresja genów wirusa, która polega na przepisaniu informacji z DNA na RNA (transkrypcja) i syntezie białek wirusowych (translacja). Dzięki temu powstają wszystkie składniki niezbędne do stworzenia nowych wirusów.

Końcowe etapy infekcji i rodzaje cykli wirusowych

Po ekspresji genów następuje składanie genomów i białek wirusa w wirusy potomne. Ostatnim etapem jest uwolnienie wirusów z komórki, co zazwyczaj powoduje jej rozpad (lizę). Niektóre wirusy potrafią wbudować swój genom do genomu gospodarza, stając się prowirusami (lub profagami w przypadku bakteriofagów).

Bakteriofagi (wirusy atakujące bakterie) mogą przechodzić przez dwa rodzaje cykli: lityczny i lizogeniczny. W cyklu litycznym bakteriofag przejmuje kontrolę nad metabolizmem komórki, produkuje nowe wiriony i prowadzi do lizy (rozpadu) komórki. W cyklu lizogenicznym genom wirusa integruje się z genomem gospodarza i pozostaje w nim jako profag, który może się uaktywnić w niesprzyjających warunkach.

Cykl lityczny składa się z następujących etapów: adsorpcja (przyłączenie do receptorów), wniknięcie genomu, replikacja, transkrypcja i translacja, składanie nowych cząstek wirusa, uwolnienie fagów potomnych poprzez lizę komórki.

Ważne! Różnica między cyklami litycznym i lizogenicznym jest kluczowa dla zrozumienia, dlaczego niektóre infekcje wirusowe prowadzą do natychmiastowej choroby, a inne mogą pozostawać uśpione przez długi czas.

W cyklu lizogenicznym po adsorpcji i wniknięciu następuje integracja genomu fagowego z genomem gospodarza. Zintegrowany profag replikuje się wraz z DNA bakterii i jest przekazywany komórkom potomnym. Pod wpływem niekorzystnych warunków profag może się uaktywnić i przejść w cykl lityczny.