 I Virus sono entità biologiche parassite, la cui natura di organismo vivente o struttura subcellulare è discussa. Possono essere responsabili di malattie in organismi appartenenti a tutti i regni biologici: esistono infatti virus che attaccano batteri (i batteriofagi), funghi, piante e animali, dagli insetti all'uomo. Virus significa "farmaco" e "veleno", parallelamente al greco pharmakon.
È un termine latino che incorpora in sé il concetto di "forza (vir), ma vuole significare più che altro "forza negativa". I virus furono inizialmente chiamati "virus filtrabili" in quanto passavano attraverso filtri che trattenevano i batteri, ma a differenza delle semplici tossine, potevano essere trattenuti da ultrafiltri. Quelle del mosaico del tabacco sono state le prime formazioni virali ad essere osservate dall'uomo nel 1892, ad opera dello scienziato russo Dmitrij Iosifovic Ivanovskij.
Saranno classificate come virus nel 1898 dal botanico olandese Martinus Willem Beijerinck il quale, usando esperimenti di filtrazione su foglie di tabacco infette, riuscì a dimostrare che il mosaico del tabacco è causato da un agente infettivo di dimensioni inferiori a quelle di un batterio.
A virus senza membrana, B virus con membrana
1 Capside
2 Acido Nucleico
3 Capsomero
4 Nucleocapside
5 Virione
6 Rivestimento proteico
7 Rivestimento glicoproteico
Esempio di virus a geometria icosaedrica.
Caratteristiche
I virus sono tutti parassiti endocellulari obbligati. All'esterno delle cellule ospiti sono costituiti da un virione, formato da una capsula proteica (detta capside) contenente acido nucleico. I virus degli Eucarioti possono possedere anche una membrana che avvolge il capside. I virioni non possiedono metabolismo: vengono quindi trasportati passivamente finché non trovano una cellula da infettare. L'infezione di una cellula ospite richiede il legame con proteine specifiche di membrana.
Nelle cellule infettate i virus perdono la loro individualità strutturale: consistono negli acidi nucleici e nei loro prodotti che assumono il controllo di parte dell'attività biosintetica cellulare al fine di produrre nuovi virioni.
In alternativa, alcuni virus possono inserire fisicamente il loro genoma in quello dell'ospite in modo che sia replicato insieme ad esso. Il genoma virale inserito in quello dell'ospite, detto provirus, riprende la sua individualità e produce nuovi virioni in caso di danneggiamento della cellula ospite.
Dimensioni
Le dimensioni dei virus si aggirano intorno a 18-20 nm, anche se i più grandi possono raggiungere i 450 nm.
Struttura
Testa: può essere a forma di icosaedro regolare, elicoidale o irregolare; contiene l’acido nucleico (DNA o RNA).
Collo: contiene un disco esile denominato collare.
Coda: è formata da due eliche di proteine, una esterna (guaina), l’altra interna (stilo), a simmetria elicoidale con 24 anelli contrattili. Al centro è presente un canale di passaggio.
Parte terminale della coda: contiene un secondo disco, la piastra basale, circondata da appendici chiamate fibre: sei sottili e sei tozze, a forma di aculeo.
Genomi virali
I genomi dei virus possono essere formati da una o più molecole di DNA o RNA, lineari o circolari, a singola o doppia elica.
I genomi virali sono simili a quelli degli ospiti, sia per la presenza o meno di istoni, sia per l'organizzazione dei geni e delle sequenze regolatrici.
Il batteriofago φX174 è stato il primo organismo il cui genoma è stato completamente mappato.
Il genoma normalmente è formato da una doppia elica di DNA, ma esistono anche virus complessi con RNA a singolo filamento. Le fibre veicolano gli enzimi, che scindono la membrana cellulare, permettendo così il passaggio del filamento di acido nucleico.
Il genoma virale può essere di due tipi principali: a DNA e a RNA, che possono essere a loro volta suddivisi in tre sottoclassi ciascuno:
Origine e tassonomia
Vi sono differenti teorie sull'origine dei virus:
Inizialmente si pensava che fossero esseri viventi primitivi, e allora avrebbero dovuto avere un regno a sé.
Poi si è pensato fossero batteri semplificati e specializzati per l'estremo parassitismo, e allora sarebbero dovuti cadere nel regno dei Monera. A favore di ciò vi sono i trasposoni e i repliconi autonomi, che mostrerebbero l'esistenza di forme intermedie. Anche i viroidi, che differiscono dai virus solo per l'assenza del capside, possono svolgere questo ruolo.
Infine si è osservato che i virus sono molto diversi fra loro, e che un virus batterico è più simile al batterio che infetta, piuttosto che a una cellula animale: si pensa che per parallela evoluzione ogni regno abbia sviluppato i propri virus, come un'appendice evolutasi in modo speciale.
Comunque, vista l'apparente convergenza della condizione virale dei cinque regni, si continua a usare la classificazione di Holmes: essa indica i virus come facenti parte della classe dei Microtabiotes, ordine dei Virales, suddiviso in tre sottordini:
Phaginae, che hanno la proprietà di determinare la lisi dei batteri
Phitophagineae, i virus delle piante (parassiti delle cellule vegetali)
Zoophagineae, i virus degli animali (parassiti delle cellule animali).
Una più attuale rivisitazione si basa invece su altri parametri, tenendo infatti in considerazione le caratteristiche dell'acido nucleico, la divergenza genetica, l'organizzazione genomica, la struttura nucleocapsidica, il meccanismo replicativo.
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