Virus - Biologia generale

Virus

I virus (dal latino “veleno”) sono parassiti endocellulari obbligati, entità molecolari che sono a metà strada tra il mondo dei viventi e dei non viventi. Per certi aspetti non sembrano appartenere ai domini dei viventi ma non si riscontrano nel mondo non vivente; quindi, non appartengono a nessun dominio. Sono stati detti virus perché scoperti come agenti patogeni non batterici in grado di infettare le piante di tabacco. Furono scoperti con l’invenzione del microscopio elettronico, perché hanno dimensioni nell’ordine dei nanometri (da 10 a 400 nm), per cui non sono osservabili al microscopio ottico. Non sono formati da cellule e non hanno nucleo, organelli, citoplasma e membrana plasmatica propria. Sono in grado di riprodursi solamente se infettano un organismo ospite. Non presentano attività metabolica, quindi non sono in grado di trasformare energia; infatti, producono solamente le proteine necessarie alla loro replicazione. Possiedono materiale genetico, DNA o RNA, ma non presentano il flusso del materiale genetico che rispecchia il dogma centrale della biologia (DNA -> RNA -> proteine). Quando infettano la cellula ospite acquistano la capacità dei viventi di riprodursi; sono anche in grado di evolversi, perché il loro materiale genetico è soggetto a variazione.

Origine

Esistono tre ipotesi per quanto riguarda l’origine dei virus:

• Ipotesi progressiva: si sarebbero evoluti da elementi genetici capaci di replicazione autonoma (plasmidi e trasposoni), che avrebbero acquisito proprietà infettive con l’evoluzione.
• Ipotesi regressiva: sarebbero forme degenerate di parassiti intracellulari. I loro genomi si sarebbero progressivamente ridotti in quanto la maggior parte delle funzioni utili alla riproduzione virale vengono fornite dalla cellula ospite. Quindi avrebbero mantenuto solamente gli elementi molecolari necessari per l’infezione, cioè le proteine e il materiale genetico.
• Ipotesi indipendente: si sarebbero evoluti parallelamente a procarioti ed eucarioti a partire da molecole di RNA in grado di auto-replicarsi, che si sarebbero trasformate in agenti infettivi.

Struttura

Sono formati da un involucro esterno di natura proteica, il capside, costituito da aggregati di proteine monomeriche, dette capsomeri. Gli agenti virali hanno forma variabile e ciò ne permette la classificazione. Oltre al rivestimento proteico alcuni possono presentare un involucro membranoso che è un doppio strato fosfolipidico, detto pericapside. Se i virus presentano questo rivestimento sono detti rivestiti; se invece è assente sono detti nudi. Il rivestimento non è mai di origine virale ma deriva dalla cellula ospite nel momento in cui il virus esce da essa, solitamente per esocitosi. Nel doppio strato vanno ad inserirsi proteine di origine virale, come ad esempio glicoproteine di membrana che facilitano l’ingresso nella cellula ospite. All’interno del capside (core) si trova il materiale genetico, RNA o DNA, a singolo o a doppio filamento, circolare o lineare. Alcuni virus possiedono enzimi associati necessari per l’infezione e la replicazione virale; sono presenti solitamente nei virus a RNA. Il genoma virale codifica per le proteine del capside e del pericapside; inoltre, codifica per gli enzimi che provocano la rottura della membrana della cellula infettata (se il rilascio non avviene per esocitosi) e per quelli utili a replicare l’RNA (contraddicendo il dogma centrale della biologia).

Classificazione dei virus

I virus si classificano in base a:

• Spettro d’ospite (animali, vegetali, batteri, funghi)
• Forma o simmetria (icosaedrica, elicoidale, complessa)
• Tipo di acido nucleico (DNA o RNA)

Solitamente la classificazione per materiale genetico è quella più utilizzata perché condiziona l’infezione dell’ospite. Tutte le cellule viventi possono essere infettate da virus, ma questi sono specie-specifici, quindi non solo riconoscono il tipo di cellula (vegetale, animale), ma anche il tipo di tessuto che andranno ad infettare. Pertanto si utilizza questa peculiarità come altro metodo di classificazione. I virus quindi si possono distinguere in base all’organismo nel quale si riproducono in:

• Batteriofagi (o fagi), che infettano i batteri; sono stati i primi ad essere studiati poiché l’interazione con i batteri, organismi unicellulari, è più semplice di quella con gli eucarioti.
• Virus vegetali, che infettano le cellule delle piante (come il virus del mosaico del tabacco)
• Virus animali