Вируси: Какви са те и какво правят?

Вирусите са микроскопични организми, които съществуват почти навсякъде на земята. Те могат да заразят животни, растения, гъби и дори бактерии.

Понякога вирусът може да причини смъртоносна болест, която е фатална. Други вирусни инфекции не предизвикват забележима реакция.

Вирусът може да има и един ефект върху един тип организъм, но различен ефект върху друг. Това обяснява как вирусът, който засяга котка, може да не засегне куче.

Вирусите се различават по сложност. Те се състоят от генетичен материал, РНК или ДНК, заобиколени от слой протеин, липид (мазнина) или гликопротеин. Вирусите не могат да се копират без хост, така че те са класифицирани като паразитни.

Те се смятат за най-богатата биологична единица на планетата.

Бързи факти за вирусите

Ето някои ключови въпроси за вирусите. По-подробно е в основната статия.

• Вирусите са живи организми, които не могат да се репликат без клетка гостоприемник.
• Те се смятат за най-богатата биологична единица на планетата.
• Болестите, причинени от вируси, включват бяс, херпес и Ебола.
• Няма лечение за вирус, но ваксинацията може да ги предпази от разпространение.

Какво представляват вирусите?

Почти всяка екосистема на Земята съдържа вируси.

Преди да влезете в клетка, вирусите съществуват във вид, известен като вириони.

По време на тази фаза, те са приблизително една стотна от размера на една бактерия и се състоят от две или три отделни части:

• генетичен материал, или ДНК или РНК
• протеиново покритие или капсид, който защитава генетичната информация
• Липидната обвивка понякога се намира около протеиновото покритие, когато вирусът е извън клетката

Вирусите не съдържат рибозома, така че те не могат да произвеждат протеини. Това ги прави напълно зависими от техния домакин. Те са единственият тип микроорганизъм, който не може да се възпроизвежда без клетка-гостоприемник.

След като се свърже с клетка гостоприемник, вирусът ще вмъкне генетичен материал в хоста и ще поеме функциите на този хост.

След заразяването на клетката, вирусът продължава да се възпроизвежда, но произвежда повече вирусни протеини и генетичен материал вместо обичайните клетъчни продукти.

Именно този процес печели вируси като класификация на паразита.

Вирусите имат различни форми и размери и могат да бъдат категоризирани по техните форми.

Те могат да бъдат:

• Helical: Тютюневият мозаечен вирус има форма на спирала.
• Икозахедрични, почти сферични вируси: Повечето животински вируси са такива.
• Плик: Някои вируси се покриват с модифициран участък от клетъчна мембрана, създавайки защитен липиден плик. Те включват грипния вирус и ХИВ.

Други форми са възможни, включително нестандартни форми, които съчетават както спираловидни, така и икозахедрични форми.

Източници

Вирусите не напускат изкопаеми останки, затова е трудно да се проследят във времето. Молекулярни техники се използват за сравняване на ДНК и РНК от вируси и да разберете повече за това откъде идват.

Три конкуриращи се теории се опитват да обяснят произхода на вирусите.

• Регресивна или редукционна хипотеза: Вирусите започнаха като независими организми, които станаха паразити. С течение на времето те хвърлят гени, които не им помагат да паразитизират, и те стават напълно зависими от клетките, които обитават.
• Прогресивна или бягаща хипотеза: Вирусите са еволюирали от части от ДНК или РНК, които "избягали" от гените на по-големите организми. По този начин те придобиват способността да станат независими и да се движат между клетките.
• Първа хипотеза за вируса: Вирусите се развиха от сложните молекули на нуклеиновата киселина и протеините преди или по същото време, когато първите клетки се появиха на Земята преди милиарди години

трансмисия

Един вирус съществува само за възпроизвеждане. Когато се възпроизвежда, потомството му се разпространява в нови клетки и нови хостове.

Гримът на вируса оказва влияние върху способността му да се разпространява.

Вирусите могат да се предават от човек на човек и от майка на дете по време на бременност или раждане.

Те могат да се разпространяват чрез:

• докосване
• обмен на слюнка, кашлица или кихане
• сексуален контакт
• замърсена храна или вода
• насекоми, които ги носят от едно лице на друго

Някои вируси могат да живеят на обект от известно време, така че ако човек докосне елемент с вируса в ръцете си, следващият човек може да вземе този вирус, като докосне същия обект. Обектът е известен като fomite.

Тъй като вирусът се повтаря в тялото, той започва да се отразява на хоста. След период, известен като инкубационен период, симптомите могат да започнат да се показват.

Какво се случва, ако вирусите се променят?

Когато един вирус се разпространи, той може да вдигне част от ДНК на гостоприемника си и да го занесе в друга клетка или организъм.

