Znanstveniki si že dolgo prizadevajo razkriti strukturo in delovanje virusi. Virusi so edinstveni po tem, da so bili razvrščeni kot živi in neživi na različnih točkah zgodovine biologija. Virusi niso celice, temveč neživi, nalezljivi delci. Sposobni so povzročiti številne bolezni, tudi raka, v različnih različnih vrstah organizmov.
Virusna patogeni ne okužijo samo ljudi in živali, ampak tudi rastline, bakterije, protetiki in arheji. Ti izredno drobni delci so približno 1000-krat manjši od bakterij in jih lahko najdemo v skoraj katerem koli okolju. Virusi ne morejo obstajati neodvisno od drugih organizmov, saj morajo prevzeti živo celico, da se lahko razmnožujejo.
Delci virusa, znani tudi kot virion, so v bistvu nukleinska kislina (DNK ali RNK), zaprta znotraj proteinske lupine ali prevleke. Virusov je izredno malo, premera približno 20 - 400 nanometrov. Največji virus, znan kot Mimivirus, lahko meri do 500 nanometrov v premeru. Za primerjavo, človeška rdeča krvna celica ima premer od približno 6.000 do 8.000 nanometrov.
Poleg različnih velikosti imajo virusi tudi različne oblike. Podobno kot bakterije imajo tudi nekateri virusi sferične ali paličaste oblike. Drugi virusi so ikozaedri (polihedron z 20 obrazi) ali vijačne oblike. Obliko virusov določa proteinska prevleka, ki obda in ščiti virusni genom.
Virusi imajo lahko dvo verižno DNK, dvo verižno RNK, enojno verigo ali enojno verigo. Vrsta genskega materiala, ki ga najdemo v določenem virusu, je odvisna od narave in funkcije določenega virusa. Genskega materiala običajno ni izpostavljeno, vendar ga pokriva beljakovinski plašč, znan kot kapsid. Virusni genom lahko sestavlja zelo majhno število genov ali do stotine genov, odvisno od vrste virusa. Upoštevajte, da je genom običajno organiziran kot dolga molekula, ki je običajno ravna ali krožna.
The beljakovine plašč, ki vsebuje virusni genetski material, je znan kot kapsid. Kapsid je sestavljen iz beljakovinskih podenot, imenovanih kapsomere. Kapsidi imajo lahko več oblik: poliedra, palica ali zapletena. Kapsidi delujejo tako, da ščitijo virusni genetski material pred poškodbami.
Nekateri virusi imajo poleg proteinske prevleke tudi specializirane strukture. Na primer, virus gripe ima membransko ovojnico okrog kapsida. Ti virusi so znani kot ovojnice. Ovojnica ima gostiteljske celice in virusne sestavine in pomaga virusu pri okužbi svojega gostitelja. Kapsidne dodatke najdemo tudi v bakteriofagih. Na primer, bakteriofagi imajo na kapsidu lahko pritrjen beljakovinski rep, ki se uporablja za okužbo bakterij gostitelja.
Virusi niso sposobni sami replicirati svojih genov. Za razmnoževanje se morajo zanašati na gostiteljsko celico. Da bi se virusna replikacija zgodila, mora virus najprej okužiti gostiteljsko celico. Virus v svoj celico vbrizga svoj genetski material in uporabi celgane organele za razmnoževanje. Ko se kopiči zadostno število virusov, novo nastali virusi lizirajo ali razbijejo gostiteljsko celico in nadaljujejo, da okužijo druge celice. Ta vrsta virusne replikacije je znana kot litski cikel.
Nekateri virusi se lahko razmnožijo z lizogenim ciklom. V tem procesu se virusna DNK vstavi v DNK gostiteljske celice. Na tem mestu je virusni genom znan kot profage in preide v stanje mirovanja. Profagični genom se razmnožuje skupaj z genomom bakterij, ko se bakterije razdelijo in prenesejo ob vsako bakterijo hčerinska celica. Ko se sprožijo s spreminjanjem okoljskih razmer, lahko profagna DNA postane litična in začne razmnoževati virusne komponente znotraj gostiteljske celice. Nezaprti virusi se iz celice sprostijo z lizo oz eksocitoza. Zaprti virusi se običajno sprostijo z brsti.
Virusi povzročajo številne bolezni v organizmih, ki jih okužijo. Med človeške okužbe in bolezni, ki jih povzročajo virusi, so Ebola vročina, piščančja strupa, ošpice, gripa, HIV / AIDS in herpes. Cepiva so učinkovita pri preprečevanju nekaterih vrst virusnih okužb, na primer majhnih pox, pri ljudeh. Delujejo tako, da telesu pomagajo zgraditi odziv imunskega sistema proti specifičnim virusom.
Virusne bolezni, ki vplivajo na živali, vključujejo steklino, slinavko in parkljevko, ptičjo gripo in prašičjo gripo. Med boleznimi rastlin spadajo mozaična bolezen, obroč prsta, kodranje listov in listna zvitka. Virusi, znani kot bakteriofagi, povzročajo bolezni pri bakterijah in arhejah.