Biologia applicata

Il mondo dei virus

Un virus è un agente infettivo molto piccolo costituito da un core di acido nucleico e dipendente per la sua sopravvivenza da un essere vivente. Lo studio dei virus è definito virologia e coloro che studiano i virus sono definiti virologi. Molti biologi considerano i virus particelle non viventi in quanto non hanno una struttura cellulare e non possono né svolgere le attività metaboliche né replicarsi in modo autonomo. Essi non possiedono i componenti necessari per effettuare la respirazione cellulare e per sintetizzare proteine o altre molecole. I virus contengono acidi nucleici capaci di replicarsi una volta che hanno invaso le cellule viventi. I virus sono parassiti intracellulari obbligati, il che significa che possono sopravvivere soltanto usando le risorse di una cellula ospite. I virus infettano ogni tipo di organismo inclusi batteri, archeobatteri, protisti, piante, funghi e animali. Alcuni virus infettano persino altri virus. I virus sono molto

I virus sono molto piccoli: la maggior parte ha dimensioni comprese tra i 20 e i 300 nm.

L'idea che tutti i virus sono organismi piccoli e semplici, con piccoli genomi, è stata messa indiscussione dalla scoperta dei virus giganti.

Un virus consiste di un core di acido nucleico circondato da un rivestimento proteico.

Il core, costituito da un acido nucleico, è circondato da un rivestimento proteico detto capside. I microbiologi definiscono virione la particella virale completa che è esterna alla cellula ospite in uno stato dormiente. I virioni sono la forma nella quale i virus si spostano dalla cellula nella quale sono stati prodotti a una nuova cellula ospite dove possono replicare il loro genoma.

Il capside è un rivestimento proteico protettivo.

La forma di un virus è determinata dall'organizzazione delle subunità proteiche, dette capsomeri, che costituiscono il capside. I capsidi virali sono generalmente di forma elicoidale o

cellula ospite, durante il processo di uscita dalla cellula. L'involucro può contenere proteine virali e lipidi derivati dalla membrana ospite. Questo involucro conferisce al virus una maggiore resistenza all'ambiente esterno e può essere coinvolto nella sua capacità di infettare nuove cellule. I virus con involucro includono virus come l'HIV, l'influenza e l'herpes. Questi virus sono spesso trasmessi attraverso fluidi corporei come il sangue, il sesso e la saliva. L'involucro può essere importante per la loro capacità di evadere il sistema immunitario dell'ospite e di infettare diverse tipologie di cellule. In conclusione, i virus possono avere diverse forme e strutture, che possono influenzare la loro capacità di infettare le cellule ospiti. La comprensione di queste caratteristiche è fondamentale per lo sviluppo di strategie di prevenzione e trattamento delle malattie virali.

cellula ospite, nel momento in cui lascia la cellula. È interessante notare che, mentre si trova nella cellula ospite, il virus sintetizza alcune proteine e le inserisce nella membrana plasmatica della cellula. Pertanto, l'involucro virale è costituito da fosfolipidi e proteine della membrana plasmatica della cellula ospite ed anche da proteine peculiari prodotte dal virus stesso.

Classificazione dei virus

I virus rappresentano una sfida tassonomica in quanto non presentano le caratteristiche distintive degli organismi viventi. Sono acellulari, non svolgono attività metaboliche e si riproducono utilizzando il metabolismo replicativo di cellule viventi. Non sintetizzano proteine e non hanno rRNA distintivi. Per queste ragioni, i virus non possono essere classificati in nessuno dei tre domini.

I virus possono essere classificati sulla base della loro gamma di ospiti, ovvero i tipi di organismi che infettano. La gamma di ospiti può essere rappresentata da batteri, alghe,

formazione di un ponte tra il virus e la cellula ospite. Alcuni batteriofagi hanno anche delle code a forma di siringa che possono iniettare il loro acido nucleico direttamente nella cellula ospite. I virus animali possono infettare una vasta gamma di organismi, inclusi gli esseri umani. Essi possono causare malattie come il raffreddore comune, l'influenza, il morbillo e l'HIV. I virus animali hanno una struttura simile a quella dei batteriofagi, ma possono essere più complessi e vari in forma e dimensioni. I virus vegetali infettano le piante e possono causare malattie come il mosaico delle foglie, la necrosi e la deformazione delle piante. Essi hanno una struttura simile a quella dei batteriofagi, ma possono essere più semplici e spesso hanno una forma filamentosa. I virus sono considerati parassiti intracellulari obbligati, poiché non possono replicarsi o sopravvivere al di fuori di una cellula ospite. Una volta infettata la cellula ospite, il virus utilizza i suoi meccanismi di replicazione per produrre copie di sé stesso. Questo processo può danneggiare o distruggere la cellula ospite, causando la malattia. In conclusione, i virus sono agenti infettivi che possono infettare una vasta gamma di organismi, utilizzando le cellule ospiti per replicarsi. Sono considerati parassiti intracellulari obbligati e possono causare malattie negli organismi che infettano.

penetrazione nella cute nella cellula ospite. I virus si riproducono solo all'interno delle cellule ospiti. I virus infettano cellule batteriche, animali o vegetali in modo sostanzialmente simile. Il ciclo riproduttivo di un virus comincia quando esso prende contatto con una cellula ospite. Il virus tipicamente si attacca alla superficie della cellula. L'acido nucleico virale deve entrare nella cellula ospite per effettuare la sintesi dei componenti necessari alla sua riproduzione. Quindi, i componenti virali vengono assemblati e i virus sono rilasciati dalla cellula, pronti a invadere altre cellule. Le due tipologie di riproduzione virale sono il ciclo litico e il ciclo lisogenico.

