Virusas

Virusas – neląstelinės sandaros infekcinis patogenas, negalintis augti ir daugintis už šeimininko ląstelės ribų. Lotyniškai žodis virus reiškia nuodas. Jie yra užkrečiamų ligų sukėlėjai, galintys užkrėsti bet kokį iš ląstelių sudarytą organizmą. Virusai yra dar mažesni už bakterijas, todėl jų neįmanoma pamatyti per šviesinį mikroskopą, jiems tyrinėti naudojami tik elektroniniai mikroskopai.

 Kilmė 
Virusai yra randami visur, kur tik yra gyvybė. Greičiausiai jie atsirado kartu su pirmosiomis ląstelėmis. Iyer LM, Balaji S, Koonin EV, Aravind L. Evolutionary genomics of nucleo-cytoplasmic large DNA viruses. Virus Res.. 2006 [cited 14 September 2008];117(1):156–84. doi:10.1016/j.virusres.2006.01.009. PMID 16494962. Virusų kilmė nėra išaiškinta, nes jie nesuformuoja fosilijų, tad iki šiol molekulinės technologijos davė daugiausiai naudos aiškinantis jų atsiradimą. Yra trys pagrindinės hipotezės apie virusų kilmę:
 Regresyvioji hipotezė. Iš pradžių virusai buvo mažos ląstelės, kurios parazituodavo kitas ląsteles. Per ilgą laiką, parazitavimui nepadedantys genai buvo prarasti. Pvz., riketsijos ir chlamidijos bakterijos yra gyvos ląstelės, kurios kaip ir virusai dauginasi tik svetimose ląstelėse.
 Ląstelinės kilmės hipotezė. Kai kurie virusai galėjo išsivystyti iš mažų DNR ir RNR nuotrupų, kurios atitrūko nuo didesnio organizmo genų rinkinio. Atskilusi DNR galėjo būti iš plazmidžių arba transposonų.
 Bendra evoliucija. Virusai galėjo išsivystyti iš sudėtingų baltymų ir nukleorūgščių molekulių tuo pat metu, kai žemėje atsirado pirmosios ląstelės, ir egzistuoti kaip ląstelės milijardus metų.

 Struktūra 
Virusai būna labai įvairių formų ir dydžių. Paprastai jie gerokai mažesni už bakterijas; dauguma tyrinėtų virusų buvo tarp 10 ir 300 nm. Viruso dalelė susideda iš nukleorūgšties, apsuptos apsauginio baltyminio apvalkalėlio – kapsidės. Kapsidė sudaryta iš identiškų baltymų subvienetų, vadinamų kapsomeromis. Virusai gali turėti lipidinį apvalkalą, pagamintą iš užkrėstos ląstelės membraninio apvalkalo. Kapsidę sudarantys baltymai yra užkoduoti viruso genome, ir jos forma yra pagrindinis virusų klasifikavimo kriterijus. Yra keturi pagrindiniai morfologiniai virusų tipai:
 Spiralinis. Šie virusai susideda iš vieno tipo kapsomerų, kurios susirenka aplink centrinę ašį ir suformuoja spiralę, kuri centre gali turėti įdubą, arba tuščią vamzdelį. Tokie virusai gali būti trumpi ir labai kieti arba ilgi ir lankstūs. Genetinė medžiaga, paprastai vienos vijos RNR, būna pririšta prie baltyminės spiralės, nes vyksta sąveika tarp neigiamą krūvį turinčios nukleorūgšties ir teigiamą krūvį turinčio baltymo. Tokios kapsidės ilgis priklauso nuo nukleorūgšties dydžio, o plotis nuo kapsomerų išsidėstymo. Tokio tipo pavyzdys yra tabako mozaikos virusas.
 Vokas. Kai kurie virusai susipakuoja į lipidinį sluoksnį, vadinamą voku. Šis apvalkalas būna iš užkrėstos ląstelės plazminės membranos: arba išorinės, arba vidinės (branduolio, organoidų). Apvalkalas būna nusagstytas baltymais, kuriuos užkodavo virusas ir užkrėsta ląstelė. Dauguma šių virusų yra priklausomi nuo lipidinio apvalkalo. Tokiam tipui priklauso gripo ir ŽIV virusai.
 Briaunainiai. Dauguma gyvūnų virusų turi tokią beveik sferinę simetrišką struktūrą. Mažiausias reikalingas kapsomerų skaičius yra dvylika, kurių kiekvieną sudaro penki identiški subvienetai. Daug virusų, pvz., rota virusas, turi daugiau nei dvylika kapsomerų ir atrodo sferinis, tačiau iš tiesų išlaiko šitą struktūrą.
 Sudėtinė. Kai kurių virusų struktūra nėra nei grynai spiralinė, nei erdvinė daugiakampė, be to, turi papildomų struktūrų, tokių kaip baltyminės uodegos ar išorinė sienelė. Kai kurie bakteriofagai turi šią struktūrą, kuri gali susidėti iš dvylikabriaunės galvutės, sujungtos su spiraline uodegėle, kurios apačioje yra heksagoninis pagrindas su iš jo kyšančiomis proteininėmis skaidulomis. Tokios struktūros uodegėlė veikia kaip molekulinis švirkštas – ji prisitvirtina prie bakterijos ir suleidžia į ją viruso genomą.

