Mărime și formă

Cantitatea și dispunerea proteinelor și a acidului nucleic ale virusurilor determină dimensiunea și forma acestora. Acidul nucleic și proteinele din fiecare clasă de virusuri se asamblează într-o structură numită nucleoproteină sau nucleocapsidă. Unele virusuri au mai mult de un strat de proteine care înconjoară acidul nucleic; altele au o membrană lipoproteică (numită înveliș), derivată din membrana celulei gazdă, care înconjoară miezul nucleocapsidului. Prin membrană pătrund proteine suplimentare care determină specificitatea virusului față de celulele gazdă. Constituenții proteici și de acid nucleic au proprietăți unice pentru fiecare clasă de virus; atunci când sunt asamblate, acestea determină dimensiunea și forma virusului pentru acea clasă specifică. Genomurile Mimivirusurilor și Pandoravirusurilor, care sunt unele dintre cele mai mari virusuri cunoscute, variază de la 1 la 2,5 Mb (1 Mb = 1.000.000 de perechi de baze de ADN).

Cele mai multe virusuri variază în diametru de la 20 de nanometri (nm; 0,0000008 inch) la 250-400 nm; cele mai mari, însă, măsoară aproximativ 500 nm în diametru și au o lungime de aproximativ 700-1.000 nm. Doar cei mai mari și mai complecși viruși pot fi văzuți la microscopul optic la cea mai înaltă rezoluție. Orice determinare a dimensiunii unui virus trebuie, de asemenea, să ia în considerare forma acestuia, deoarece diferite clase de virusuri au forme distincte.

Formele virusurilor sunt predominant de două tipuri: tije, sau filamente, numite astfel din cauza aranjamentului liniar al acidului nucleic și al subunităților proteice; și sfere, care sunt de fapt poligoane cu 20 de fețe (icosaedrice). Majoritatea virusurilor vegetale sunt mici și sunt fie filamente, fie poligoane, la fel ca și mulți viruși bacterieni. Cu toate acestea, bacteriofagii mai mari și mai complecși conțin ca informație genetică ADN bicatenar și combină atât forme filamentoase, cât și poligonale. Bacteriofagul clasic T4 este compus dintr-un cap poligonal, care conține genomul ADN și o coadă în formă de tijă cu funcție specială, formată din fibre lungi. Structuri precum acestea sunt unice pentru bacteriofagi.

Virusurile animale prezintă o variație extremă în ceea ce privește dimensiunea și forma. Cele mai mici virusuri animale aparțin familiilor Parvoviridae și Picornaviridae și măsoară aproximativ 20 nm și, respectiv, aproximativ 30 nm în diametru. Virusurile din aceste două familii sunt icosaedre și conțin acizi nucleici cu informații genetice limitate. Virusurile din familia Poxviridae au dimensiunea cea mai lungă de aproximativ 250-400 nm și nu sunt nici poligoane, nici filamente. Poxvirusurile sunt mai complexe din punct de vedere structural decât bacteriile simple, în ciuda asemănării lor apropiate. Virusurile animale care au nucleocapsidele în formă de tijă (elicoidală) sunt cele închise într-un înveliș; aceste virusuri se găsesc în familiile Paramyxoviridae, Orthomyxoviridae, Coronaviridae și Rhabdoviridae. Cu toate acestea, nu toate virusurile învelite conțin nucleocapside elicoidale; cele din familiile Herpesviridae, Retroviridae și Togaviridae au nucleocapside poligonale. Majoritatea virusurilor învelite par a fi sferice, deși rabdovirusurile sunt cilindri alungite.

Criteriile utilizate pentru clasificarea virusurilor în familii și genuri se bazează în principal pe trei considerente structurale: (1) tipul și dimensiunea acidului lor nucleic, (2) forma și dimensiunea capsidelor și (3) prezența unui înveliș lipidic, derivat din celula gazdă, care înconjoară nucleocapsida virală.

Acidul nucleic

Ca și la toate formele de viață, acidul nucleic al fiecărui virus codifică informația genetică pentru sinteza tuturor proteinelor. La aproape toate organismele cu viață liberă, informația genetică se prezintă sub forma unui ADN bicatenar dispus sub forma unei rețele spiralate unite la baze pe toată lungimea moleculei (un dublu helix). Cu toate acestea, la viruși, informația genetică poate veni într-o varietate de forme, inclusiv ADN sau ARN monocatenar sau bicatenar.

Acizii nucleici ai virionilor sunt aranjați în genomuri. Toate virusurile ADN bicatenar sunt formate dintr-o singură moleculă mare, în timp ce majoritatea virusurilor ARN bicatenar au genomuri segmentate, fiecare segment reprezentând, de obicei, o singură genă care codifică informația pentru sintetizarea unei singure proteine. Virusurile cu ADN genomic monocatenar sunt de obicei mici, cu informații genetice limitate. Unele virusuri cu ADN monocatenar sunt compuse din două populații de virioni, fiecare fiind alcătuită din ADN monocatenar complementar de polaritate opusă celei a celuilalt.

Virionii majorității virusurilor vegetale și ai multor virusuri animale și bacteriene sunt compuși din ARN monocatenar. La majoritatea acestor virusuri, ARN-ul genomic este denumit ARN pozitiv, deoarece ARN-ul genomic acționează ca ARNm pentru sinteza directă (traducere) a proteinei virale. Cu toate acestea, mai multe familii mari de virusuri animale și una care include atât virusuri vegetale, cât și animale (Rhabdoviridae), conțin ARN genomic monocatenar, numit filament negativ, care este complementar ARNm. Toate aceste virusuri cu ARN negativ au o enzimă, numită ARN-polimerază ARN dependentă de ARN (transcriptază), care trebuie să catalizeze mai întâi sinteza ARNm complementar din ARN genomic al virionului înainte de a putea avea loc sinteza proteinelor virale. Aceste variații ale acizilor nucleici ai virusurilor formează un criteriu central de clasificare a tuturor virusurilor.

O mare familie distinctivă de virusuri cu ARN monocatenar se numește Retroviridae; ARN-ul acestor virusuri este pozitiv, dar virusurile sunt echipate cu o enzimă, numită transcriptază inversă, care copiază ARN-ul monocatenar pentru a forma ADN bicatenar.

.