大きさと形

正20面体、棒状の解剖学を解剖する。

Dissect of icosahedral, rod-shaped and bacteriophage virus structures in electron micrographs

Animation and microphotography illustrating structural diversity of viruses.DISCOVERS.DISCOVERS.

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ウイルスのタンパク質と核酸の量と配置が、その大きさと形状を決定します。 ウイルスの核酸とタンパク質は、ヌクレオプロテイン(ヌクレオキャプシド)と呼ばれる構造体に集合している。 核酸を取り囲むタンパク質が2層以上あるものや、宿主細胞の膜に由来するリポタンパク質膜(エンベロープ)がヌクレオカプシドのコアを取り囲んでいるものもある。 膜を貫通しているのは、宿主細胞に対するウイルスの特異性を決定する付加的なタンパク質である。 タンパク質と核酸の構成要素は、それぞれのクラスのウイルスに固有の性質を持っており、それらが集合することで、そのクラスのウイルスのサイズと形状が決定される。

ほとんどのウイルスは、直径が 20 ナノメートル (nm; 0.0000008 インチ) から 250 ~ 400 nm で、最大のものは直径が約 500 nm、長さが約 700 ~ 1000 nm になります。 光学顕微鏡で最も高い解像度で見ることができるのは、最も大きく、最も複雑なウイルスだけである。

ウイルスの形状は、核酸とタンパク質のサブユニットが直線状に並んでいることからロッド(フィラメント)と呼ばれるものと、20面体のポリゴンであるスフィア(球)の2種類が主である。 植物ウイルスの多くは小型で、多くの細菌ウイルスと同様、フィラメントか多角形のどちらかである。 しかし、より大型で複雑なバクテリオファージは、遺伝情報として二本鎖DNAを持ち、フィラメント状と多角形の両方の形状を兼ね備えている。 典型的なT4バクテリオファージは、DNAゲノムを含む多角形の頭部と、特殊な機能を持つ棒状の長い繊維からなる尾部で構成されている。

動物ウイルスは、大きさも形も実にさまざまである。 最も小さい動物ウイルスはパルボウイルス科とピコルナウイルス科に属し、それぞれ直径約20nmと約30nmである。 この2つの科のウイルスは正二十面体で、遺伝情報の少ない核酸を含んでいる。 ポックスウイルス科のウイルスは、長径が約250〜400nmで、多角形でもフィラメントでもない。 ポックスウイルスは、単純な細菌とよく似ているが、構造的にはより複雑である。 動物ウイルスのうち、ヌクレオカプシドが棒状(らせん状)であるものはエンベロープに包まれたもので、パラミクソウイルス科、オルソミクソウイルス科、コロナウイルス科、ラブドウイルス科に含まれる。 ヘルペスウイルス科、レトロウイルス科、トガウイルス科は多角形のヌクレオキャプシドを持つ。

ウイルスを科や属に分類する基準は、主に3つの構造的な考慮に基づいている。 (1) 核酸の種類とサイズ、(2) カプシドの形とサイズ、および (3) ウイルス ヌクレオキャプシドを取り囲む、宿主細胞由来の脂質エンベロープの存在。 ほとんどすべての自由生命体において、遺伝情報は二本鎖 DNA の形で、分子の長さに沿って塩基で結合したらせん状の格子として配置されている(二重らせん)。

ウイルスの核酸はゲノムを構成している。

ウイルスの核酸はゲノムに配列されている。二本鎖DNAウイルスはすべて一本の大きな分子でできているが、二本鎖RNAウイルスの多くはゲノムが分割されており、各セグメントは通常一つのタンパク質を合成するための情報をコードする一つの遺伝子を表している。 一本鎖のゲノムDNAを持つウイルスは、通常、小さく、遺伝情報が限られている。

ほとんどの植物ウイルスと多くの動物および細菌ウイルスのビリオンは、一本鎖 RNA で構成されています。 これらのウイルスの多くでは、ゲノムRNAがウイルスタンパク質を直接合成(翻訳)するためのmRNAとして働くため、正鎖と呼ばれる。 しかし、動物ウイルスのいくつかの大きなファミリー、および植物と動物の両方のウイルスを含むファミリー(ラブドビル科)は、ゲノム一本鎖RNAを含み、mRNAと相補的であり、ネガティブストランドと呼ばれる。 これらの負鎖RNAウイルスは、いずれもRNA依存性RNAポリメラーゼ(転写酵素)と呼ばれる酵素を持ち、ウイルスのタンパク質合成の前に、まずウイルスのゲノムRNAから相補的なmRNAの合成を触媒する必要がある。

一本鎖 RNA ウイルスの特徴的な大家族はレトロウイルス科と呼ばれ、これらのウイルスの RNA は陽性ですが、ウイルスには逆転写酵素という酵素が備わっており、一本鎖 RNA をコピーして二本鎖 DNA を形成しています

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