Vīrusi: definīcija, veidi, īpašības un fakti

Vīrusi ir mikroskopiski organismi, kas ir spējīgi inficēt visdažādākās dzīvās būtnes – no vienšūņiem līdz cilvēkiem. Šo mazo, taču izšķirīgo patogēnu pasaulē pastāv neaptverams veidu un formu daudzums. Katram vīrusam piemīt unikālas īpašības, kas nosaka tā spēju izraisīt slimības un izplatīties. Izpratne par vīrusiem ir būtiska mūsu spējai tikt galā ar epidēmijām un pandēmijām. Pievērsim uzmanību viņu definīcijai, veidiem, īpašībām un aizraujošiem faktiem, kas neskaitāmiem pētniekiem ir bijusi mūža aizraušanās.

Vīrusi ir mikroskopiski organismi, kas var inficēt saimniekus, piemēram, cilvēkus, augus vai dzīvniekus. Tie ir neliels ģenētiskās informācijas gabals (DNS vai RNS) aizsargājošā apvalka (kapsīda) iekšpusē. Dažiem vīrusiem ir arī aploksne. Vīrusi nevar vairoties bez saimnieka. Dažas izplatītas vīrusu izraisītas slimības ir gripa, saaukstēšanās un COVID-19.

Pārskats

Kas ir vīruss?

Vīrusi ir mazi mikrobi (patogēni), kas var inficēt jūs un padarīt jūs slimu. Tie var inficēt cilvēkus, augus, dzīvniekus, baktērijas un sēnītes. Katrs no tiem inficē tikai noteiktu veidu saimniekus.

Vīrusu infekcijas cilvēkiem nevar izraisīt simptomus vai padarīt jūs ārkārtīgi slimu. To izraisīto slimību veidi ir šādi:

• Elpošanas ceļu slimības.
• Caureja un vemšana.
• Seksuāli transmisīvās infekcijas (STI).
• Ādas stāvokļi.

Vīruss ir neliels ģenētiskās informācijas gabals “pārnēsāšanas somā” — aizsargpārklājums, ko sauc par kapsīdu. Vīrusi nesastāv no šūnām, tāpēc tiem nav visu iekārtu, ko šūnas dara, lai izveidotu vairāk kopiju. Tā vietā viņi nēsā līdzi instrukcijas un izmanto saimniekšūnas aprīkojumu, lai izveidotu vairāk vīrusa kopiju.

Tas ir tāpat kā kāds ielaužas jūsu mājā, lai izmantotu jūsu virtuvi. Vīruss atnesa savu recepti, taču tā pagatavošanai jāizmanto jūsu trauki, mērglāzes, mikseris un krāsns. (Diemžēl viņi parasti atstāj lielu nekārtību, kad jūs beidzot viņus izmetat.)

Vīrusus dažreiz sauc arī par “virioniem”.

Vīrusu īpašības

Vīrusiem ir dažas kopīgas iezīmes. Vīrusi:

• Tie sastāv no ģenētiskā materiāla (RNS vai DNS) un aizsargājoša proteīna pārklājuma (kapsīda).
• Dažreiz ap kapsīdu ir vēl viens slānis, ko sauc par aploksni. Vīrusus bez aploksnes sauc par “kailajiem vīrusiem”.
• Ir līdzīgi parazītiem – tiem ir nepieciešams saimnieks, lai vairotos. Viņi izdzīvos ārpus saimnieka, līdz to kapsīds laika gaitā sabojājas.
• Ir 100 līdz 1000 reižu mazākas nekā jūsu ķermeņa šūnas.

Kādi ir vīrusu veidi?

Eksperti vīrusus sagrupē kategorijās, piemēram, ģimenē un ģintī, pamatojoties uz līdzīgām iezīmēm, piemēram, izmēru, formu un ģenētiskā materiāla veidu, ko tie pārnēsā. Daži izplatīti vīrusu veidi, par kuriem jūs varētu dzirdēt, ir šādi:

• Gripas vīrusi.
• Cilvēka herpesvīrusi.
• Korona vīruss.
• Cilvēka papilomas vīrusi.
• Enterovīrusi.
• Flavivīrusi.
• Ortopoksvīrusi.
• Hepatīta vīrusi.

