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Una panoramica dettagliata sui virus, spiegando la loro origine del termine, la loro natura di parassiti intracellulari obbligati e la loro diffusione in natura. Vengono inoltre approfondite le differenze strutturali e funzionali tra virus e batteri, con particolare attenzione alle caratteristiche del capside e del pericapside dei virus. Infine, il documento analizza le principali differenze tra virus a dna e virus a rna in termini di stabilità del materiale genetico e capacità di mutazione.
Tipologia: Sintesi del corso
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La parola virus deriva dal corrispettivo termine latino che significa "veleno"; questa denominazione risale ad epoche del passato, quando ancora non esistevano microscopi per "vedere" gli agenti virali submicroscopici, rendendo impossibile definire la loro natura con esattezza. Un virus è un parassita intracellulare obbligato, cioè capace di vivere e riprodursi solo all'interno di cellule viventi. Si tratta, infatti, dell'entità biologica più diffusa sulla Terra. I virus non sono in grado di effettuare in autonomia nessun processo metabolico: contengono solo parte dell'informazione genetica necessaria per la loro moltiplicazione. Il loro acido nucleico - il DNA o l'RNA virale - codifica solo le proteine strutturali (che costituiscono il rivestimento del virus) e alcuni enzimi necessari per la replicazione del materiale genetico. Tutte le altre funzioni (sintesi proteica, produzione di energia ecc.) sono fornite dalla cellula infettata. Un singolo virus (virione) è circa 100 volte più piccolo di una cellula: le dimensioni possono variare dai 20 ai 300 nanometri
In natura, esistono moltissimi virus: se ne stimano oltre 100 milioni di tipologie differenti. Nel complesso, i virus infettano qualsiasi tipo di cellula e ogni organismo vivente (uomini, piante, animali, funghi e microrganismi, batteri inclusi), provocando una notevole varietà di malattie, come il raffreddore, l'influenza e la poliomielite; altre specie sono, invece, prive di potere patogeno e non causano alcuna malattia. I virus si trovano praticamente ovunque: nelle zone più inospitali del nostro pianeta, nelle profondità dell'oceano, nei ghiacci del Polo ecc. Pur essendo incapaci di riprodursi, i virus possono comunque sopravvivere nell'ambiente esterno, anche se possono conservarsi per un tempo limitato; il virus dell'influenza, per esempio, può persistere per ore al di fuori del corpo, specialmente in condizioni di freddo e bassa umidità.
La prima grande differenza tra virus e batteri è che quest'ultimi sono microrganismi monocellulari che, nelle condizioni adeguate, sono in grado di vivere e riprodursi autonomamente. I virus sono, invece, dei parassiti veri e propri: non hanno un metabolismo autonomo e hanno come unico compito quello di trasferire il loro patrimonio genetico da una cellula all'altra di un organismo ospite, trasmettendo così l'infezione. I batteri presentano dimensioni da 100 a 1.000 volte superiori rispetto ai virus.
questo motivo, non possono riprodursi da soli e per replicarsi devono invadere una cellula vivente e sfruttare intermedi metabolici, enzimi e organelli di quest'ultima. La struttura elementare di un virus è semplice: la particella infettiva è composta da un core interno, contenente il genoma virale (cioè RNA o DNA), racchiuso da un rivestimento proteico, detto capside. Alcuni agenti virali possiedono anche un involucro lipidico e glicoproteico più esterno al capside (pericapside o envelope) in cui sono presenti proteine, lipidi, carboidrati e tracce di metalli; altri ne sono sprovvisti (virus nudi). Fra capside e pericapside si può avere il tegumento.
In base alla natura del rivestimento, sono da distinguersi: Virus nudi: possiedono unicamente il capside, il rivestimento proteico del genoma che lo protegge dall'ambiente esterno; Virus rivestiti: sono dotati di capside e pericapside. Di solito, i virus con envelope sono meno stabili nell'ambiente di quelli a capside nudo. Il capside è una struttura rigida e resistente, caratterizzato dalla ripetizioni di poche specie differenti di capsomeri (subunità proteiche) disposti con simmetria elicoidale, icosaedrica, binaria oppure complessa. Il capside ha la funzione di proteggere il materiale genetico virale e riconoscere i recettori della cellula ospite, per consentire l'ingresso all'interno della cellula ospite la penetrazione.
La distinzione tra i virus a DNA e virus a RNA è molto importante: l'RNA è una molecola molto più instabile del DNA e consente ai virus di mutare più facilmente, quindi evolvono ad una velocità decisamente maggiore rispetto a quelli a DNA. Di conseguenza, i virus a RNA riescono ad eludere più facilmente la difesa del sistema immunitario, delle terapie e dei vaccini. Occorre osservare che le mutazioni raramente sono vantaggiose: spesso, infatti, sono letali, deleterie o indifferenti per il virus. Anche i virus a DNA manifestano una certa capacità di generare varianti diverse, subendo limitate modificazioni a livello di siti specifici (hot spot). Il tasso di mutazione dei virus a DNA sono simili a quelli della cellula eucariote, in quanto le DNA polimerasi hanno attività di proof-reading (correzione). Oltre alle mutazioni sono possibili ricombinazioni (scambio di materiale genetico fra virus diversi e correlati che si trovano nella stessa cellula) e riassortimento (nei virus con genoma segmentato).