Znanstvenici su dugo pokušavali otkriti strukturu i funkciju virusi. Virusi su jedinstveni po tome što su klasificirani kao živi i neživi na raznim mjestima u povijesti biologija. Virusi nisu stanice već nežive, infektivne čestice. Oni su sposobni izazvati brojne bolesti, uključujući Rak, u raznim vrstama organizama.
Virusni patogeni ne inficiraju samo ljude i životinje, ali i bilje, bakterija, protista i arheja. Ove izuzetno sitne čestice su oko 1000 puta manje od bakterija i mogu se naći u gotovo bilo kojem okruženju. Virusi ne mogu postojati neovisno o drugim organizmima jer moraju da preuzmu živu stanicu da bi se mogli razmnožavati.
Čestica virusa, također poznata kao virion, u osnovi je nukleinske kiseline (DNA ili RNA) zatvoreni u proteinskoj ljusci ili omotaču. Virusi su izuzetno mali, promjera oko 20 - 400 nanometara. Najveći virus, poznat kao Mimivirus, može mjeriti do 500 nanometara u promjeru. Za usporedbu, ljudska crvena krvna stanica je promjera oko 6 000 do 8 000 nanometara.
Osim različitih veličina, virusi imaju i različite oblike. Slično bakterijama, neki virusi imaju sferne ili šipkaste oblike. Ostali virusi su ikosaedri (poliedar s 20 lica) ili spiralnog oblika. Virusni oblik određuje proteinska prevlaka koja obuhvaća i štiti virusni genom.
Virusi mogu imati dvolančanu DNK, dvolančanu RNA, jednolančanu DNK ili jednolančanu RNA. Vrsta genetskog materijala koja se nalazi u određenom virusu ovisi o prirodi i funkciji određenog virusa. Genetski materijal obično nije izložen, ali pokriven je proteinskim omotačem poznatim kao kapsid. Virusni genom može se sastojati od vrlo malog broja gena ili do stotina gena, ovisno o vrsti virusa. Imajte na umu da je genom obično organiziran kao dugačka molekula koja je obično ravna ili kružna.
protein kaput koji sadrži virusni genetski materijal poznat je kao kapsid. Kapsid se sastoji od proteinskih podjedinica nazvanih kapsometri. Kapsidi mogu imati nekoliko oblika: polieder, štap ili složeni. Kapsidi funkcioniraju tako da štite virusni genetski materijal od oštećenja.
Pored proteinskog omotača, neki virusi imaju specijalizirane strukture. Na primjer, virus gripe ima omotač nalik na membranu oko kapside. Ti su virusi poznati kao zamotani virusi. Ovojnica ima i stanice domaćina i virusne komponente i pomaže virusu u inficiranju svog domaćina. Dodaci kapsida nalaze se i u bakteriofazima. Na primjer, bakteriofagi mogu imati proteinski rep na kapsidu koji se koristi za zarazu bakterija domaćina.
Virusi nisu sposobni sami replicirati svoje gene. Za reprodukciju se moraju osloniti na stanicu domaćina. Da bi se dogodila replikacija virusa, virus mora najprije zaraziti stanicu domaćina. Virus ubrizgava svoj genetski materijal u stanicu i koristi stanične organele za umnožavanje. Nakon što se replicira dovoljan broj virusa, novoformirani virusi liziraju ili razbijaju stanicu domaćina i kreću u zarazu drugih stanica. Ova vrsta virusne replikacije poznata je kao litski ciklus.
Neki virusi mogu se replicirati lizogenim ciklusom. U tom se procesu virusna DNK ubacuje u DNK stanice domaćina. U ovom je trenutku virusni genom poznat kao profaga i ulazi u uspavano stanje. Profazni genom reproducira se zajedno s genomom bakterija kada se bakterije dijele i prenose se uz svaki od bakterija kćerna stanica. Kada se aktivira promjenom okolišnih uvjeta, profana DNA može postati litska i početi replicirati virusne komponente unutar stanice domaćina. Virusi koji nisu obuhvaćeni oslobađaju se iz stanice lizom ili eksocitozu. Zaštićeni virusi se obično oslobađaju pupoljkom.
Virusi uzrokuju brojne bolesti u organizmima koje zaraze. Ljudske infekcije i bolesti uzrokovane virusima uključuju Ebola groznica, kozica, ospice, gripa, HIV / AIDS i herpes. Vakcine su učinkovite u sprečavanju nekih vrsta virusnih infekcija, poput malih boginja, kod ljudi. Djeluju pomažući tijelu da izgradi odgovor imunološkog sustava protiv specifičnih virusa.
Virusne bolesti koje utječu na životinje uključuju bjesnoću, stopalo i šapu, ptičju gripu i svinjsku gripu. Bolesti biljaka uključuju mozaičnu bolest, prstenastu mrlju, navijanje lišća i bolesti lišća. Virusi poznati kao bakteriofagi uzrokuju bolest u bakterijama i arheama.