Ir arī daži vīrusi, kuriem ir unikālas īpašības, piemēram, retrovīrusi un onkovīrusi.

Gripas vīrusi (Orthomyxoviridae)

The Orthomyxoviridae vīrusu ģimenē ietilpst A un B gripa, kas izraisa gripu. A gripas celmi izraisa arī putnu gripu (“putnu gripu”) un cūku gripu (H1N1).

Cilvēka herpesvīruss (Herpesvīrusi)

Herpesvīrusi ir liela vīrusu saime. Tie izraisa vairāku veidu slimības, piemēram, mutes un dzimumorgānu herpes, vējbakas, jostas rozi, Epšteina-Barra vīrusu un citomegalovīrusu (CMV).

Koronavīrusi

Koronavīrusi ir vīrusu apakšdzimta. SARS-CoV-2, vīruss, kas izraisa COVID-19, iespējams, ir vispazīstamākais koronavīruss. Bet citi koronavīrusu veidi izraisa vieglas slimības, piemēram, saaukstēšanos.

Cilvēka papilomas vīruss (HPV)

Cilvēka papilomas vīrusi ir daļa no Papillomaviridae vīrusu ģimene. Tie izraisa kārpas. Daži HPV veidi var izraisīt vēzi.

Enterovīrusi

Enterovīruss ir vīrusu ģints (vienu līmeni mazāka par grupu, ko sauc par “ģimeni”), kas inficē jūsu zarnu traktu. Enterovīrusu veidi izraisa poliomielītu un roku, mutes un nagu sērgu.

Flavivīrusi

Šīs ģints vīrusus bieži izplata odi. Tie izraisa tādas slimības kā Zika, Rietumnīla, tropu drudzis un dzeltenais drudzis.

Ortopoksvīrusi

Vīrusi ģintī Ortopoksvīruss izraisīt pūtīšu izsitumus. Mpox un bakas ir ortopoksvīrusi.

Hepatīta vīrusi

Lai gan tie visi nepieder vienai ģimenei vai ģints, hepatīta vīrusi visi inficē jūsu aknas. Visizplatītākie ir A, B un C hepatīti.

Retrovīrusi

Retrovīrusi ir RNS vīrusi, kas izmanto īpašus proteīnus, lai izveidotu DNS. Pēc tam vīruss ievieto savu DNS jūsējā. Jūsu šūnas nolasa vīrusa DNS tā, it kā tās būtu savas instrukcijas. HIV un cilvēka T-limfotropais vīruss 1 (HTLV-1) ir retrovīrusi.

Onkovīrusi

Onkovīrusi ir vīrusi, kas var izraisīt vēzi. Vīrusi, kas ir saistīti ar noteiktiem vēža veidiem, ir:

• HPV.
• Epšteins-Bars.
• HIV.
• B un C hepatīts.
• HTLV-1.
• Cilvēka herpesvīruss 8 (HHV-8).

Satelītu vīrusi

Satelītvīrusi nevar vairoties bez citiem “palīgu” vīrusiem. Lielākā daļa satelītvīrusu ir atrodami augos.

Bakteriofāgi

Tikko saukti arī par “fāgiem”, bakteriofāgi ir vīrusi, kas īpaši inficē baktērijas. Zinātnieki pēta bakteriofāgu terapiju kā iespējamu veidu, kā ārstēt bakteriālas infekcijas, kas nereaģē uz antibiotikām.

Funkcija

Kā vīrusi iekļūst jūsu ķermenī?

Vīrusi parasti iekļūst organismā caur gļotādām. Tajos ietilpst acis, deguns, mute, dzimumloceklis, maksts un tūpļa. Daži vīrusi iekļūst ādā vai pēc moskītu vai ērču koduma.

Kā darbojas vīrusi?

Vīrusiem ir vairākas darbības, lai inficētu šūnas un vairotos. Tajos ietilpst:

1. Pielikums.
2. Ieeja.
3. Replikācija
4. Montāža.
5. Atbrīvot.

Piestiprināšana un ievade

Vīrusi var iekļūt šūnās trīs veidos:

• Receptoru saistīšana. Šūnām ir receptori ārpusē, kas var uztvert signālus no jūsu ķermeņa olbaltumvielām. Padomājiet par tām kā par durvīm. Daži vīrusi maldina šūnas, domājot, ka tām ir jālaiž iekšā, tāpēc šūnas tās ielaiž pa durvīm.
• Tieša saplūšana. Daži vīrusi pievienojas tieši saimniekšūnām, lai iekļūtu tajās.
• Bakteriofāgi ievada savu ģenētisko materiālu baktēriju šūnās. Visam vīrusam nav jāiekļūst iekšā.