Ако вирусът влезе в ДНК на гостоприемника, той може да засегне по-широкия геном, като се движи около хромозома или към нова хромозома.

Това може да има дългосрочни ефекти върху дадено лице. При хората това може да обясни развитието на хемофилия и мускулна дистрофия.

Това взаимодействие с ДНК на хоста също може да доведе до промяна на вирусите.

Някои вируси засягат само един тип същество, да речем, птици. Ако вирусът, който обичайно засяга птиците, случайно навлезе в човек и ако вдигне някаква човешка ДНК, това може да доведе до нов вид вирус, който може да бъде по-вероятно да засегне хората в бъдеще.

Ето защо учените са загрижени за редките вируси, които се разпространяват от животни на хора.

Вирусни заболявания

Вирусите причиняват много човешки заболявания.

Те включват:

• едра шарка
• общата настинка и различните видове грип
• морбили, паротит, рубеола, варицела и херпес зостер
• хепатит
• херпес и студени рани
• детски паралич
• бяс
• Ебола и Ханта треска
• HIV, вирусът, който причинява СПИН
• Тежък остър респираторен синдром (SARS)
• денга треска, Зика и Епщайн-Бар

Някои вируси, като човешкия папиломен вирус (HPV), могат да доведат до рак.

Какво представляват приятелските вируси?

Точно както има приятелски бактерии, които съществуват в нашите черва и ни помагат да смиламе храната, хората могат да носят и приятелски вируси, които помагат да се предпази от опасни бактерии, включително.

Борба с вирусите

Когато имунната система на организма открие вирус, той започва да реагира, за да позволи на клетките да оцелеят при атаката.

Процес, наречен РНК интерференция, разгражда вирусния генетичен материал.

Имунната система произвежда специални антитела, които могат да се свързват с вируси, което ги прави неинфекциозни. Тялото изпраща Т-клетките да унищожат вируса.

Повечето вирусни инфекции предизвикват защитен отговор от имунната система, но вируси като ХИВ и невротропни вируси имат начини за избягване на защитата на имунната система.

Невротропните вируси заразяват нервните клетки. Те са отговорни за болести като полиомиелит, бяс, заушка и морбили.

Те могат да повлияят на структурата на централната нервна система (ЦНС) със забавени и прогресивни ефекти, които могат да бъдат тежки.

Лечение и лекарства

Бактериалните инфекции могат да се лекуват с антибиотици, но вирусните инфекции изискват или ваксинации, за да се предотврати на първо място, или антивирусни лекарства за лечение.

Понякога единственото възможно лечение е облекчаването на симптомите.

Антивирусните лекарства са разработени до голяма степен в отговор на пандемията от СПИН. Тези лекарства не унищожават патогена, но възпрепятстват тяхното развитие и забавят развитието на болестта.

Антивирусни средства също са на разположение за лечение на инфекция с вируса на херпес симплекс, хепатит В, хепатит С, грип, херпес зостер и варицела.

Ваксини

Ваксинациите обикновено са най-евтиният и най-ефективният начин за предотвратяване на вируси. Някои ваксини са успели да премахнат болести като едра шарка.

Вирусните ваксинации се състоят от:

• отслабена форма на вируса
• вирусни протеини, наречени антигени, които стимулират организма да образува антитела, които ще се борят с бъдещето
• инфекции със същия вирус
• живи атенюирани вируси, като имунизация за полиомиелит

Живите атенюирани ваксини носят риск от причиняване на оригиналната болест при хора със слаба имунна система.

Понастоящем има ваксинации за полиомиелит, морбили, паротит и рубеола. Широкото използване на тези ваксини намали драматично разпространението им.

Две дози от ваксината срещу морбили, например, предлагат 97% защита срещу това заболяване.

Ваксината срещу морбили е постигнала 99% намаляване на разпространението на морбили в Съединените щати (САЩ). Ако има избухване, това обикновено засяга хора, които не са ваксинирани.

Някои хора избират да не ваксинират децата си и тъй като повечето хора около тях ваксинират, рискът от получаване на морбили е нисък.

Въпреки това, ако по-малко от 92 до 95% от хората получават ваксината, дадена общност може да загуби своя "имунитет срещу стадата" и да се появи огнище. Рискът от заболяване се увеличава драматично.

По думите на CDC:

"Antivaxxers помагат да се диша нов живот в стари заболявания."

Това може да засегне и уязвимите хора, които не могат да получат ваксината по някаква причина, като например компрометирана имунна система.

Вирусните инфекции обикновено се прекратяват без лечение, но медикаментите могат да облекчат симптоми като болка, треска и кашлица.