16.1: Cosa sono i virus?
Panoramica
Un virus è una particella infettiva microscopica costituita da un genoma di RNA o DNA racchiuso in un guscio proteico. Non è in grado di riprodursi da solo: può fare solo più virus entrando in una cellula e utilizzando i suoi macchinari cellulari. Quando un virus infetta una cellula ospite, rimuove il suo strato proteico e dirige il macchinario dell'ospite per trascrivere e tradurre il suo materiale genetico. La cellula dirottata assembla i componenti replicati in migliaia di progenie virali, che possono rompersi e uccidere la cellula ospite. I nuovi virus poi vanno a infettare più cellule ospiti.
Perché studiare i virus?
I virus possono infettare diversi tipi di cellule: batteri, piante e animali. I virus che prendono di mira i batteri, chiamati batteriofagi (o fagi), sono molto abbondanti. La ricerca attuale si concentra sulla terapia del fago per trattare le infezioni batteriche multifarmacoresistenti negli esseri umani. Anche i virus che infettano le piante coltivate sono molto studiati poiché le epidemie portano a enormi perdite di colture ed economiche.
I virus furono scoperti per la prima volta nelXIX secolo, quando una coltura economicamente importante, la pianta del tabacco, fu afflitta da una misteriosa malattia, successivamente identificata come virus del mosaico del tabacco. I virus animali sono di grande importanza sia nella ricerca veterinaria che nella ricerca medica. Inoltre, i virus sono alla base di molte malattie umane, che vanno dal comune raffreddore, varicella, e herpes, alle infezioni più pericolose come febbre gialla, epatite, e vaiolo.
La struttura di un virus
I virus sono disponibili in una varietà di forme che sono specializzati nell'attaccare la loro cellula bersaglio. I due componenti principali di tutti i virus sono il genoma virale e il suo mantello proteico protettivo, noto come il capside. Il genoma virale è costituito da RNA o DNA a singolo o doppio filamento, e codifica le proteine che compongono il capside. Insieme, il genoma virale e il capside sono noti come nucleocapside.
Una caratteristica unica di molti virus eucarioti è la presenza di una membrana fosfolipidide, conosciuta come l'involucro che circonda il capside. Questa busta in genere proviene dalle membrane delle cellule ospiti precedentemente infette, ma può anche includere proteine virali (chiamate proteine della busta) ad esso collegate. Infine, alcuni virus animali hanno un gruppo di proteine codificate da virus, il tegumento virale, nello spazio tra la busta e il capside.
Infezione virale
Il ciclo di vita virale può essere suddiviso nei cinque passaggi seguenti: allegato, voce, replica, assemblaggio e rilascio. Le proteine sulla superficie del virus lo aiutano a riconoscere specifiche cellule ospiti. Alcuni virus utilizzano queste proteine superficiali per legare i recettori delle cellule ospiti e avviare l'internalizzazione mediante endocitosi, mentre i virus rivestiti di busta possono fondersi direttamente con la membrana cellulare ospite.
Alcuni batteriofagi non entrano nella cellula; iniettano il loro genoma (e gli enzimi virali) nella cellula ospite. Una volta all'interno della cellula, il virus non è rivestito e dirige i macchinari della cellula ospite per trascrivere e tradurre il suo genoma. La cellula ospite imballa le nuove copie del genoma virale in particelle virali per fare la progenie. I virus della progenie possono essere immagazzinati nella cellula ospite prima del rilascio o continuamente estrusi dalla cellula in erba dalla membrana cellulare. Il ciclo di infezione virale è classificato come litico o lisogenico. Nel ciclo litico, i nuovi virus esplodono dalla cellula ospite uccidendola. Nel ciclo lisogeno, il DNA virale viene incorporato nel genoma dell'ospite dove giace domenzato e viene copiato ogni volta che la cellula ospite si replica.
