Ученые долго не могли обнаружить вирусы из-за их очень малых размеров. Сейчас исследователи полагают, что существуют миллионы вирусов. Они различаются между собой настолько, что иногда возникает вопрос: вирусы это или новая форма жизни. Свои вирусы есть у растений, насекомых, животных и человека. И хотя на данный момент описано более 5000 вирусов, ученые пока не могут прийти к соглашению живые вирусы или нет.
Основоположником вирусологии был российский ученый
Вирусология довольно молодая наука. Главная причина того, что человечество узнало о вирусах не так давно — и намного позже, чем о бактериях, — в их очень малом размере — от 20 до 300 нанометров.
Первый известный науке вирус — вирус мозаичной болезни табака1 — был описан в 1892 году российским ученым Дмитрием Ивановским. Он сделал вывод, что болезнь передается от одних растений другим либо с помощью яда (слово «вирус» происходит от лат. virus — «яд»), либо с помощью сверхмалых существ, которых не видно в микроскоп и которые способны проходить через фильтры. Он же первым увидел скопления этих существ, которые из-за их формы называли «кристаллами Ивановского».
Первое вирусное заболевание, которым может заразиться человек, обнаружили уже в ХХ веке: вирус желтой лихорадки открыл в 1901 году американский хирург Уолтер Рид. А через полвека, в 1951 году, американец Макс Тейлер получил Нобелевскую премию за изобретение вакцины этой болезни.
Биолог Леонид Марголис о том, как открыли вирусы и чем они отличаются от других патогенов.
Существуют миллионы вирусов
На данный момент описаны около 6000 вирусов, но их разнообразие может достигать 100 миллионов. Вирусы сильно различаются между собой. По форме они бывают палочковидными (вирус табачной мозаики), похожими на пулю (вирус бешенства), на сферу (вирусы полиомиелита и ВИЧ), на нить (филовирусы) и так далее. Некоторые вирусы устроены намного сложнее, чем другие: есть мельчайшие вирусные частицы, а есть сложные бактериофаги. Кроме того, вирусы в десятки раз различаются между собой по размеру.
В то же время по своему строению вирусы очень похожи: они состоят из нуклеиновой кислоты (фрагментов ДНК или РНК) и капсида — белковой внешней оболочки.
Несмотря на сходное строение, некоторые из вирусов настолько сильно отличаются друг от друга, что их не сразу принимают за вирус. Например, мимивирус имитирует поведение и строение бактерий (поэтому он так и называется). Из-за этого некоторые ученые считают, что это переходная форма между бактериями и вирусами, другие — что это и вовсе отдельная форма жизни.
О том, чем опасны вирусные инфекции.
Корона коронавируса состоит из шипов
Когда SARS-CoV-2 — один из 40 с лишним представителей семейства коронавирусов — попадает в организм, ему нужно прикрепиться к клеткам, чтобы их инфицировать. В этом ему помогает S-белок, так называемая «корона» — шиповидные отростки, с помощью которых частицы вируса (вирионы) цепляются к клетке-хозяину.
После этого вирус проникает внутрь клетки. Он начинает использовать ее ресурсы, чтобы репродуцировать себя, — так образуются новые копии вируса1, которые затем могут инфицировать новые и новые клетки.
Но иммунная система человека тоже не бездействует. Первыми вирус замечают Т-хелперные клетки: они определяют, что в организм попал патоген, и запускают механизм защиты. После этого начинают вырабатываться B- иммунные и T-иммунные клетки. Они производят антитела, которые связываются с вирусом и нейтрализуют его, а также находят и уничтожают зараженные клетки.
О вакцинах от коронавируса и их возможных побочных эффектах
Ученые не знают, живые ли вирусы
Хотя вирусы эволюционируют и размножаются, ученые до сих пор спорят, живые они или нет. Причина в том, что вирусы не могут жить автономно: вне клеток-хозяев они нежизнеспособны и быстро погибают (вне организма, как правило, они разрушаются за срок от нескольких часов до нескольких дней). Даже размножаться сами они не могут — для этого им необходима живая клетка и ее ресурсы.
Другие причины, почему вирусы сложно отнести к живым: они не могут поддерживать внутреннюю среду, не способны производить и накапливать энергию.
В то же время вирусы обладают важными качествами живых организмов. Они могут развиваться и эволюционировать, в том числе меняться под влиянием окружающей среды. Вирусы могут размножаться и передавать новую генетическую информацию следующим поколениям.
Окончательного ответа на вопрос, живые ли вирусы, пока нет. Но ученые признают, что из-за своей простоты вирусы представляют собой очень удачную форму существования гена — что они доказали, пройдя эволюционный отбор.
О том, живые ли вирусы
Свои вирусы есть у бактерий, растений, животных и человека
Вирусы опасны не только для человека — они способны поразить все виды живых организмов: от бактерий и простейших до растений, животных, высших позвоночных и даже других вирусов.
Но речь идет о разных вирусах, хотя бывают и такие, которые способны заражать представителей разных видов. Свои уникальные вирусы есть у растений, насекомых, животных и людей (например, ВИЧ — это исключительно человеческий вирус). Таким образом, вирусы, опасные, например, для томатов, безвредны для человека.
Вирусы очень разнообразны и специфичны и поражают только своих хозяев. Опознает их вирус с помощью специальных белков-рецепторов на поверхности клеток. При этом механизм распознавания похож на то, как ключ подходит только для определенного замка.
Вирусы способны поражать не только другие организмы, но и сами вирусы. В 2018 году был открыт вирус «Спутник», который заражает мамавирус, опасный для амеб. Из-за этого «Спутник» отнесли к семейству вирофагов, в которое входят еще несколько вирусов.
Биолог Николай Никитин о том, как вирусы заражают клетки.
ПостНаука