Biologi för Majors II

virus är icke-cellulära, vilket betyder att de är biologiska enheter som inte har en cellulär struktur. De saknar därför de flesta komponenterna i celler, såsom organeller, ribosomer och plasmamembranet. En virion består av en nukleinsyrakärna, en yttre proteinbeläggning eller kapsid, och ibland ett yttre hölje tillverkat av protein-och fosfolipidmembran härledda från värdcellen. Virus kan också innehålla ytterligare proteiner, såsom enzymer, inom kapsiden eller fäst vid virusgenomet. Den mest uppenbara skillnaden mellan medlemmar i olika virusfamiljer är variationen i deras morfologi, vilket är ganska varierande. En intressant egenskap av viral komplexitet är att värdens komplexitet inte nödvändigtvis korrelerar med komplexiteten hos virionen. Faktum är att några av de mest komplexa virionstrukturerna finns i bakteriofagerna—virus som infekterar de enklaste levande organismerna, bakterierna.

typer av nukleinsyra

Till skillnad från nästan alla levande organismer som använder DNA som sitt genetiska material kan virus använda antingen DNA eller RNA. Viruskärnan innehåller genomet-det totala genetiska innehållet i viruset. Virala genom tenderar att vara små och innehåller endast de gener som kodar för proteiner som viruset inte kan få från värdcellen. Detta genetiska material kan vara singel-eller dubbelsträngat. Det kan också vara linjärt eller cirkulärt. Medan de flesta virus innehåller en enda nukleinsyra, har andra genom uppdelade i flera segment. Influensavirusets RNA-genom är segmenterat, vilket bidrar till dess variation och kontinuerlig utveckling och förklarar varför det är svårt att utveckla ett vaccin mot det.

i DNA-virus styr viralt DNA värdcellens replikationsproteiner för att syntetisera nya kopior av virusgenomet och att transkribera och översätta det genomet till virala proteiner. Mänskliga sjukdomar orsakade av DNA-virus inkluderar vattkoppor, hepatit B och adenovirus. Sexuellt överförda DNA-virus inkluderar herpesviruset och humant papillomvirus (HPV), som har associerats med livmoderhalscancer och könsvårtor.

RNA-virus innehåller endast RNA som deras genetiska material. För att replikera deras Genom i värdcellen måste RNA-virusen koda sina egna enzymer som kan replikera RNA till RNA eller, i retrovirusen, till DNA. Dessa RNA-polymerasenzymer är mer benägna att göra kopieringsfel än DNA-polymeraser och gör därför ofta misstag under transkription. Av denna anledning förekommer mutationer i RNA-virus oftare än i DNA-virus. Detta får dem att förändras och anpassa sig snabbare till sin värd. Mänskliga sjukdomar orsakade av RNA-virus inkluderar influensa, hepatit C, mässling och rabies. HIV-viruset, som är sexuellt överfört, är ett RNA-retrovirus.

morfologi

virus finns i många former och storlekar, men dessa funktioner är konsekventa för varje virusfamilj. Som vi har sett har alla virioner ett nukleinsyragenom täckt av en skyddande kapsid. Proteinerna i kapsiden kodas i virusgenomet och kallas kapsomerer. Vissa virala kapsider är enkla spiraler eller polyedriska ”sfärer”, medan andra är ganska komplexa i struktur (Figur 1).

i allmänhet klassificeras kapsiderna av virus i fyra grupper: spiralformad, icosahedral, omslagen och huvud-och-svans. Spiralformade kapslar är långa och cylindriska. Många växtvirus är spiralformade, inklusive TMV. Icosahedral virus har former som är ungefär sfäriska, såsom de av poliovirus eller herpesvirus. Höljeförsedda virus har membran som härrör från värdcellen som omger kapsiderna. Djurvirus, såsom HIV, är ofta omslagen. Huvud-och-svans virus infekterar bakterier och har ett huvud som liknar icosahedral virus och en svans formad som spiralformade virus.