Un ciclo riproduttivo litico distrugge la cellula ospite. Nel ciclo litico, il virus lisa (distrugge) la cellula ospite. Quando il virus infetta una cellula ospite sensibile, esso forza l'apparato metabolico della cellula ospite a replicare le particelle virali. I virus caratterizzati da un ciclo litico

litico sono detti virulenti, che significa che causano malattie espesso la morte. Le cinque fasi principali di una tipica riproduzione virale litica sono le seguenti: - Aggancio (o adesione): il virus aderisce ai recettori posti sulla cellula ospite. Questo processo assicura che il virus infetti solo il suo specifico ospite. - Penetrazione: il virus penetra attraverso la membrana plasmatica della cellula ospite ed entra nel citoplasma. Molti virus che infettano le cellule animali entrano intatti nella cellula ospite. Alcuni fagi iniettano solo il loro acido nucleico nel citoplasma della cellula ospite, mentre il capside resta all'esterno. - Replicazione e sintesi: il genoma virale contiene tutte le informazioni necessarie per produrre nuovi virus. Una volta all'interno, il virus degrada l'acido nucleico dell'ospite e usa il macchinario molecolare della cellula ospite per replicare il proprio e produrre proteine virali. Molti farmaci antivirali interferiscono con la replicazione virale. - Assemblaggio: le nuove copie del virus vengono assemblate all'interno della cellula ospite. - Rilascio: i nuovi virus vengono rilasciati dalla cellula ospite, spesso distruggendola nel processo. Queste fasi si verificano durante la replicazione di un virus litico e sono responsabili della diffusione dell'infezione e della malattia associata.

replicazione dell'acido nucleico virale.

Assemblaggio: i componenti virali neosintetizzati vengono assemblati per formare nuovi virus.

Rilascio: i virus assemblati vengono liberati all'esterno. Generalmente, enzimi litici prodotti dal fago durante gli stadi tardivi della replicazione distruggono la membrana plasmatica della cellula ospite. Normalmente, il rilascio dei fagi avviene tutto in una volta e determina una rapida lisi cellulare, mentre i virus animali spesso vengono rilasciati lentamente, oppure gemmano la membrana plasmatica.

I nuovi virus infettano altre cellule e il processo si ripete. Il tempo richiesto per la replicazione virale, dall'adesione al batterio alla liberazione di nuovi virus, varia da meno di 20 minuti a più di un'ora.

Nel ciclo lisogenico i virus temperati integrano il loro DNA nel DNA dell'ospite.

I virus temperati non sempre distruggono il loro ospite. Questi fagi alternano tra un ciclo litico e un ciclo lisogenico. In un

ciclo lisogenico, il genoma virale di solito si integra e viene replicato con il DNA dell'ospite batterico e viene definito profago o provirus. Quando il DNA batterico si replica, anche il profago si replica. I geni che codificano le proteine strutturali virali possono essere repressi indefinitamente.

Alcune condizioni ambientali possono determinare la trasformazione di un virus temperato in un virus virulento, con conseguente distruzione della cellula ospite. Altre volte, i virus temperati possono mutare spontaneamente in virus litici.

Le cellule batteriche contenenti alcuni tipi di virus temperati possono manifestare nuove proprietà. Questo evento è definito conversione lisogenica.

Malattie virali

Il premio Nobel per la Medicina nel 1960 definì un virus come un pezzo di cattive notizie avvolto in proteine. Virus patogeni sono responsabili di alcune gravi malattie. Ora sappiamo che la maggior parte dei virus noti non è patogena, ovvero non causa malattie.

Alcuni

I virus infettano le cellule vegetali. I virus causano molte importanti malattie nelle piante e sono responsabili di ingenti perdite agricole e di una qualità inferiore dei raccolti. Le piante infette danno quasi sempre un raccolto inferiore.

Le infezioni virali in genere non uccidono le piante, ma provocano la riduzione delle dimensioni della pianta e la comparsa di punteggiature, venature o screziature sulle foglie, sui fiori e sui frutti. La maggior parte di questi virus presenta il capside, ma è priva di un involucro. Il genoma della maggior parte dei virus delle piante è costituito da RNA a singolo filamento.

Gli insetti sono importanti vettori nelle infezioni delle piante. Le malattie virali possono essere diffuse tra le piante dagli insetti che si nutrono dei loro tessuti.

A causa della spessa parete cellulare, i virus non possono entrare nelle cellule delle piante a meno che queste non siano danneggiate. I virus delle piante possono essere trasmessi anche da semi infetti.

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La propagazione dei virus avviene principalmente attraverso la trasmissione da un ospite infetto a un ospite sano, sia per via sessuale che per propagazione asessuata. Una volta che la pianta è infettata, il virus può diffondersi in tutta la struttura vegetale passando attraverso i plasmodesmi che attraversano la parete cellulare delle cellule adiacenti.

I virus causano gravi malattie negli animali. Centinaia di virus diversi infettano gli animali, compreso l'uomo. Le attività dell'uomo, inclusi fattori sociali come l'urbanizzazione, la facilità dei viaggi su scala planetaria, le guerre, contribuiscono alle epidemie e alla diffusione delle malattie infettive. Le condizioni di vita, compresi l'igiene, la nutrizione, lo stress fisico, il livello dell'assistenza sanitaria, le abitudini sessuali, sono tutti fattori importanti per la diffusione di malattie.

Molti virus dei vertebrati hanno cicli riproduttivi litici. La maggior parte dei virus non può sopravvivere a lungo fuori da una cellula ospite vivente e così la loro sopravvivenza dipende dal fatto di poter essere

trasmessi da un animale all'altro. Tuttavia, la loro gamma di ospiti può essere alquanto limitata, in quanto