Znajomość budowy fizykochemicznej wirusów wymusiła na nas utworzenie pewnych pojęć precyzujących. Przyswajając właściwe nazewnictwo wirusologiczne, świat wirusów staje się prostszy i bardziej zrozumiały – pisze Dariusz Struski w kolejnym artykule cyklu o wirusach.
W nomenklaturze techniczno-naukowej słowo wirus nie jest używane w jednym ściśle zdefiniowanym znaczeniu, chociaż zwykle używa się go w podręcznikach, dyskusjach, pracach naukowych lub rozmowach, również między naukowcami.
Dobrze jest sobie przyswoić poniższe pojęcia i ich definicje. Przyswajając właściwe nazewnictwo wirusologiczne, świat wirusów staje się prostszy i bardziej zrozumiały. Poniżej propozycja pojęć i ich znaczeń, które będą używane w całym cyklu artykułów.
Nazewnictwo wirusologiczne – pojęcia i definicje
Wiroid – cząsteczka kwasu nukleinowego
Nukleosom – kwas nukleinowy + białka enzymatyczne
Nukleokapsyd – kwas nukleinowy + białka enzymatyczne + strukturalna osłona białkowa
kapsyd – to strukturalna osłonka białkowa
wirion – kwas nukleinowy + ew. enzymy + osłona białkowa + otoczka lipidowa
Może się to wydać dziwne, ale jeszcze do tej pory pojęcia wirusologiczne stosuje się dość dowolnie i bardziej intuicyjnie niż konsekwentnie, co niestety wprowadza pewien chaos do dyskusji i utrudnia komunikację. Pojęcie 'wirus’ w biologii ma aktualnie 3 różne konteksty. Pierwszy to odpowiednik wiroidu, drugi to odpowiednik wiriona, trzeci to odpowiednik nukleokapsydu.
W zasadzie tylko nukleosom wirusowy nie jest traktowany pojęciowo jak wirus.
Pojęcie 'wiroid’ na chwilę obecną rezerwuje się dla jednej szczególnej sytuacji, czyli obecności obcego RNA na terenie cytoplazmy w komórkach roślinnych[1].
Bywa jednak, że i w tej sytuacji istnieje pokusa nazywać wiroida wirusem.
Nazewnictwo wirusologiczne – założenia
W tym cyklu artykułów będziemy jednak używać pojęć w taki sposób, jaki zaproponowano powyżej, zdając sobie sprawę, że przez wielu wirusologów potraktowanie pojęcia 'wiroid’ jako pojęcia ogólnego dla każdego „nagiego” kawałka kwasu nukleinowego będzie nie do zaakceptowania. Według mnie warto zaryzykować. W ten sposób osiągniemy przynajmniej jednoznaczność i czytelność przekazu głównej idei, jaką jest opis „losów” wirusów w ludzkim organizmie, oraz konsekwencji z tego wynikających. Zresztą wiroidy są określane też jako cząstki subwirusowe, czyli w konsekwencji jako część wirusa. Tutaj chcielibyśmy tylko wykorzystać ten tok myślenia.
Wiroid czy wirion?
Aby uniknąć pomyłek, należy najpierw ustalić, co tak naprawdę oznacza pojęcie wirus w tych dyskusjach, szczególnie na potrzeby cyklu naszych artykułów. Ponieważ słowo to jest tak powszechne w świadomości społecznej, nie ma sensu się go pozbywać, wystarczy ustalić jego znaczenie. Znaczenie takie ustalono: wirus jest postacią pozakomórkową, a więc „spoczynkową” formą wiroida.
Potoczne wykorzystywanie słowa 'wirus’ jest zatem uściślone w naszych artykułach do dwóch form konglomeratu biocząstek: wiriona i nukleokapsydu, które są obecne w środowisku pozakomórkowym.
