Virus: građa i funkcija

Virusi (lat. virus=otrov) su obligatni intracelularni mikroorganizmi, veoma su sitni, sitniji su od bakterija. Njihov genom čini samo jedna nukleinska kiselina DNK ili RNK. Značaj virusa u medicni ogleda se u tome što je više od 70% infektinih oboljenja izazvano ovim mikroorganizmima. Dmitri Ivanovsky u Rusiji i Martinus Beijerinck u Holandiji, u 19. veku došli su do prvih saznanja o agensima koji nisu bakterije i prolaze kroz bakteriološke filtere.

Građa i struktura virusa

Virusi se između sebe razlikuju po obliku i veličini. Ali je njihova građa veoma slična. Kompletna, zrela infektivna virusna čestica (virion) sastoji se od:

Jezgro

Jezgro virusa čini virusni genom koji je izgrađen samo od jedne nukleinske kiseline. Zato se virusi smatraju haploidnim organizmima izuzev HIVa koji je diploidan. Na osnovu vrste nukleinskih kiselina virusi se dele na DNK viruse i RNK viruse. DNK može biti cirukularan ili linearan. Svi poseduju dvolančanu DNK izuzev parvo koji ima jednolančanu DNK. RNK virusi poseduju jednolančanu RNK, izuzev reovirusa kod kojih je dvolančana. RNK kod virusa može biti u obliku jednog molekula ili izdeljena na segmente (segmentisana RNK – u obliku više molekula).

Kapsid

Virusni kapsid je građen od velikog broja individualnih bazičnih strukturalnih proteina. Virusna nukleinska kiselina kodira stvaranje ovih proteinskih struktura, više identičnih kopija jednog ili više proteina grade proteinske podjedinice. Udruživanjem ovih podjedinica oblikuju se proteinske jednicine – protomere.

Protomere formiraju simetrične skupine koje predstavljaju oblikovane elemente – kapsomere. Što bi bila morfološka jedinica kapsida, koja se vidi na površini ikozaedarnih virusa elektronskim mikroskopom. Kapsomere se najčešće vide u obliku petougaonih (pentomere) i šestougaonih (heksomere) prizmi. Svaki virus ima određen broj kapsomera iz kojih je izgrađen kapsid, što se koristi kao jedan od kriterijuma za klasifikaciju virusa.

Virusni kapsid može biti jednoslojan ili dvoslojan.

Uloga virusnog kapsida je višestruka:

  • Štiti virusnu nukleinsku kiselinu od nukleaza
  • Određuje simetriju virusne čestice
  • Nosi antigene
  • Sadrži receptore za adsorpciju virusa na prijemčivu ćeliju.

Nukleinska kiselina i kapsid zajedno čine nukleokapsid, koji kod jednostavnijih, manjih virusa predstavlja kompletnu virusnu česticu, dok veći i složeniji virusi poseduju još jedan omotač, koji će biti opisan u nastavku teksta.

Spoljni lipoproteinski omotač

Kao što smo reki, složeniji virusi poseduju dodatni omotač oko nukleokapsida, koji može biti kao i kapsid, jednoslojan i dvoslojan.Animalni virusi prilikom izlaska iz inficirane ćelije dobijaju ovaj omotač od izmenjenih ćelijskih membrana:

  • Od jedarne membrane (herpetoviridae)
  • Od membrane endoplazmatičnog retikuluma (togaviridae)
  • Od citoplazmatske membrane (orthomyxoviridae, paramycoviridae, rhabdoviridae)

Spoljni virusni omotač izgrađen je od lipida, proteina, polisaharida. Proteini omotača su:

Glikoproteini – polipeptidni deo glikoproteina je specifičan za virus i sintetisan je prema genetskim informacijama virusne nukleinske kiselina, a ugljeni hidrati glikoproteina su ćelijskog porekla. Ova grupa proteina predstavlja površinske virusne antigene, pored ove, glikoporoteini imaju i druge funkcije (neuramidaza, faktor ćelijske fuzije) i bitnu ulogu u procesima infekcije ćelija domaćina.

Matriks protein obrazuje sloj na unutrašnjoj površini omotača.

Virusi koji imaju spoljni omotač osetljivi su na organske rastvarače, deterdžente i toplotu. Dok, virusi koji imaju samo nukleokapsid otporni su na sušenje, kiseline, deterdžente i žuč. Virusi sa spoljnim omotačem po pravilu sadrže više antigena od virusa bez ovog omotača.

