Structuur van Virussen

Virussen zijn buitengewoon divers qua vorm en grootte, maar ze hebben allemaal verschillende structurele kenmerken gemeen. Alle virussen hebben een kern die een op DNA of RNA gebaseerd genoom bevat. De kern is omgeven door een beschermende laag van eiwitten, de capside genaamd. Het capside is samengesteld uit subeenheden die capsomeren worden genoemd. De capside en de kern met het genoom staan samen bekend als de nucleocapside.

Structurele klassen van virussen

Er worden veel criteria gebruikt om virussen te classificeren, waaronder het vorm van de capside. De meeste virussen hebben icosaëdrische of spiraalvormige capsiden, hoewel sommige virussen complexere capsidestructuren hebben ontwikkeld. De icosaëdrische vorm is een 20-zijdige, quasi-bolvormige structuur. Rhinovirus, het virus dat verkoudheid veroorzaakt, is icosahedraal. Spiraalvormige (dwz draadvormige of staafvormige) capsiden zijn dun en lineair en lijken op cilinders. Het nucleïnezuurgenoom past in de groeven van de spiraalvormige capside. Het tabaksmozaïekvirus, een plantpathogeen, is een klassiek voorbeeld van een helixvirus. Sommige virussen hebben capsiden die worden omsloten door een envelop van lipiden en eiwitten buiten de capside. Deze virale envelop wordt niet geproduceerd door het virus, maar wordt verkregen uit de gastheercel. Deze envelopmoleculen beschermen het virus en brengen interacties met de gastheercellen tot stand.

Virale structuur is cruciaal voor infectie en immuniteit

De virale capside beschermt niet alleen het genoom van het virus, maar speelt ook een cruciale rol bij interacties met gastheercellen. Capside-eiwitten maken bijvoorbeeld infectie mogelijk door specifieke celmembraaneiwitten op de gastheercel te herkennen en eraan te binden. Capside-eiwitten spelen ook een belangrijke rol bij het uncoaten van het virale genoom om replicatie in de gastheer mogelijk te maken.

Hoewel de eiwitten en lipiden van het capside en de envelop infecties mogelijk maken, zijn dezelfde moleculen uniek voor virussen en kunnen ze daarom door het immuunsysteem van de gastheren worden gebruikt om de aanwezigheid van een virus te detecteren. Dergelijke uitlokkers van een immuunrespons zijn algemeen bekend als microbe-geassocieerde moleculaire patronen (MAMPs). In planten wekken MAMP's een cascade van immuunresponsen op die zowel de huidige infectie kunnen verminderen als de plant kunnen voorbereiden op een robuustere immuunrespons in het geval dat deze in de toekomst wordt geïnfecteerd door een vergelijkbare ziekteverwekker. MAMP's wekken ook aangeboren immuunresponsen op bij mensen, waaronder ontstekingen en de productie van antimicrobiële eiwitten. Sommige vaccins profiteren van het vermogen van het lichaam om MAMP's te herkennen om immuniteit te verlenen tegen specifieke virale pathogenen.