Вирусы повсюду - и их много. Вирусные инфекции могут представлять небольшой риск для нашего здоровья, например, простуду, или угрозу для нашей жизни, например, ВИЧ-инфекция. Вирусы можно сгруппировать по их генетическому материалу: ДНК или РНК. Оба типа могут инфицировать организмы-хозяева и вызывать болезни. Однако способы, которыми ДНК- и РНК-вирусы заражают клетки-хозяева и захватывают биохимический аппарат клетки, различны.
Основы
Вирусы - это небольшие неживые паразиты, которые не могут размножаться за пределами клетки-хозяина. Вирус состоит из генетической информации - ДНК или РНК, покрытой белком. Вирус вводит свою генетическую информацию в клетку-хозяин, а затем берет на себя управление механизмами клетки. Этот процесс позволяет вирусу делать копии своей ДНК или РНК и создавать вирусные белки внутри клетки-хозяина. Вирус может быстро создать несколько копий самого себя в одной клетке, выпустить эти копии, чтобы заразить новые клетки-хозяева и сделать еще больше копий. Таким образом, вирус может очень быстро размножаться внутри хозяина.
ДНК-вирусы
Как следует из названия, ДНК-вирусы используют ДНК в качестве генетического материала. Некоторыми распространенными примерами ДНК-вирусов являются парвовирус, папилломавирус и вирус герпеса. ДНК-вирусы могут поражать как людей, так и животных, и могут вызывать как доброкачественные симптомы, так и очень серьезный риск для здоровья.
ДНК-вирусы проникают в клетку-хозяин, как правило, когда мембрана вируса сливается с мембраной клетки. Содержимое вируса попадает в клетку, перемещается к ядру и берет на себя биохимический аппарат клетки для репликации ДНК и транскрипции в РНК. РНК контролирует образование белков, необходимых вирусу для покрытия вирусной ДНК. Это покрытие вирусной ДНК известно как капсид. Капсиды накапливаются внутри клетки до тех пор, пока клетка не достигает своей емкости и не раскрывается, высвобождая вновь образованные вирусы для заражения новых клеток-хозяев.
РНК-вирусы
РНК-вирусы, также известные как ретровирусы, имеют РНК в качестве своего генетического материала. Некоторыми примерами ретровирусов являются вирусы гепатита и ВИЧ. Когда эти вирусы попадают в клетку-хозяина, они сначала должны преобразовать свою РНК в ДНК. Этот процесс, называемый обратной транскрипцией, позволяет вирусу вводить свой генетический материал в клетку-хозяин и использовать биохимические механизмы хозяина, подобно ДНК-вирусу.
Часто ретровирусы используют фермент, называемый интегразой, для вставки ретровирусной ДНК в геном клетки-хозяина. Способность ретровирусов интегрировать эту ДНК в ДНК клетки-хозяина увеличивает шансы вызвать рак или другие заболевания. Например, если ретровирусная ДНК вставлена в середину одного из генов клетки-хозяина, этот ген может перестать функционировать, что приведет к заболеванию.
Лечение
Доступны вакцины от многих наиболее распространенных ДНК-вирусов. Эти вакцины работают путем введения пациенту неактивной формы вируса, обычно это белковая оболочка без ДНК. В отсутствие ДНК нет никакого генетического материала для копирования, и вирус не может реплицироваться. Однако воздействие вирусных белков на пациентов повышает вероятность того, что их иммунная система распознает вирус как чужеродный и уничтожит его до того, как у него появится шанс заразить клетки-хозяева.
Ретровирусы, которые для воспроизводства используют биохимическую систему хозяина, лечить труднее. Лечение этих вирусов обычно включает лечение препаратом, который ингибирует активность обратной транскриптазы, фермента, который превращает ретровирусную РНК в ДНК. Часто пациенты с ретровирусными инфекциями, такими как ВИЧ, принимают коктейль из множества различных типов лекарств, каждый из которых нацелен на определенный этап жизненного цикла вируса.