Figur 2. Ett virus och dess värdreceptorprotein. HIV-viruset binder CD4-receptorn på ytan av mänskliga celler. CD4-receptorer hjälper vita blodkroppar att kommunicera med andra celler i immunsystemet när de producerar ett immunsvar. (kredit: ändring av arbete av NIAID, NIH)

många virus använder någon form av glykoprotein för att fästa vid sina värdceller via molekyler på cellen som kallas virala receptorer. För dessa virus krävs fastsättning för senare penetration av cellmembranet; först efter penetration kan viruset slutföra sin replikation inuti cellen. Receptorerna som virus använder är molekyler som normalt finns på cellytor och har sina egna fysiologiska funktioner. Det verkar som om virus helt enkelt har utvecklats för att använda dessa molekyler för sin egen replikering. Till exempel använder HIV CD4-molekylen på T-lymfocyter som en av dess receptorer (Figur 2). CD4 är en typ av molekyl som kallas en celladhesionsmolekyl, som fungerar för att hålla olika typer av immunceller i närheten av varandra under genereringen av ett t-lymfocytimmunsvar.

en av de mest komplexa virionerna som är kända, T4-bakteriofagen (som infekterar Escherichia coli) – bakterien, har en svansstruktur som viruset använder för att fästa vid värdceller och en huvudstruktur som rymmer dess DNA.

Adenovirus, ett icke-omslutet djurvirus som orsakar andningssjukdomar hos människor, använder glykoproteinspikar som sticker ut från kapsomererna för att fästa vid värdceller. Non-enveloped virus inkluderar också de som orsakar polio (poliovirus), plantarwarts (papillomavirus) och hepatit A (Hepatit A-virus).

höljda virioner, såsom influensaviruset, består av nukleinsyra (RNA vid influensa) och kapsidproteiner omgivna av ett fosfolipid dubbelskikthölje som innehåller viruskodade proteiner. Glykoproteiner inbäddade i virushöljet används för att fästa vid värdceller. Andra kuvertproteiner är matrisproteinerna som stabiliserar kuvertet och spelar ofta en roll i sammansättningen av avkomman virioner. Vattkoppor, HIV och påssjuka är andra exempel på sjukdomar orsakade av virus med kuvert. På grund av Kuvertets bräcklighet är icke-höljeförsedda virus mer resistenta mot förändringar i temperatur, pH och vissa desinfektionsmedel än höljeförsedda virus.

sammantaget berättar virionens form och närvaron eller frånvaron av ett kuvert lite om vilken sjukdom viruset kan orsaka eller vilken art det kan infektera, men de är fortfarande användbara medel för att börja viral klassificering (Figur 3).

Övningsfråga

Figur 3. Komplexa Virus. Virus kan vara antingen komplexa eller relativt enkla i form. Denna figur visar tre relativt komplexa virioner: bakteriofagen T4, med dess DNA-innehållande huvudgrupp och svansfibrer som fäster vid värdceller; adenovirus, som använder spikar från dess kapsid för att binda till värdceller; och influensaviruset, som använder glykoproteiner inbäddade i sitt kuvert för att binda till värdceller. Influensaviruset har också matrisproteiner, inre till kuvertet, vilket hjälper till att stabilisera virionens form. (kredit ”bakteriofag, adenovirus”: modifiering av arbete av NCBI, NIH; kredit” influensavirus”: modifiering av arbete av Dan Higgins, Centers for Disease Control and Prevention)

vilket av följande uttalanden om virusstruktur är sant?

1. alla virus är inneslutna i ett viralt membran.
2. capsomeren består av små proteinunderenheter som kallas capsids.
3. DNA är det genetiska materialet i alla virus.
4. glykoproteiner hjälper viruset att fästa vid värdcellen.

Visa svar

uttalande d är sant.

bidra!

förbättra denna sidalär dig mer