Virus

I virus sono agenti infettivi acellulari che non possono riprodursi autonomamente. Possono infettare cellule di tutti gli organismi (batteri, piante, animali, funghi). La loro struttura e classificazione sono cruciali per comprendere come agiscono e come vengono trattati.

Struttura

La struttura del virus è semplice ma molto efficace per infettare le cellule. Si compone principalmente di due parti:

1. Materiale genetico: può essere DNA o RNA, e contiene le informazioni necessarie per il virus per riprodursi. Questo materiale può essere monocatenario (a una sola catena) o bicatenario (a due catene).

2. Capside: è una sorta di "involucro" di proteine che racchiude e protegge il materiale genetico. La capsula può avere diverse forme, come una spirale (elicoidale) o una forma geometrica a 20 facce (icosaedrica).

3. Alcuni virus hanno anche un involucro lipidico (una membrana derivante dalla cellula ospite), che avvolge la capsula e aiuta il virus a entrare nelle cellule. Questo involucro ha delle glicoproteine che servono a riconoscere e legarsi alla cellula ospite.

In breve:

• Materiale genetico (DNA o RNA)
• Capside (protezione del materiale genetico)
• Involucro (facoltativo, aiuta il virus a entrare nelle cellule).

Classificazione

I virus possono essere classificati in base a due criteri principali:

1. Tipo di materiale genetico:

   • DNA o RNA (mai entrambi).
   • Il materiale genetico può essere monocatenario o bicatenario, lineare o circolare.
   •  
2. Simmetria della capsula:
   • Icosaedrica: forma geometrica a 20 facce.
   • Elicoidale: forma a spirale
   • Complessa: una combinazione di forme (come nei batteriofagi).
   •  
3. Presenza o meno del capside:
   • virus nudi
   • virus rivestiti

4. Sistema di classificazione di Baltimore:

   Un altro modo per classificare i virus è basato sul loro meccanismo di replicazione e tipo di acido nucleico:

   • DNA doppia elica (dsDNA)
   • DNA singola elica (ssDNA)
   • RNA doppia elica (dsRNA)
   • RNA singola elica positivo (ssRNA+)
   • RNA singola elica negativo (ssRNA-)
   • Retrovirus (RNA che si converte in DNA)
   • Retrotrascrizione (DNA che si converte in RNA)

Batteriofagi

I batteriofagi sono virus che infettano i batteri. Sono particolarmente interessanti per la microbiologia perché hanno un ciclo vitale che può essere sia litico (dove il virus distrugge il batterio) che lisogenico (dove il materiale genetico del virus si integra nel DNA del batterio e può rimanere in "sonno" per un periodo).

Hanno caratteristiche diverse a seconda se infettano batteri:

• I batteriofagi Gram+ infettano più facilmente perché la loro parete cellulare è spessa ma non ha una membrana esterna.

• I batteriofagi Gram- devono affrontare una membrana esterna lipidica che rende il processo di infezione più difficile e complesso.

Ciclo replicativo dei virus animali

Il ciclo replicativo virale è il processo attraverso cui un virus entra in una cellula ospite, utilizza i suoi meccanismi per replicarsi, e poi lascia la cellula infetta per infettarne altre.

Questo ciclo comprende le seguenti fasi principali:

Il ciclo replicativo virale inizia con l’adsorbimento, in cui il virus si lega specificamente alla superficie della cellula ospite grazie a proteine presenti sul suo involucro o capside. Questo legame avviene tra le glicoproteine virali e i recettori specifici sulla membrana cellulare dell’ospite, garantendo che il virus possa infettare solo determinate cellule.

Dopo essersi legato, avviene la penetrazione. A questo punto il virus entra nella cellula in modi diversi: i virus con involucro lipidico si fondono direttamente con la membrana cellulare, mentre quelli senza involucro entrano tramite endocitosi, formando una vescicola che rilascia il virus all’interno del citoplasma.

Una volta dentro, il virus procede con la sintesi. Il suo materiale genetico prende il controllo della cellula ospite, costringendola a produrre copie del proprio RNA o DNA e a sintetizzare le proteine virali necessarie. Questo processo utilizza gli enzimi e i ribosomi della cellula infetta, rendendo la cellula una fabbrica per nuovi virioni.

Successivamente avviene l’assemblaggio: il materiale genetico virale e le proteine appena sintetizzate si uniscono per formare nuovi virus completi. Questo assemblaggio può avvenire nel nucleo o nel citoplasma, a seconda del tipo di virus.

Infine, si verifica il rilascio dei nuovi virus dalla cellula ospite. Alcuni virus causano la rottura della cellula (lisi), portando alla morte della cellula stessa. Altri virus, invece, vengono rilasciati attraverso la gemmazione, durante la quale acquisiscono un involucro lipidico dalla membrana cellulare senza distruggere immediatamente la cellula.

In breve, il virus entra, si replica sfruttando la cellula ospite, si assembla e poi si libera per infettare nuove cellule.

 

Genetica virale

I virus sono indotti a evolversi/mutare continuamente. In particolare, i virus a DNA hanno tassi di mutazione molto più alti.

Esistono due casi di mutazione:

Deriva genetica (antigenic drift)

La deriva genetica è un processo lento e continuo in cui piccole mutazioni casuali accumulatesi nei geni virali modificano leggermente le proteine di superficie, permettendo al virus di sfuggire parzialmente al sistema immunitario. E' comune nei virus influenzali (o nell'HIV, non neutralizzabile) e richiede l'aggiornamento periodico dei vaccini.

Salto antigenico (antigenic shift)

Il salto antigenico, invece, è un cambiamento improvviso e radicale, che avviene quando due virus diversi infettano la stessa cellula e mescolano segmenti genetici. Questo genera nuovi ceppi contro cui la popolazione non ha immunità, portando potenzialmente a pandemie.