Replikācija, montāža un izlaišana

Kad vīruss vai tā ģenētiskais materiāls atrodas šūnā, tas izmanto vai nu lītisko ciklu, vai lizogēno ciklu, lai reproducētu (daži izmanto abus):

• Lītiskais cikls. Vīruss izmanto saimniekšūnas mehānismu, lai izveidotu vairāk sevis kopiju. Vīrusa gabali sakrājas, iesaiņojot ģenētisko materiālu kapsīdā. Vīrusi šādā veidā veido daudzas sevis kopijas. Galu galā šūnā ir tik daudz vīrusa kopiju, ka tas pārsprāgst. Šie virioni tagad var doties un inficēt vairāk šūnu.
• Lizogēnais cikls. Dažiem vīrusiem ir neaktīvā vai klusā fāze. Viņi nokļūst šūnās un tad gaida. Tā vietā, lai uzreiz izveidotu veikalu, lai gatavotu savā virtuvē, šķiet, ka viņi ievieto savu recepti jūsu ķermeņa recepšu grāmatā, jums par to nezinot. Šūnas neapzinās vīrusa esamību un turpina vairoties, kā parasti. Katrā jaunā šūnas eksemplārā ir arī vīrusa kopija. Daži izraisītāji var izraisīt šo šūnu pārsprāgšanu, izplatot jūsu ķermenī vīrusu daļiņas, kas var inficēt citas šūnas. Trigeri var ietvert stresu, ķīmiskus signālus vai temperatūras izmaiņas.

Anatomija

Kādas ir vīrusu īpašības?

Jūs varat aprakstīt vīrusus, pamatojoties uz vairākām funkcijām, tostarp:

• Kā tie izskatās (to forma un izmērs).
• Genoma īpašības.
• Strukturālie proteīni un neatkarīgi no tā, vai tam ir vai nav apvalks.

Vīrusu formas

Vīrusi var izskatīties ļoti atšķirīgi viens no otra. Zinātnieki tos bieži aprakstīja pēc formas. Vīrusu formu veidi ietver:

• Ikozaedrisks vai daudzskaldnis. Šī ir ģeometriska forma ar daudzām malām, līdzīga futbola bumbai. Lielākā daļa vīrusu, kas inficē cilvēkus, ir ikosaedriski.
• Spirālveida. Šī vīrusa forma izskatās kā cilindrs. Tā ģenētiskā informācija ir saritināta kā atspere iekšpusē.
• Sfērisks. Sfēriskie vīrusi ir spirālveida vai daudzskaldņu vīrusi, kuriem ap tiem ir apvalks. Tie galvenokārt ir veidoti kā bumba.
• Komplekss. Sarežģīti vīrusi apvieno vairāk nekā vienu formu. Vīrusiem, kas inficē baktērijas, ir daudzšķautņaina “galva”, kas savienota ar spirāles “ķermeni”.

Vīrusa lielums

Visi vīrusi ir ļoti mazi — pārāk mazi, lai tos redzētu bez spēcīga mikroskopa. Ja mēra tos mikroskopā, lielākā daļa ir no 20 nm (nanometriem) līdz 400 nm. Salīdzinājumam, mazākie vīrusi ir aptuveni 2000 reižu mazāki par smilšu graudu. Tās ir aptuveni 100 līdz 1000 reižu mazākas nekā jūsu ķermeņa šūnas.

Bet to izmēri var būt ļoti atšķirīgi. Piemēram, masalu vīruss ir apmēram piecas reizes lielāks nekā Zikas vīruss. Vīrusiem ir arī dažāds svars (molekulārais svars).