Wirion jest, można powiedzieć, najbardziej „wypasionym” wirusem, ponieważ posiada wszystkie składniki, jakie są możliwe do osiągnięcia dla wirusa, a więc:
- kwas nukleinowy,
- białka enzymatyczne przyklejone do nici nukleinowej,
- białka tworzące otoczkę (tzw. białka kapsydowe) i chroniące kwas nukleinowy,
- otoczkę tłuszczową chroniącą cały kompleks przez wpływem wody, a więc przed rozpuszczeniem, a z drugiej strony przed wysuszeniem.
Nie wszystkie wirusy mają taką otoczkę tłuszczową.
Różnorodny świat wirusów
Na marginesie, otoczka lipidowa wirusa to po prostu część błony komórkowej komórki, z której wirus jest wyrzucany. Część nukleokapsydów ma fizykochemicznie taką właściwość, że do białek osłonowych (tzw. strukturalnych lub kapsydowych), z których jest zbudowany, w trakcie procesu usuwania nukleokapsydu na zewnątrz przez komórkę, błona komórkowa po prostu „się przyczepia” i nie „spada” z wirusa.
Najbardziej „wypasionymi” wirionami są wiriony nazywane Herpeswirusami i Poxwirusami, ponieważ każdy z nich zawiera po 2 nici DNA. Poxwirusy są, tak na marginesie, największymi wirusami chorobotwórczymi u człowieka. Są tak duże, że największe spośród nich można zobaczyć w mikroskopie świetlnym, co wykorzystujemy czasami w diagnostyce, o ile jest potrzebna.
Jak duży jest największy wirus?
Największym wirusem znalezionym do tej pory w ogóle jest wirus nazwany Pithovirus sibericum. Znaleziono go w pierwotniaku amebowym z rodzaju Acanthoamoeba. Jest on naprawdę duży. Mierzy 1,5 x 0,5 um, czyli jest większy niż niejedna bakteria, a nawet eukariotyczne komórki sporowcowe. Nie jest on jednak chorobowórczy dla człowieka.
Z powodu wykluczającej się obecności kwasów nukleinowych – tzn. wirus może posiadać albo DNA albo RNA, nigdy oba naraz – rozdzielono wirusy na dwie duże podstawowe grupy, a więc wirusy DNA oraz wirusy RNA. Poniżej pokazano liczby gatunków chorobotwórczych dla człowieka wirusów w najbardziej podstawowym ich podziale ze względu na rodzaj nici, rodzaj „opakowania” oraz liczbę nici w „opakowaniu”.
Z tej prostej statystyki można już wyciągnąć kilka wniosków: chorobotwórczych wirusów DNA jest 41, a RNA 187, czyli ponad 4x więcej w porównaniu z wirusami DNA. Dlaczego? Być może dlatego, że prawie wszystkie są wirusami przenoszonymi przez zwierzęta, co oznacza, że środowisko zewnętrzne nie ma na nie tak dużego wpływu, a w dodatku swoją „działalność” zaczynają już na terenie cytoplazmy, a więc szybciej niż wirusy DNA potrzebujące dostać się do jądra komórkowego. Natomiast wśród wirusów chorobotwórczych dla człowieka nie ma żadnego wirusa DNA posiadającego jedną nić „zapakowaną” w wirion. Wszystkie chorobotwórcze dla człowieka wirionowe wirusy DNA posiadają 2 nici, co przypomina co do zasady tzw. ruchome kawałki DNA (plazmidy lub transpozony).
Jedyny dwuniciowy wirionowy wirus RNA, choć formalnie ma 2 nici, to nie są to dwie różne nici, ale ta sama nić tylko w 2 kopiach. Wirus ten to wirus HIV-1.
O autorze:
Dariusz Struski – lekarz medycyny, specjalista w dziedzinie medycyny rodzinnej z trzydziestodwuletnim stażem pracy w Polsce, Szwecji, Norwegii. W przeszłości kierownik Ośrodka Kształcenia Lekarzy Rodzinnych we Wrocławiu. Obecnie wykładowca z zakresu Evidence Based Medicine (Medycyny opartej na faktach) oraz medycy rodzinnej, ze szczególnym zainteresowaniem dotyczącym chorób zakaźnych.
Przypisy:
[1] Goździcka-Józefiak A. (red.), Wirusologia, wyd. I, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2019.