Oblik i veličina virusa

Zahvaljujući elektronskom mikroskopu utvrđeno je da virusi imaju različite oblike:

  • Oblik pravilne lopte – virus polio
  • Oblik nepravilne kugle – virus influenzae
  • Oblik štapića koji je na jednom kraju zaravljen, a na drugom zakrivljen pa liči na metak – virus rabiesa
  • Oblik kvadra, opeke ili elispsoida – proxviridae
  • Oblik punoglavca ili zavrtnja – samo bakterijski virus – bakteriofag

Veličina virusa izražava se u nanometrima(1 nanometar je milioniti deo milimetra, 1nm= 1/1000000mm). U odnosu na veličinu, virusi su podeljeni u 3 grupe:

  • Mali virusi: 20-50nm
  • Srednji virusi: 50-200nm
  • Veliki virusi: 200-320nm

Veličina i oblik virusa se mogu odrediti:

  • Filtracijom – ultrafiltrima
  • Centrifugiranjem – ultracentrifugama
  • Elektronskim mikroskopom

Simetrija virusnih čestica

Prema rasporedu kapsomere u virusnom kapsidu i prema načinu grupisanja i vezivanja, animalni virusi se dele u tri grupe:

  1. Virusi sa spiralnom (helikalnom) simetrijom (Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Rhabdoviridae)
    Virusna nukleinska kiselina u ovoj grupi je spiralno uvijena oko jedne centralne ose. Potpuno jednake proteinske podjedinice su simetrično raspoređene oko nje u vidu spirale.
  2. Virusi sa kubičnom (ikosaedarnom) simetrijom
    U vrhovima u kojima se spajaju 5 trouglova i 5 ivica su kapsomere petostruke simetrije (pentamere) od kojih je svaka okružena sa pet drugih kaspomera. Kapsomere između vrhova imaju šestostruku simetriju (heksamere). Broj kaspomera može da bude različit, ali je za svaki virus stalan.
  3. Kompleksno građeni virusi (Pox virusi)

Hemijski sastav virusa

Svi virusi sadrže nukleinsku kiselinu i polipeptide, iz kojih je građen proteinski omotač, a veći i složeniji virusi poseduju još i lipide i polisaharide.

Nukleinska kiselina virusa

Već smo rekli na početku ovog teksta da virusi poseduju samo jednu nukleinsku kiselinu, u kojoj je zapisan genom virusa. Kod nekih virusa nukleinska kiselina je vezana za unutrašnje proteine, i oni zajedno grade jezgro virusne čestice (core). RNK virusi su izuzetak u živom svetu, gde je RNK nosilac naslednih informacija.

Virusni proteini

Najveći deo virusne čestice čine proteini, iz kojih je izgrađena proteinska ovojnica (kapsid). Svi strukturni proteini su dobri antigeni, i odgovorni su za najveći broj imunoloških reakcija koje izaziva virus. Složeni virusi sadrže i određene enzime, takođe proteinske prirode (transkriptaze, neuramidaze, reverznu transkriptazu). Neki virusi poseduju i proteine koji menjaju metabolizam i građu inficirane ćelije.

Virusni lipidi

Virusi sa spoljnim omotačem sadrže neutralne lipide (fosfolipide i glikolipide). Takvi virusi posle tretiranja etrom i drugim organskim rastvaračima gube sposobnost da inficiraju osetljive ćelije, virusi bez spoljnog omotača ne sadrže lipide, pa su otporni na delovanje organskih rastvarača. Većina ovih lipida su poreklom od ćelije domaćina i integrišu se u virusnu česticu u procesu njenog skapanja i oslobađanja iz ćelije (od citoplazmatske membrane, jedarne membrane, membrane endoplazmatskog retikuluma inficirane ćelije). Isti virus kada se razmnožava u različitim vrstama ćelija ima različit lipidni sastav, ali su njegove biološke osobine i infektivnost identični.

Poxviridae ima velike količine lipida u svom omotaču koji je dvostruk, ali je ipak otporan na etar, njihov lipoproteinski omotač nije poreklom od ovojnica ćelije domaćina, nego se sintetiše u citpolazmi inficirane ćelije, pa ima drugačiji lipidni sastav.

Virusni polisaharidi

Poseduju ih samo virusi koji imaju omotač oko nukleokapsida. Poreklo polisaharida je takođe od domaćina. U glikoproteinima se nalaze: hemoaglutinin i neuramidaza virusa influence pri čemu su polipeptidi produkti virusnog genoma, a ugljeno-hidratni deo je poreklom od domaćina.

Razlike virusa od drugih mikroorganizama

Navešćemo u tezama razlike virusa od ostalih mikroorganizama, neke stvari smo već napomenuli u tekstu.

  • Virusi imaju samo jednu vrstu nukleinske kiseline (DNK ili RNK) u genomu.
  • Virusi ne poseduju jedro, citpolazmu, organele i ćelijsku membranu. Nemaju enzime za metabolizam energije i nemaju organele za ćelijske sinteze.
  • Razmnožavaju se u složenim ciklusima, uvek u živoj ćeliji. Tokom razmnožavanja se potpuno dezintegrišu, virusni sastojci se pojedinačno sintetišu i zatim se sklapaju u nove virusne čestice.
  • U laboratoriji se razmnožavaju u živim sistemima, a ne na veštačkim podlogama.
  • Mogu inficirati sve organizme u prirodi od jednoćelijskih (npr. bakterije – bakteriofag), do viših biljaka i životinja.
Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

Napišite Vaš odgovor/pitanje