Budowa wirusów i choroby, jakie wywołują te drobnoustroje

Wirusy to najliczniejsza grupa organizmów, jaka zamieszkuje Ziemię. Występują w milionach gatunków, a ich dokładna liczba nie jest znana. Chociaż to fascynujące cząsteczki, z naszego punktu widzenia kontakt z nimi nie jest korzystny, ponieważ wywołują wiele mniej lub bardziej poważnych chorób. Jak działają wirusy?

Co to są wirusy? 

Z definicji wirusy to niewielkie patogeny, które infekują wszystkie formy życia – bakterie, rośliny, zwierzęta, a także człowieka. Można je określić mianem pasożytów, ponieważ wykorzystują komórki zakażonego organizmu do namnażania. To jedyny możliwy dla nich sposób replikacji, dlatego główny sens istnienia tych cząstek to infekowanie kolejnych komórek. 

Czym są wirusy? Ciężko jednoznacznie odpowiedzieć na to pytanie. Nie są zaliczane do organizmów żywych, ponieważ nie potrafią rozmnażać się samodzielnie. Nie można też nazwać ich martwymi – wykazują dużą zmienność genetyczną i często ewoluują. Są więc dziwnym tworem na pograniczu tych dwóch odmiennych stanów.

Budowa wirusów – formy morfologiczne o dużej różnorodności 

Czy wirusy mają budowę komórkową? Nie – to zbyt proste organizmy, żeby można było określić je mianem komórki. Wirusy, a w zasadzie wiriony, bo tak nazywany ich pojedyncze cząstki, składają się z dwóch, w porywach z trzech elementów: 

• kwasów nukleinowych (DNA i RNA) – kodują informację genetyczną w taki sam sposób, jak wszystkie organizmy żywe, 
• kapsydu – to białkowa powłoczka ochronna wokół materiału genetycznego. Często kapsydy mają dodatkowe wypustki, które pomagają im wnikać do komórek, 
• otoczki lipidowej – występuje u niektórych gatunków wirusów, ale nie jest ich pierwotną częścią. Wiriony „pożyczają” sobie lipidy błony komórkowej gospodarza podczas wnikania do jego komórki i z nich tworzą otoczkę. 

Budowa wirusów jest więc prosta, jednak wystarczająca, żeby wniknąć do komórek wszystkich rodzajów organizmów na świecie. Pomimo tak małej liczby elementów, cząsteczki te wykazują ogromną różnorodność – występują w wielu rozmiarach, mają rozmaite kombinacje kwasów DNA i RNA, mogą też przechodzić odrębny cykl życia. 

Ponadto wyróżniamy kilka kształtów wirusów, a raczej ich kapsydów. Często zależą one od rodzaju organizmów, jakie dane wiriony mają infekować. Odpowiednia budowa pozwala im przełamać obronę komórek i wniknąć do środka. Najczęściej spotykane formy morfologiczne wirusów to: 

• bryłowa – przypomina kształtem dwudziestościenną kostkę do gry, często z licznymi wypustkami, 
• spiralna – wygląda jak cienka rurka i może mieć różną długość, od krótkiej pałeczki, po długą nić, 
• bryłowo-spiralna – to hybryda dwóch poprzednich form, składa się z bryłowej „głowy” i spiralnego „ogona”. Takie wirusy często atakują bakterie, ponieważ potrafią wstrzykiwać swój materiał genetyczny przez ich twardą ścianę komórkową, 
• kulista – taki kształt nadaje wirusom otoczka lipidowa, z której wystają jedynie wypustki białkowe.

Jak przebiega replikacja wirusa? 

Ponieważ nie istnieją komórki wirusów, ciężko mówić w ich przypadku o rozmnażaniu – stąd pojęcie replikacji. Różni się ona w zależności od gatunku, możemy jednak określić kilka podstawowych etapów namnażania wirusów: 

• adsorpcja – białka wirionów wiążą się z receptorami na komórce gospodarza, 
• wnikanie – metody przechodzenia przez bariery ochronne zakażonego organizmu różnią się w zależności od gatunku wirusa, 
• odwarstwienie – białkowy kapsyd zostaje usunięty, a kod genetyczny patogenu uwalnia się do wnętrza komórki, 
• replikacja wirusa – używa on zasobów gospodarza do produkcji własnych elementów budulcowych, czyli kwasów nukleinowych i białek kapsydu, 
• składanie – poszczególne fragmenty wirionów grupują się w całość, 
• uwolnienie – świeżo wyprodukowane wirusy opuszczają komórkę, co czasem kończy się jej śmiercią. 

Choroby wirusowe, które dotykają ludzi 

Infekcja wirusowa to dla nas przede wszystkim nieprzyjemny zestaw objawów. U ich podłoża leży pasożytniczy mechanizm replikacji wirusów, które przeprogramowały nasze komórki na produkcję swoich kopii. W zależności od zaatakowanego narządu rozwijają się różne choroby wirusowe. Jakie są najczęstsze? W poniższej tabelce znajdziesz przykłady wirusów, które mogą zainfekować człowieka:

Choroby wirusowe – profilaktyka

Jak ustrzec się przed chorobami wirusowymi? Do zakażenia może dojść bardzo łatwo drogą kropelkową, podczas kontaktów seksualnych czy przez zainfekowane zwierzęta. Niektóre wirusy udało się ujarzmić przy pomocy szczepień ochronnych, dlatego warto z nich regularnie korzystać. Istotne jest także zachowanie podstawowych zasad higieny – częste mycie rąk, unikanie kontaktu z osobami o widocznych objawach zakażenia czy stosowanie mechanicznego zabezpieczenia podczas seksu. 

Bibliografia: 

1. https://www.khanacademy.org/science/biology/biology-of-viruses/virus-biology/a/intro-to-viruses [dostęp 23.04.2024]. 
2. https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/24473-viral-infection [dostęp 23.04.2024]. 
3. Louten J., Virus replication, Essential Human Virology 2016: 49-70.