Структура вирусных частиц: сердцевина вируса и капсид (нуклеокапсиды), оболочки вирионов и их происхождение.

Уже было отмечено, что вирусная частица состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белка. Белковая оболочка, которая окружает нуклеиновую кислоту, называется капсидом. Капсид каждого вируса состоит из отдельных субъединиц – капсомеров. Капсиды некоторых вирионов окружены дополнительной мембраной. Если вирус имеет мембрану, то говорят, что он «в оболочке» или окружен суперкапсидом, при отсутствии мембраны вирус называют «раздетым» или «голым».

Капсид чаще всего имеет симметричное строение. Различают два типа симметрии – спиральную и кубическую. При спиральной симметрии капсида вирусная нуклеиновая кислота образует спиральную (или винтообразную) фигуру, полую внутри, и субъединицы белка (капсомеры) укладываются вокруг нее тоже по спирали (трубчатый капсид) (рис. 26). Примером вируса со спиральной симметрией капсида является вирус табачной мозаики, который имеет палочковидную форму, а его длина составляет 300 нм с диаметром 15 нм. В состав вирусной частицы входит одна молекула РНК размером около 6000 нуклеотидов. Капсид состоит из 2000 идентичных субъединиц белка, уложенных по спирали.

При кубической симметрии вирусная нуклеиновая кислота уложена плотно (свернута в клубок), а белковые молекулы окружают ее, образуя многогранник (икосаэдр). Икосаэдр – многогранник с двадцатью треугольными гранями, имеющий кубическую симметрию и приблизительно сферическую форму. К икосаэдрическим вирусам относятся вирус простого герпеса, реовирусы и др.

В зависимости от типа симметрии вирусы подразделяют на: вирусы со спиральным типом симметрии, вирусы с кубическим типомсимметрии и сложные вирусы, имеющие оба типа симметрии и состоящие из икосаэдрической головки и хвоста. Примером сложных вирусов являются колифаги Т2, Т4 (т.е. бактериофаги, инфицирующие клетки бактерий E.coli) и др. У некоторых сложных вирусов икосаэдрический капсид заключает в себе трубчатый нуклеокапсид.

В зависимости от того, какой тип нуклеиновой кислоты содержится в вирусной частице, их подразделяют на 2 группы:

- ДНК-содержащие, имеющие в качестве генетического материала либо одно-, либо двухцепочечную ДНК, которая может быть как линейной, так и кольцевой. Примером ДНК-содержащих вирусов являются колифаги Т2, Т4, λ; вирус простого герпеса; вирус оспы и др.

- РНК-содержащие вирусы, генетическая информация которых закодирована в РНК. РНК также может быть как одно-, так и двухцепочечной. Вирусы с одноцепочечной РНК можно разделить, в свою очередь, на 2 типа: с «плюс»-цепью РНК и с «минус»-цепью РНК. У вирусов первого типа цепь РНК может функционировать в клеткехозяине непосредственно как информационная РНК, тогда как у вирусов второго типа на «минус»-цепи должна сначала с помощью клеточных РНК-полимераз синтезироваться «плюс»-цепь РНК, которая и служит информационной РНК. Примером РНК-содержащих вирусов являются реовирусы, вирус гриппа, ретровирусы и др.

В зависимости от организма хозяина выделяют вирусы, поражающие животных и человека, растения и микроорганизмы.

Вирусы растений иначе называются фитопатогенными вирусами. Эти вирусы попадают внутрь растительных клеток через повреждения или с помощью переносчиков насекомых или нематод. Фитопатогенные вирусы вызывают у растений множество болезней. Особенно большой вред приносят вирусы, поражающие картофель.

У человека вирусы вызывают множество заболеваний, включая оспу, грипп, корь, свинку, инфекционный гепатит, желтую лихорадку, полимиелит, герпес, бешенство, СПИД, раковые заболевания и др. Многие вирусные заболевания у человека и животных можно предупредить путем иммунизации. Вирусные заболевания поддаются лечению с трудом, так как вирусы не чувствительны к большинству антибиотиков. Вирусы животных и человека передаются при контакте, либо с помощью насекомых-переносчиков, а также через объекты окружающей среды.

Вирусы бактерий называются бактериофагами. Вероятно, в природе не существуют бактерии, которые не поражались бы одним из типов бактериофагов. Бактериофаги могут наносить вред производству, основанному на жизнедеятельности бактерий.