16.2: Struktura wirusa

Wirusy są niezwykle zróżnicowane pod względem kształtu i rozmiaru, ale wszystkie mają kilka wspólnych cech strukturalnych. Wszystkie wirusy mają rdzeń, który zawiera genom oparty na DNA lub RNA. Rdzeń otoczony jest ochronnym płaszczem białek zwanym kapsydem. Kapsyd składa się z podjednostek zwanych kapisomorami. Kapsyd i rdzeń zawierający genom są razem znane jako nukleokapsyd.

Klasy strukturalne wirusów

Do klasyfikacji wirusów stosuje się wiele kryteriów, w tym konstrukcję kapsydu. Większość wirusów ma dwudziestościenne lub spiralne kapsydy, chociaż niektóre wirusy rozwinęły bardziej złożone struktury kapsydu. Kształt dwudziestościenny jest 20-boczną, quasi-sferyczną strukturą. Rinowirus, wirus wywołujący przeziębienie, jest ikozahedryczny. Helikalne (tj. nitkowate lub w kształcie pręta) kapsydy są cienkie i liniowe, przypominające cylindry. Genom kwasu nukleinowego mieści się w rowkach spiralnego kapsydu. Wirus mozaiki tytoniu, patogen roślin, jest klasycznym przykładem wirusa helikalnego. Niektóre wirusy mają kapsydy, które są otoczone otoczką lipidów i białek na zewnątrz kapsydu. Ta otoczka wirusowa nie jest wytwarzana przez wirusa, ale jest pozyskiwana z komórki gospodarza. Te cząsteczki otoczki chronią wirusa i pośredniczą w interakcjach z komórkami gospodarza.

Struktura wirusa ma kluczowe znaczenie dla infekcji i odporności

Kapsyd wirusa nie tylko chroni genom wirusa, ale także odgrywa kluczową rolę w interakcjach z komórkami gospodarza. Na przykład białka kapsydu umożliwiają infekcję poprzez rozpoznawanie i wiązanie się z określonymi białkami błony komórkowej w komórce gospodarza. Białka kapsydu odgrywają również ważną rolę w odsłanianiu genomu wirusa, aby umożliwić replikację wewnątrz gospodarza.

Chociaż białka i lipidy kapsydu i otoczki umożliwiają infekcje, te same cząsteczki są unikalne dla wirusów i dlatego mogą być wykorzystywane przez układ odpornościowy gospodarza do wykrywania obecności wirusa. Takie elicytory odpowiedzi immunologicznej są ogólnie znane jako wzorce molekularne związane z drobnoustrojami (MAMP). W roślinach MAMP wywołują kaskadę odpowiedzi immunologicznych, które mogą zarówno złagodzić obecną infekcję, jak i przygotować roślinę do silniejszej odpowiedzi immunologicznej w przypadku, gdy w przyszłości zostanie zainfekowana podobnym patogenem. MAMP wywołują również wrodzone odpowiedzi immunologiczne u ludzi, w tym stan zapalny i produkcję białek przeciwdrobnoustrojowych. Niektóre szczepionki wykorzystują zdolność organizmu do rozpoznawania MAMP w celu nadania odporności na określone patogeny wirusowe.