Віруси по праву можна назвати справжніми господарями нашої планети. Де б вчені не проводили дослідження, вони натикаються на вже відомі віруси або відкривають нові, які здатні виживати при екстремально низьких і високих температурах, кислотних або лужних середовищах. Віруси володіють унікальною здатністю, не властивих ніяким іншим живим організмам – зберігати генетичну інформацію на РНК. З чого складаються віруси? Як вони впроваджуються в живу клітину? Як реплікують свій генетичний матеріал?

Загальні відомості про віруси

Вірус, що знаходиться поза живої клітини, не проявляє ніяких ознак життя. Така частинка називається виріоном. Віріони бувають простими і складними. Простий складається із зовнішньої оболонки (капсида) і генетичного матеріалу вірусу (ДНК або РНК). У складних вірусів для захисту геному від несприятливих факторів є ще одна оболонка – суперкапсид. До складу капсида входять в основному білки і невелика кількість ліпідів – холестерину та фосфоліпідів. У складі суперкапсида присутні також глікопротеїни, які беруть безпосередню участь у проникненні вірусу в клітину. Розмножуються віруси шляхом експресії свого геному в зараженій клітині. Вивчимо особливості структури вірусів більш докладно.

Будова капсида

Вирионная частка захищена від зовнішніх впливів щільною оболонкою – капсидом. Це структура, завдяки якій геном вірусу захищений від багатьох пошкоджень до проникнення в клітину. Крім білків і ліпідів, в облочке присутні ферменти. Капсид складається з капсомерів – білкових молекул, які можна побачити у мікроскоп.


Геном і білкова оболонка, що захищає його, разом називаються нуклеокапсидом.

Суперкапсид

Прості віруси захищені від зовнішніх факторів тільки капсидом, в той час як у складних вірусів є додаткова липопротеиновая оболонка – суперкапсид. Як і капсид, він складається в основному з білків і ліпідів. На поверхні суперкапсидов багатьох вірусів є гликопротеидные нарости (пепломеры). Глікопротеїни беруть участь в ідентифікації клітин та зв'язування вірусу з клітиною-мішенню. Потім вірусна оболонка зливається з мембраною господаря, а тим часом капсид і вірусний геном проникають у клітину і вбудовуються в неї. Суперкапсид формується на етапі складання вірусних частинок і виходу вірусу з клітини.

Функції капсида

Основна функція суперкапсида і капсида – захист генетичного матеріалу вірусу. А також доставка геному вірусу в клітину і взаємодія з імунною системою хазяїна. Зовнішня оболонка вірусу покликана вберегти генетичний матеріал від летальних хімічних і фізичних факторів. До них відносяться радіаційне випромінювання, різкі зміни рН або температури, дію протеолітичних і нуклеолитических ферментів. При поставці геному вірусу в клітину капсид (або суперкапсид) пов'язується з зовнішніми рецепторами клітини-господаря. На поверхні вірусів, що мають суперкапсид, за адсорбцію вірусу на поверхні клітини господаря відповідають пепломеры. На поверхні пепломеров деяких вірусів, наприклад, миксовирусов або вірусу грипу, присутній білок гемаглютинін, викликає аглютинацію еритроцитів. На поверхні суперкапсидных відростків також присутній нейраминидаза, руйнує мембрану клітини.
Віруси без суперкапсидной оболонки як правило проникають через мембрану клітини-господаря повністю. Інші віруси проникають у клітину після злиття зовнішньої оболонки з плазматичної мембраною. При цьому в цитоплазму клітини потрапляє тільки вірусний геном.

Типи симетрії капсида

Оскільки капсид – це складна структура, що складається з дрібних субодиниць, очевидно, що ці структурні компоненти можуть бути організовані по-різному. Саме тому існують різні типи симетрії капсидов. Один з найпоширеніших у природі типів капсида – це икосаэдрический. Він характерний для аденовірусів та багатьох бактеріофагів. Капсомеры розташовані так, що формують неопуклі багатогранник з 12 вершинами. Інший тип капсида – це спіральний. При такому типі симетрії білкові субодиниці покладені як би по спіралі навколо осі симетрії. Спіральний капсид характерний для вірусів жовтухи і тютюнової мозаїки. Така організація робить вірус палочкообразным. Змішаний тип симетрії, при якому частина капсида має икосаэдрическую форму, а частина спіральну, зустрічається у бактеріофагів.

Геном вірусу

На відміну від більшості клітин, що мають у своєму складі і ДНК, і РНК, віріони містять тільки одну нуклеїнову кислоту, яка й утворює їх геном. Велика частина вірусів людини є РНК-містять. Властивість зберігати генетичний матеріал на РНК – унікальна особливість вірусів. Вірус може містити одноцепочечную або двуцепочечную нуклеїнову кислоту. Двуцепочечную ДНК у складі генома мають герпесвіруси і аденовіруси, одноцепочечную парвовирусы, двуцепочечную РНК ротавіруси, одноцепочечную РНК астровіруси. Деякі віруси, наприклад, ВІЛ, мають у складі фермент, який дозволяє будувати ДНК на матриці РНК – зворотну транскриптазу.

Форми вірусів

Віруси дуже різноманітні, як за своїм хімічним складом, так і за формою. Більшість вірусів (герпес, віспа), мають сферичну форму. Капсид вірусу в цьому випадку має икосаэдрическую симетрію. Поширені також паличкоподібні віруси (жовтяниця, тютюнова мозаїка). Зустрічаються пулевидные віруси (вірус сказу). Незвичайними є астровіруси, мають зірчасту форму.