Raupų virusai yra dideli, sudėtiniai, su labai sudėtinga morfologine struktūra. Viruso genomas susijungęs su centrinio disko baltymais, sudaro nukleoidą. Nukleoidas apsuptas membranos ir dviejų išaugų, kurių paskirtis nežinoma. Virusas turi apsauginį „voką“, tirštai nusėtą baltymais. Pats virionas yra nepastovios formos, kuri gali būti tiek kiaušinio, tiek plytos.

Kai kurie virusai, kurie infekuoja archėjas, turi struktūrą, kuri nesiejama nei su viena iš anksčiau išvardintų. Jie turi didžiulę įvairovę neįprastų formų, nuo verpstės iki sulenktos lazdelės, ašaros ar butelio. Kiti archėjų virusai primena bakteriofagus su uodegomis ir turi net kelias uodegines struktūras.

 Virusai turi paprastą sandarą ir dauginasi gyvoje ląstelėje 
Virusai negamina energijos, nereaguoja į dirgiklius ir neturi ląstelinės sandaros. Todėl jie vadinami neląsteline gyvybės forma. Virusas sudarytas iš nukleorūgšties, kurią supa baltyminis apvalkalas. Nukleorūgštyje slypi genai, kurie svarbūs virusui dauginantis. Virusai dauginasi tik tada, kai įsiskverbia į gyvas ląsteles.
Viruso dauginimasis:

 virusas artinasi prie ląstelės
 virusas prisitvirtina prie ląstelės membranos ir pro ją įleidžia savo nukleorūgštį
 ląstelės viduje virusas gamina savo nukleorūgštis
 ląstelėje aplink kiekvieną nukleorūgštį susidaro baltyminis apvalkalas
 ląstelės membrana plyšta, išėję nauji virusai puola kitas ląsteles

Į gyvą ląstelę skverbiasi tik viruso nukleorūgštys, baltyminis apvalkalas lieka už ląstelės ribų. Įsiskverbęs į ląstelę virusas naudoja jos fermentus, energiją ir ribosomas savo baltymams ir nukleorūgštims gaminti. Po kiek laiko susidariusios nukleorūgštys apsitraukia baltyminiu apvalkalu, t. y. virusas pagamina daug savo kopijų. Ląstelės membrana plyšta ir pasklidę po organizmą nauji virusai puola kitas ląsteles.

 Virusai sukelia žmogaus, gyvūnų ir augalų ligas 
Patekę į žmogaus, gyvūno ar augalo organizmą virusai sukelia ligas. Daugelis žmogaus virusų prisitaikė daugintis tik tam tikrame audinyje. Pavyzdžiui, ŽIV virusai (AIDS sukėlėjai) įsiskverbia į žmogaus baltąsias kraujo ląsteles, dauginasi ir jas naikina. Todėl silpnėja organizmo atsparumas kitiems ligų sukėlėjams. Pasiutligės virusai puola žinduolių ir žmogaus nervines ląsteles, todėl pažeidžia centrinę nervų sistemą.

Jei virusais užsikrečia augalai, nukenčia jų išvaizda, sumažėja derlius. Tačiau kartais sunku atskirti, ar augalas serga virusine liga, ar jam trūksta neorganinių junginių.

 Virusai, naikinantys bakterijas 
Virusai, kurie dauginasi bakterijose, vadinami bakteriofagais (bakterijų ėdikais). Jie dažniausiai turi galvutę ir uodegėlę su ataugomis. Šie virusai prisitaikę naikinti bakterijas. Todėl jie naudojami prieš ligas sukeliančias bakterijas.

Manoma, kad trečiajame tūkstantmetyje bakteriofagai bus svarbiausi kovotojai su bakterijų sukeliamomis ligomis. Jie yra nekenksmingi organizmo ląstelėms ir puola tik tam tikros rūšies bakterijas, deja, ne visas. Todėl šiuolaikinėmis genetinėmis technologijomis bandoma „išmokyti“ bakteriofagus naikinti žmogui kenksmingas bakterijas.

 Šaltiniai