Vīrusu genomiskās īpašības

Vīrusā glabātā informācija — tā ģenētiskais materiāls — ir DNS vai RNS. DNS ir kā instrukciju rokasgrāmata, kā izveidot vīrusu. RNS ir kā instrukciju tulkojums valodā, ko šūnu iekārta var nolasīt un pārvērst olbaltumvielās. Vīrusu DNS vai RNS var būt:

• Lineārs vai apļveida.
• Pozitīvā sajūta vai negatīvā sajūta. Pozitīvas nozīmes RNS var izmantot kā norādījumus, lai bez papildu darbībām izveidotu vairāk vīrusu daļu. Negatīvās sajūtas RNS vīrusiem ir nepieciešami īpaši proteīni (enzīmi), lai izveidotu pozitīvās sajūtas RNS, pirms vīrusi var izveidot vairāk sevis kopiju. To sauc arī par “plus-virkni” (vai “pozitīvo virkni”) vai “mīnus-sense” (vai “negatīvo virkni”). Lielākajai daļai DNS vīrusu ir pozitīvas sajūtas.
• Vienpavediena vai divpavediena. DNS vīrusu ģenētiskais materiāls var būt vienā instrukciju virknē (ssDNS) vai divās kopās, kas ir savienotas pārī (dsDNS). (Cilvēka DNS ir divpavedienu.) RNS vīrusi parasti ir vienpavedienu, lai gan ir daži divpavedienu RNS vīrusi.

Strukturālie proteīni

Vīrusa strukturālie proteīni veido kapsīdu jeb aizsargpārklājumu. Tie var arī veidot aploksni, ja tāda ir, un jebkuras struktūras, kas no tās izceļas un palīdz tai iekļūt šūnās (piemēram, koronavīrusu smailes proteīni).

Vai vīrusi ir dzīvi vai nedzīvi?

Vīrusi nav dzīvi organismi. Bet par to ir dažas diskusijas. Parasti biologi neuzskata, ka vīrusi ir dzīvi, jo tie nevar veikt funkcijas, ko veic dzīvi organismi. Piemēram, viņi nevar pārvērst pārtiku enerģijā (vielmaiņa), un viņi nevar dzīvot vai vairoties bez saimniekšūnas.

No otras puses, tie var vairoties pareizajā saimniekšūnā un laika gaitā attīstās, lai izdzīvotu. Turklāt tie var sabojāt un iznīcināt saimniekšūnas, lai to izdarītu. Tāpēc daudzi tos uzskata par “pelēko zonu” starp dzīvām un nedzīvām lietām.

Nosacījumi un traucējumi

Kādas ir vīrusu izraisītas slimības?

Vīrusi var izraisīt elpceļu slimības, “vēdera gripu”, seksuāli transmisīvās infekcijas (STI), ādas slimības un daudzas citas slimības. Dažas plaši zināmas vīrusu infekcijas ir:

• Bieži saaukstēšanās.
• Gripa (gripa).
• COVID 19.
• Elpceļu sincitiālais vīruss (RSV).
• Vējbakas.
• Masalas.
• HIV/AIDS.
• HPV/dzimumorgānu kondilomas.
• Dzimumorgānu herpes (HSV).
• Poliomielīts.
• Trakumsērga.
• Mpox.
• Zika.
• Hepatīts.

Vīrusiem ir dažādas formas un izmēri. Daži izskatās kā smailas bumbiņas, bet citi izskatās kā zirnekļi ar kosmosa ķiveri. Visiem viņiem ir nepieciešams saimnieks, lai vairotos, bet ne visi no tiem padara jūs slimu. Faktiski biologi lēš, ka šobrīd jūsu iekšienē varētu dzīvot triljoniem nekaitīgu vīrusu. Un, lai gan tikai daži vīrusi izraisa infekcijas cilvēkiem, tie, kas to dara, ir diezgan briesmīgi mājas viesi.

Kopumā vīrusi ir mazi, infekciozi organismi, kas replikējas tikai saimniekšūnās. Tie ietver plašu patogēnu spektru, no viegli līdz nāvējošiem, un katram ir savi unikāli īpašumi. Saprast vīrusu veidus, to izplatīšanās mehānismus un mijiedarbību ar saimniekorganismu ir vitāli svarīgi, lai izstrādātu efektīvas vakcīnas un ārstēšanas metodes. Lai cīnītos ar vīrusu radītajiem draudiem, nepieciešamas turpmākas pētniecības un starptautiskā sadarbība.