Encyclopædia Britannica, Inc.See all videos for this article
A vírusok fehérjéinek és nukleinsavának mennyisége és elrendezése határozza meg méretüket és alakjukat. Az egyes vírusosztályok nukleinsavai és fehérjéi egy nukleoproteinnek vagy nukleokapszidnak nevezett szerkezetbe állnak össze. Egyes vírusoknál egynél több fehérjeréteg veszi körül a nukleinsavat; másoknál a nukleokapszid magot egy, a gazdasejt membránjából származó lipoprotein membrán (úgynevezett burok) veszi körül. A membránon további fehérjék hatolnak át, amelyek meghatározzák a vírus gazdasejt-specifikusságát. A fehérje- és nukleinsav-összetevők az egyes vírusosztályok esetében egyedi tulajdonságokkal rendelkeznek; összeállítva ezek határozzák meg a vírus méretét és alakját az adott osztály számára. A Mimivírusok és Pandoravírusok genomja, amelyek a legnagyobb ismert vírusok közé tartoznak, 1 és 2,5 Mb között mozog (1 Mb = 1 000 000 bázispár DNS).
A legtöbb vírus átmérője 20 nanométer (nm; 0,0000008 inch) és 250-400 nm között változik; a legnagyobbak azonban körülbelül 500 nm átmérőjűek és 700-1 000 nm hosszúak. Csak a legnagyobb és legösszetettebb vírusok láthatók fénymikroszkóp alatt a legnagyobb felbontással. A vírus méretének meghatározásakor figyelembe kell venni az alakját is, mivel a vírusok különböző osztályai jellegzetes alakkal rendelkeznek.
A vírusok alakja túlnyomórészt kétféle: pálcikák vagy filamentumok, amelyeket a nukleinsav és a fehérje alegységek lineáris elrendezése miatt hívnak így; és gömbök, amelyek valójában 20 oldalú (ikozaéderes) sokszögek. A legtöbb növényi vírus kicsi, és vagy filamentumok vagy sokszögek, akárcsak sok baktériumvírus. A nagyobb és összetettebb bakteriofágok azonban genetikai információként kétszálú DNS-t tartalmaznak, és mind a fonalas, mind a sokszög alakot ötvözik. A klasszikus T4 bakteriofág egy sokszögletű fejből áll, amely a DNS-genomot tartalmazza, és egy speciális funkciójú, hosszú szálakból álló rúd alakú farokból. Az ilyen szerkezetek csak a bakteriofágokra jellemzőek.
Az állati vírusok rendkívüli méret- és alakváltozásokat mutatnak. A legkisebb állati vírusok a Parvoviridae és Picornaviridae családokba tartoznak, és kb. 20 nm, illetve kb. 30 nm átmérőjűek. E két család vírusai ikozaéderek, és korlátozott genetikai információval rendelkező nukleinsavakat tartalmaznak. A Poxviridae családba tartozó vírusok leghosszabb mérete körülbelül 250-400 nm, és nem poligonok és nem filamentumok. A poxvírusok a közeli hasonlóságuk ellenére szerkezetileg összetettebbek, mint az egyszerű baktériumok. A pálcika alakú (helikális) nukleokapszidokkal rendelkező állati vírusok a burokba zárt vírusok; ezek a vírusok a Paramyxoviridae, Orthomyxoviridae, Coronaviridae és Rhabdoviridae családokban találhatók. Nem minden burkolt vírus tartalmaz azonban spirális nukleokapszidokat; a Herpesviridae, Retroviridae és Togaviridae családok tagjai poligonális nukleokapszidokkal rendelkeznek. A legtöbb burkolt vírus gömb alakúnak tűnik, bár a rhabdovírusok hosszúkás hengerek.
A vírusok családokba és nemzetségekbe való besorolásának kritériumai elsősorban három szerkezeti megfontoláson alapulnak: (1) a nukleinsavuk típusa és mérete, (2) a kapszidok alakja és mérete, valamint (3) a vírus nukleokapszidját körülvevő, a gazdasejtből származó lipidburkolat jelenléte.
A nukleinsav
Mint az élet minden formájára igaz, minden vírus nukleinsava kódolja az összes fehérje szintéziséhez szükséges genetikai információt. Majdnem minden szabadon élő szervezetben a genetikai információ kettős szálú DNS formájában van, amely a molekula hossza mentén a bázisoknál összekapcsolt spirális rácsként (kettős spirál) van elrendezve. A vírusokban azonban a genetikai információ többféle formában is megjelenhet, beleértve az egy- vagy kétszálú DNS-t vagy RNS-t.
A vírusok nukleinsavai genomokba rendeződnek. Minden kettős szálú DNS-vírus egyetlen nagy molekulából áll, míg a legtöbb kettős szálú RNS-vírus szegmentált genommal rendelkezik, ahol minden egyes szegmens általában egyetlen gént képvisel, amely egyetlen fehérje szintéziséhez szükséges információt kódol. Az egyszálú genomiális DNS-sel rendelkező vírusok általában kicsik, korlátozott genetikai információval. Egyes egyszálú DNS-vírusok két virionpopulációból állnak, amelyek mindegyike komplementer, a másikéval ellentétes polaritású egyszálú DNS-ből áll.
A legtöbb növényi vírus és számos állati és bakteriális vírus virionja egyszálú RNS-ből áll. E vírusok többségében a genomi RNS-t pozitív szálnak nevezik, mivel a genomi RNS mRNS-ként működik a vírusfehérje közvetlen szintéziséhez (transzlációjához). Az állati vírusok több nagy családja, és egy olyan család, amely növényi és állati vírusokat is magában foglal (a Rhabdoviridae), azonban genomiális egyszálú RNS-t tartalmaz, amelyet negatív szálnak nevezünk, és amely komplementer az mRNS-hez. Mindezek a negatív szálú RNS-vírusok rendelkeznek egy RNS-függő RNS-polimeráznak (transzkriptáznak) nevezett enzimmel, amelynek először katalizálnia kell a komplementer mRNS szintézisét a vírus genomi RNS-ből, mielőtt a vírusfehérje szintézise megtörténhetne. A vírusok nukleinsavainak ezek a változatai képezik az összes vírus osztályozásának egyik központi kritériumát.
Az egyszálas RNS-vírusok egy jellegzetes nagy családját Retroviridae-nak nevezik; e vírusok RNS-e pozitív, de a vírusok rendelkeznek egy enzimmel, az úgynevezett reverz transzkriptázzal, amely az egyszálas RNS-t kétszálas DNS-é másolja.