ウイルスの解剖と構造

CDC / F. A. マーフィー博士

科学者たちは長い間、その構造と機能を明らかにしようと努めてきました。 ウイルス .ウイルスは、歴史のさまざまな時点で生きているものと生きていないものの両方に分類されてきたという点で独特です。 生物学 .ウイルスは細胞ではなく、生きていない感染性の粒子です。それらは、以下を含む多くの病気を引き起こす可能性があります。 癌 、さまざまな種類の生物で。

ウイルス性 病原体 人に感染するだけでなく、 動物 、 だけでなく 植物 、バクテリア、原生生物、古生物。これらの非常に小さな粒子は、バクテリアの約 1,000 分の 1 であり、ほとんどすべての環境で見つけることができます。ウイルスは、複製するために生きている細胞を引き継ぐ必要があるため、他の生物から独立して存在することはできません。

ウイルスの解剖学と構造

アルフレッド・パシエカ/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

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アルフレッド・パシエカ/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

ビリオンとしても知られるウイルス粒子は、本質的に 核酸 (DNA または RNA) は、タンパク質の殻または外皮に囲まれています。ウイルスは非常に小さく、直径は約 20 ～ 400 ナノメートルです。ミミウイルスとして知られる最大のウイルスは、直径 500 ナノメートルまで測定できます。比較すると、人間の赤血球の直径は約 6,000 ～ 8,000 ナノメートルです。

さまざまなサイズに加えて、ウイルスにはさまざまな形もあります。細菌と同様に、一部のウイルスは球状または棒状の形状をしています。他のウイルスは正二十面体 (20 個の面を持つ多面体) または螺旋形です。ウイルスの形状は、ウイルスゲノムを包み込んで保護するタンパク質コートによって決定されます。

ウイルス遺伝物質

春分のグラフィックス/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

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春分のグラフィックス/サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

ウイルスには、二本鎖 DNA、二本鎖 RNA、一本鎖 DNA、または一本鎖 RNA があります。特定のウイルスに含まれる遺伝物質の種類は、特定のウイルスの性質と機能によって異なります。遺伝物質は通常露出していませんが、キャプシドとして知られるタンパク質のコートで覆われています。ウイルスゲノムは、ウイルスの種類に応じて、非常に少数の遺伝子または最大数百の遺伝子で構成されます。ゲノムは通常、通常は直線または環状の長い分子として構成されていることに注意してください。

ウイルスカプシド

Theasis/E+/ゲッティ イメージズ

の タンパク質 ウイルスの遺伝物質を包むコートはキャプシドとして知られています。キャプシドは、カプソメアと呼ばれるタンパク質サブユニットで構成されています。キャプシドには、多面体、棒状、または複合体など、いくつかの形状があります。キャプシドは、ウイルスの遺伝物質を損傷から保護する機能を果たします。

タンパク質のコートに加えて、一部のウイルスは特殊な構造を持っています。たとえば、インフルエンザウイルスは、キャプシドの周りに膜のようなエンベロープを持っています。これらのウイルスは、エンベロープウイルスとして知られています。エンベロープには宿主細胞とウイルス成分の両方が含まれており、ウイルスが宿主に感染するのを助けます。キャプシド付加はバクテリオファージにも見られます。たとえば、バクテリオファージは、宿主細菌に感染するために使用されるキャプシドに付着したタンパク質「尾」を持つことができます。

ウイルス複製

スティーブGschmeissner /サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

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スティーブGschmeissner /サイエンスフォトライブラリ/ゲッティイメージズ

ウイルスは自分自身で遺伝子を複製することはできません。それらは、繁殖のために宿主細胞に依存しなければなりません。ウイルスの複製が起こるためには、まずウイルスが宿主細胞に感染する必要があります。ウイルスはその遺伝物質を細胞に注入し、細胞小器官を使用して複製します。十分な数のウイルスが複製されると、新たに形成されたウイルスが宿主細胞を溶解または破壊し、他の細胞に感染します。このタイプのウイルス複製は、溶菌サイクルとして知られています。

一部のウイルスは、溶原性サイクルによって複製できます。このプロセスでは、ウイルス DNA が宿主細胞の DNA に挿入されます。この時点で、ウイルスゲノムはプロファージと呼ばれ、休眠状態に入ります。プロファージゲノムは、バクテリアが分裂する際にバクテリアゲノムと共に複製され、各バクテリアに渡されます。 娘細胞 .環境条件の変化によって引き起こされると、プロファージ DNA は溶解性になり、宿主細胞内でウイルス成分の複製を開始することがあります。エンベロープを持たないウイルスは、溶解または溶解によって細胞から放出されます。 エキソサイトーシス .エンベロープ ウイルスは、通常、出芽によって放出されます。

ウイルス性疾患

BSIP/UIG/ゲッティイメージズ

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BSIP/UIG/ゲッティイメージズ

ウイルスは、感染した生物に多くの病気を引き起こします。ウイルスによって引き起こされるヒトの感染症および疾患には、以下のものがあります。えぼら発熱、水ぼうそう、はしか、インフルエンザ、HIV/エイズ、ヘルペス。ワクチンは、天然痘などの一部の種類のウイルス感染をヒトで予防するのに効果的です。それらは、体が特定のウイルスに対する免疫系の反応を構築するのを助けることによって機能します.

動物に影響を与えるウイルス性疾患には、狂犬病、口蹄疫、鳥インフルエンザ、豚インフルエンザなどがあります。植物の病気には、モザイク病、輪斑病、葉巻き病、葉巻病などがあります。バクテリオファージとして知られるウイルスは、細菌や古細菌に病気を引き起こします。