Wirusy, wiroidy, priony na granicy materii ożywionej i nieożywionej
Wirusy, wiroidy, priony są tworami organicznymi, które infekują żywe komórki.
Wirusy zbudowane są z cząsteczki kwasu nukleinowego oraz otoczki białkowej zwanej kapsydem, czasem okrytej dodatkowo osłonką białkowo-lipidową. Taka kompletna jednostka wirusa to wirion. Jest formą przetrwalną wirusów w postaci, w jakiej znajdują się one poza organizmem gospodarza, nie wykazując żadnych cech żywej materii. Wirusy mają różny kształt, a ich wielkość wynosi od 10-400 μm. Nie posiadają budowy komórkowej. Zawierają tylko jeden rodzaj kwasu nukleinowego: DNA lub RNA, przy czym zarówno DNA, jak i RNA mogą być jednoniciowe albo dwuniciowe, koliste lub liniowe. Wirusy to bezwzględne pasożyty. Nie prowadzą własnej przemiany materii, ale są zdolne do reprodukcji, gdyż ich namnażanie odbywa się w komórkach innych organizmów. Powodują one bowiem zmianę metabolizmu w komórkach gospodarzy, wykorzystując je do syntezy cząsteczek kwasu nukleinowego i białek dla nowych wirionów. Są przy tym bardziej lub mniej specyficzne. Wykazują zmienność genetyczną.
Struktura różnych wirusów
W cyklu życiowym wirusa wyróżnia się kilka etapów. W pierwszym etapie – adsorpcji – wirus przyczepia się do komórki gospodarza, po czym zachodzi penetracja, która polega na wniknięciu wirionu lub jego kwasu nukleinowego do wnętrza komórki. Jeśli wirus wprowadza do komórki swój materiał genetyczny wraz z otoczką, zostaje rozłożony przez enzymy gospodarza na kwas nukleinowy i białko. Następnie podczas etapu replikacji przejmuje kontrolę nad metabolizmem komórki. Kolejno produkowane są enzymy wirusowe i zachodzi replikacja cząsteczek kwasu nukleinowego wirusa (przebieg syntezy kwasu nukleinowego zależy od tego, czy wirus zawiera DNA, czy RNA), a na podstawie zawartej w nich informacji synteza białek otoczki wirusowej. W etapie składania odbywa się łączenie namnożonych cząsteczek kwasu nukleinowego i białek w kompletne cząstki. Ostatecznie komórka gospodarza zostaje zniszczona i zachodzi uwolnienie wirionów. Mogą one infekować następne komórki.
Jeśli komórka gospodarza ulega rozpadowi, gdy wiriony zostaną w niej namnożone i mogą infekować następne komórki, to taki cykl życiowy wirusa nazywany jest cyklem litycznym. Podczas cyklu lizogenicznego materiał genetyczny wirusa zostaje włączony do materiału genetycznego gospodarza jako prowirus. Replikuje się wraz z DNA komórki i w ten sposób przekazywany jest do komórek potomnych gospodarza, uzyskujących dzięki temu odporność na ten właśnie typ wirusa. W pewnych warunkach (np. działanie czynników zewnętrznych, osłabienie organizmu) może dojść do wycięcia prowirusa z DNA gospodarza, czego konsekwencją jest namnożenie wirusa i zniszczenie komórki lub przekształcenie jej w komórkę nowotworową.
Budowa wirusa grypy
Wirusy nie są zaliczane do świata żywych organizmów, stąd znajdują się poza podziałem systematycznym. Jednak w obrębie samych wirusów wyodrębnia się różne ich grupy.
Ze względu na rodzaj kwasu nukleinowego, jaki wchodzi w ich skład, wyróżnia się DNA-wirusy i RNA-wirusy. Wśród tych ostatnich znajdują się tzw. retrowirusy, które aby się namnażać przepisują swój materiał genetyczny (w postaci RNA) na DNA przy udziale enzymu zwanego odwrotną transkryptazą. Retrowirusem jest np. wirus HIV.
Inny podział wirusów opiera się na typie zarażanego organizmu. Stąd wyróżnia się wirusy roślinne, zwierzęce, bakteryjne.
Wirusy roślinne jako materiał genetyczny mają RNA. Do komórki gospodarza wnikają całe, po wcześniejszym mechanicznym uszkodzeniu ściany komórkowej, np. na skutek jej zranienia. Objawami zarażenia są np. jasne przebarwienia na liściach, zmiany nekrotyczne, kędzierzawość, narośla rakowe. Mają kształt bryłowaty lub pałeczkowaty. Przykładem jest wirus mozaiki tytoniowej, zarazy ziemniaczanej.
Wirusy zwierzęce jako materiał genetyczny mają DNA lub RNA. Do komórki wnikają całe. Mają na ogół kształt bryłowaty. U zwierząt wywołują np. wściekliznę, pryszczycę, nosówkę, a u ludzi np. grypę, ospę wietrzną, ospę prawdziwą, odrę, chorobę Heinego-Medina, różyczkę, żółtaczkę, opryszczkę, AIDS, a także niektóre nowotwory.
Wirusy bakteryjne, czyli bakteriofagi, jako materiał genetyczny mają RNA lub DNA, który wprowadzają do komórki gospodarza, natomiast kapsyd zostaje na zewnątrz. Mają postać bryłowo-spiralną. Szczególnie dobrze poznane są fagi Escherichia coli.
Prostszymi od wirusów bezkomórkowymi tworami infekującymi żywe komórki są wiroidy i priony.
Wiroidy są czynnikiem chorobotwórczym zbudowanym wyłącznie z RNA. Powodują one choroby np. ziemniaków, cytrusów, ogórków.
Priony powstają w wyniku mutacji genu powodującej zmianę konformacji prionowego białka. Taki prion jest zdolny narzucić swoją konformację prawidłowym, „siostrzanym” białkom w komórce. Efektem nagromadzenia prionów jest śmierć komórki oraz atak uwolnionych z komórki prionów skierowany na następne komórki, głównie nerwowe. Przeniesione do innego organizmu stają się czynnikami zakaźnymi. Wywołują np. zespół Creutzfeldta-Jacoba, chorobę szalonych krów, chorobę kuru z Nowej Gwinei.