病毒究竟是怎样一种存在?

病毒只包含核苷酸和蛋白,就能致万千“大型”动物于患病甚至死亡之地,病毒之小而又如此之恐怖,比如乙肝病毒、AIDS、SARS,禽流感、最近的MERS。

简单来说,病毒是人类目前发现的最简单、最微小的微生物,但是病毒到底属不属于生命,目前仍然有争议,因为病毒自身并不能进行任何生命活动。病毒的主要结构就是内部有一段遗传物质,外面包着一层生物膜,这就构成了病毒最简单的结构。各种病毒之间的大小有明显的差异,但是即便是这样,病毒也比细菌要小很多,比如大肠癌细菌,直径约为6000纳米,而最大的病毒,痘病毒,其直径约为300纳米,而最小的病毒,微小病毒,其直径只有20纳米。

电子显微镜下的SARS冠状病毒

病毒的结构

一个完整成熟的病毒颗粒,称之为病毒体,病毒体是病毒在细胞外的典型结构形式,而且具有一定的传染性。病毒体的主要形状呈球形或者类球形,少数可以为丝状、杆状或者砖块状等。

病毒体的基本结构是由核心和衣壳构成,称为核衣壳。有些病毒的核衣壳外面还会有包膜,有包膜的病毒称为包膜病毒,没有包膜的病毒称为裸露病毒。

病毒的基本结构

核心:病毒的这种核心其实就是核酸,也就是我们说的遗传物质。目前人类发现的遗传物质就是DNA和RNA,人类的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质既有RNA,也有DNA。遗传物质的重要性不必多说,病毒的遗传物质主要就是为病毒的复制、遗传和变异提供遗传信息。

衣壳:病毒的衣壳就是包着在病毒遗传物质外面的蛋白质外壳。这种衣壳除了具有一定的保护作用外,还具有一定的抗原性,能够介导病毒进入宿主细胞。

包膜:包膜并不是病毒所必须的结构。当病毒在宿主细胞内完成复制以后,以出芽的方式向宿主细胞外释放的时候,病毒就会将宿主细胞的细胞膜的一部分带出,形成的自己的包膜。

病毒的遗传物质

人和动物的遗传物质是DNA,这个我们大家都知道,其实DNA就是核酸,而核酸有两种,一种是DNA,另外一种就是RNA。在人体细胞内DNA是遗传物质,而RNA主要是用于转录和翻译NDA上的遗传信息的。而病毒的遗传物质既有DNA又有RNA,因此可以分为DNA病毒和RNA病毒。

我们知道病毒感染的方式是寄生,当病毒进入活细胞以后,病毒的遗传物质会利用活细胞内的细胞器,为自己合成蛋白质衣壳以及复制自己的遗传信息,完成复制以后再进行组装,形成新的子代病毒。在这个过程当中,遗传物质起到决定性的主导作用。

病毒的遗传物质还有一个很重要的特点,就是容易变异,因为能够保护病毒的结构并不多,而且RNA病毒大多数是单链,单链的遗传物质就没有双链DNA稳定。这种不稳定性对治疗病毒和研制病毒疫苗带来很大的麻烦。

病毒感染活细胞的过程,利用活细胞的细胞器为自己生产遗传物质和蛋白质外壳,然后再释放到细胞外面。

病毒的蛋白质

遗传物质虽然很重要,但是其比重并不高,蛋白质是病毒的主要成分,占病毒总量的70%左右。病毒的蛋白质是病毒的遗传物质利用宿主细胞进行合成的。病毒的蛋白质功能主要就是保护病毒的遗传物质、参与感染过程、介导病毒进入宿主细胞、具有一定的抗原性。所谓抗原性就是指能够引起宿主体内的免疫细胞进行识别。

病毒的分类

病毒的发现相对于细胞来说要晚很多,发现的病毒有成千上万种,对病毒的分类,目前统一使用科、属、种这种分类单元进行分类。病毒分类的主要依据有:

按照病毒的遗传物质:参考因素主要有DNA或RNA、单链或双链、分子量、基因数;

按照病毒体的形状和大小;

衣壳对称性和壳粒数目;

有无包膜;

抗原性;

对理化因素的敏感性;

生物学特性:比如遗传方式、宿主范围、传播途径和致病性等。

病毒的致病作用

我们之所以比较害怕病毒,就是因为病毒用肉眼看不见,而且具有很强的致病作用,虽然不是所有的病毒都会致病,但是一些致命性的病毒如果在人群当中传播开来,其后果是不堪设想的。不同的病毒具有不同的传播方式,病毒可以通过空气、飞沫、污染的水和食品、污染的血、注射器、游泳池、性接触、母婴、蚊虫叮咬,动物咬伤等各种方式进行传播。

处理埃博拉病毒感染者,全副武装,最大限度的隔离病毒。

病毒致病的作用机制常见以下几种:

稳定状态感染:有些病毒进入细胞以后,能够完成复制,但不会立即导致细胞的死亡,新产生的病毒以出芽的方式缓慢释放子代病毒。这类感染方式,常见于一些带有包膜的病毒。这类病毒感染细胞以后,虽然能够进行自我复制,但是并不会影响到细胞正常的代谢功能,也不会破坏细胞的溶酶体,所以不会直接导致细胞出现裂解死亡。不过被感染的细胞表面会带有病毒的合成蛋白,而病毒的合成蛋白对人体来说属于抗原,所以这类细胞之后依然会被人体的免疫细胞进行攻击,被感染的细胞依然会被杀死。

病毒可以致癌:许多病毒与人类恶性肿瘤的关系是已经确定的,比如HPV病毒和宫颈癌的关系,目前上市的宫颈癌疫苗并不是直接对宫颈癌进行预防,而是预防HPV病毒。我们知道正常细胞的癌变是控制细胞增长的基因发生了突变,导致细胞无节制的增长,而具有致致癌作用的病毒就可以改变控制细胞增殖的基因,导致细胞癌变。

病毒感染肝细胞的病理切片

总结

病毒是自然界普遍存在的一种微生物,其体积比细胞还要小很多。病毒自己不能进行任何生命活动,必须寄生于活细胞,因此病毒并不能算一个独立的生命体。被病毒感染并不意味着就一定会致病,健康的人体也会存在着很多的病毒,因此我们要正确的看待病毒。就目前而言,我们人类对病毒的了解还是知之甚少,还需要很长的路要走。

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