Što je Capsid? Kapsidna svojstva i funkcije

S pravom se virusi nazivaju pravi majstori našeg planeta. Gdje god znanstvenici ne istražuju, naiđu na već poznate viruse ili otkrivaju nove koji mogu preživjeti na ekstremno niskim i visokim temperaturama, u kiselim ili alkalnim okolinama. Virusi imaju jedinstvenu sposobnost, a ne osobito nekom drugom živom organizmu - za pohranu genetskih informacija na RNA. Koji su virusi napravljeni?

Opće informacije o virusima

Virus koji je izvan žive stanice ne pokazuje nikakve znakove života. Takva čestica se naziva virion. Virioni su jednostavni i složeni. Jednostavno se sastoji od vanjske ljuske (kapsida) i genetskog materijala virusa (DNA ili RNA). Kompleksni virusi imaju još jednu ljusku - superkapsid - za zaštitu genoma od nepovoljnih čimbenika. Kapsid se sastoji uglavnom od proteina i male količine lipida - kolesterola i fosfolipida. Kao dio superkapsida, postoje i glikoproteini, koji izravno sudjeluju u penetraciji virusa u stanicu. Virusi se množe ekspresijom njihovog genoma u zaraženoj stanici.

Proučimo strukturu virusa detaljnije.

Struktura kapsida

Virionska čestica je zaštićena od vanjskih utjecaja gustim ljuskom - kapsidom. Ovo je struktura kojom je genom virusa zaštićen od mnogih oštećenja prije ulaska u stanicu. Osim proteina i lipida, enzimi su prisutni u koži. Kapsid se sastoji od kapsomera - molekula proteina, koji se mogu razlikovati u mikroskopu.

Genom i proteinska membrana koja ga štiti zajednički nazivaju nukleokapsidom.

Super Capsid

Jednostavni virusi su zaštićeni od vanjskih čimbenika samo kapsidom, dok kompleksni virusi imaju dodatnu lipoproteinsku omotnicu - superkapsid. Poput kapsida, sastoji se uglavnom od proteina i lipida.

Na površini superkapsida mnogih virusa, nastaju glikoproteini (aspirin). Glikoproteini su uključeni u identifikaciju stanica i vezanje virusa na ciljnu stanicu. Zatim se viralni omotač stapa s membranom domaćina, dok u međuvremenu kapsid i virusni genom ulaze u ćeliju i ugrađuju se u njega. Superkapsid se formira u fazi sastavljanja virusnih čestica i oslobađanja virusa iz stanice.

Kapsidne funkcije

Glavna funkcija superkapsida i kapsida je zaštita genetskog materijala virusa. Također isporuka genoma virusa u stanicu i interakcija s imunološkim sustavom domaćina.

Vanjska ljuska virusa je dizajnirana za zaštitu genetskog materijala od smrtonosnih kemijskih i fizikalnih čimbenika. To uključuje zračenje, iznenadne promjene u pH ili temperaturu, djelovanje proteolitičkih i nukleolitičkih enzima.

Kad se genom virusa isporuči u stanicu, kapsid (ili superkapozid) veže se na vanjske receptore stanice domaćina. Na površinu virusa koji imaju superkapsid, za adsorpciju virusa na površini stanice domaćina, odgovorili su aspermi. Na površini aspirina nekih virusa, na primjer, miksovirusa ili virusa influence, postoji hemaglutininski protein koji uzrokuje eritrocitnu aglutinuciju. Na površini superkapsijskih procesa prisutna je i neuraminidaza koja uništava staničnu membranu.

Virusi bez superkapidne ljuske obično prodiru u membranu stanice domaćina u potpunosti. Preostali virusi prodiru u stanicu nakon spajanja vanjske membrane s plazma membranom. U ovom slučaju samo virusni genom ulazi u citoplazmu stanice.

Vrste simetrije kapsida

Budući da je kapsidna složena struktura koja se sastoji od malih podjedinica, očito je da se te strukturne komponente mogu organizirati na različite načine. Zato postoje različite vrste simetrije kapsida.

Jedna od najčešćih vrsta kapsida u prirodi je icozahedral. To je karakteristično za adenoviruse i mnoge bakteriofage. Kapsomeri su raspoređeni na takav način da formiraju nekonverzni poliedar s 12 vrhova.

Druga vrsta kapsida je spirala. S ovom vrstom simetrije, proteinske podjedinice su raspoređene kao u spirali oko osi simetrije. Spiralni kapsid je karakterističan za viruse žutice i duhanski mozaik. Takva organizacija čini virus u obliku šipke.

Mješoviti tip simetrije, u kojem dio kapsida ima icozaedarski oblik, a dio je spiralno, nastaje u bakteriofagima.

Genoma virusa

Za razliku od većine stanica koje imaju DNA i RNA u svom sastavu, virioni sadrže samo jednu nukleinsku kiselinu koja oblikuje njihov genom. Većina ljudskih virusa sadrži RNA. Imovina čuvanja genetskog materijala na RNA jedinstvena je značajka virusa.

Virus može sadržavati jednolančanu ili dvolančanu nukleinsku kiselinu. Dvolančana DNA u genomu ima herpes viruse i adenoviruse, jednolančane parvoviruse, dvolančane RNA rotaviruse, jednolančane RNA astroviruse.

Neki virusi, na primjer, HIV, imaju enzim koji vam omogućuje da izgradite DNK na RNA predložak - reverznu transkriptazu.

Oblici virusa

Virusi su vrlo raznoliki, kako u kemijskom sastavu tako iu obliku. Većina virusa (herpes, boginja) imaju sferični oblik. Kapsidni virus u ovom slučaju ima icosaedrijsku simetriju. Distribuirani su i virusi štapića (žutica, duhanski mozaik). Postoje viruse poput virusa bjesnoće. Neobični su astrovirusi, koji imaju zvjezdani oblik.