Читать книгу Wirusologia roślinna - Selim Kryczyński - Страница 8

Definiowanie czegokolwiek w obszarze nauk biologicznych jest zadaniem niezwykle trudnym. Jest to skutek ewolucyjnego rozwoju świata istot żywych, którego rezultatem jest istnienie różnych form nietypowych lub form pośrednich. Wirusy trudno zresztą jest jednoznacznie zaliczyć do świata istot żywych, ponieważ ich cechy są raczej zbliżone do cech pewnych elementów komórek niż do cech organizmów w pełnym tego słowa znaczeniu. Niemniej jednak, istnieją pewne formy organizmów komórkowych (fitoplazmy, riketsje i chlamydie) tak uproszczone, że niewiele różnią się od najbardziej złożonych wirusów. Tak się składa, że są to z reguły organizmy pasożytnicze, których tryb życia pozwala na takie daleko idące uproszczenia budowy i funkcji. Sprawia to pewien kłopot w odróżnianiu tych organizmów od wirusów, które też są pasożytami. Z drugiej strony niektóre przynajmniej wirusy niewiele się różnią od tzw. ruchomych elementów genetycznych (ogólnie zwanych transpozonami), które mogą być przenoszone między różnymi osobnikami. Istnieje więc potrzeba sformułowania jeśli nie definicji, to przynajmniej określenia zakresu pojęcia „wirus”, choćby dlatego, by było wiadomo, czym będziemy się zajmować w tej książce.

W jedynym dotychczas napisanym przez polskiego autora podręczniku wirusologii roślinnej (Kozłowska, 1980) trudno byłoby się doszukać takiego określenia. Próbę taką podjęto natomiast w innym polskim opracowaniu (Chroboczek i Zagórski, 1983) traktującym o wirusach w ich molekularnym aspekcie. W książce tej, w podrozdziale 1.2 „Definicja wirusa” podano historyczne definicje formułowane przez różnych badaczy i przyjęto w końcu, że najlepszą definicją będzie wyliczenie cech wirusa, podobnie jak to zrobił Matthews (1991) oraz autor najnowszego polskiego podręcznika wirusologii molekularnej Piekarowicz (2004).

Wirusy bytują jako pasożyty w komórkach różnych organizmów żywych (są więc endobiontami), w tym również roślin, choć pasożytnictwo to ma szczególny i dość zróżnicowany charakter. Budując swoje cząstki, korzystają z substratów zawartych w komórkach, z zasobów energetycznych tych komórek oraz z układów translacyjnych funkcjonujących w tych komórkach, a przeznaczonych do biosyntezy białek. Wirusy nie mają własnych układów biosyntezy białek. Pasożytowanie wirusów prowadzi czasem do śmierci komórek (nekroza, liza), czasem jednak zaatakowane komórki przeżywają, a nawet dość sprawnie funkcjonują. Istnieją również wirusy (np. rodzaje Alphacryptovirus i Betacryptovirus wśród wirusów roślin), które nie wywołują z zasady żadnych widocznych zmian patologicznych. Wirusy nie wytwarzają struktur o charakterze błon oddzielających ich cząstki od zawartości komórek, w których się rozwijają. Wirusy nie rozmnażają się w takim znaczeniu, w jakim robią to organizmy żywe, u których najprostszą formą rozmnażania jest podział komórki na dwie komórki potomne. Wirusy namnażają się (replikują się) przez odrębną syntezę swoich poszczególnych składników, z których montują później swoje pełne cząstki (wiriony). Składnikami tymi są kwas nukleinowy stanowiący genom (genetyczny zapis właściwości wirusa), kapsyd (otoczka białkowa, płaszcz białkowy) oraz, u niektórych wirusów, dodatkowa osłona (otoczka, koperta) lipoproteinowa, z którą związane mogą być nawet pewne enzymy służące przede wszystkim replikacji kwasu nukleinowego wirusa. Kapsyd i ewentualna dodatkowa osłona służą z reguły do ochrony genomu wirusa przed różnymi szkodliwymi czynnikami, z jakimi wirus może się zetknąć, przebywając poza komórką żywiciela, a czasem również ułatwiają wirusowi dostanie się do tej komórki, przemieszczanie się w organizmie żywiciela lub przenoszenie z osobników chorych na inne osobniki. W cząstce wirusa występuje albo RNA, albo DNA, w komórkach organizmów żywych są zaś obecne obie formy kwasów nukleinowych. Kwas nukleinowy wirusa może być jednolub dwuniciową strukturą. Jeśli jest on jednoniciowy, jest to na ogół nić plusowa (sensowna), choć genom niektórych wirusów stanowi nić minusowa (antysensowna). Nić plusowa (sensowna) to taka, która jest zdolna do translacji, to znaczy może być bezpośrednio użyta jako informacyjny RNA (mRNA) w procesie syntezy białka. Genom wirusa może się składać z większej niż jedna liczby cząsteczek kwasu nukleinowego. Wszystkie te cząsteczki mogą występować razem w jednej cząstce wirusa (wirionie) albo każda z nich może występować w osobnej cząstce (wirusy wielocząsteczkowe). Genomy wirusów są różnej wielkości. Genomy wirusów roślin są stosunkowo małe i mogą kodować od jednego do 12 białek. Materiał genetyczny wirusa może podlegać zmienności w wyniku mutacji punktowych albo procesów rekombinacji i innych procesów prowadzących do zmian w materiale genetycznym wirusa.

Uwzględniając wszystkie te cechy, podjęto próbę sformułowania następującej definicji wirusa (Matthews, 1991): wirus jest zbiorem (zestawem, kompletem) jednej lub większej liczby matrycowych cząsteczek kwasu nukleinowego, zazwyczaj zamkniętym w ochronnym płaszczu lub płaszczach białkowym bądź lipoproteinowym, który jest zdolny zorganizować własną replikację tylko w komórkach odpowiedniego żywiciela. Namnażanie wirusa w takiej komórce jest: 1) zależne od układu syntetyzującego białko w komórkach żywiciela, 2) odbywa się w postaci łączenia potrzebnych elementów, a nie w postaci podziału na osobniki potomne, 3) odbywa się w określonych miejscach komórki żywiciela nieoddzielonych dwuwarstwową błoną lipoproteinową, 4) stale prowadzi do pojawiania się nowych wariantów powstających w wyniku różnorodnych zmian w kwasie nukleinowym wirusa.

Rzecz okazałaby się jeszcze bardziej skomplikowana, gdybyśmy próbowali objąć tą samą definicją wirusy i wiroidy, które, jak już wcześniej powiedziano, nie są wirusami. Dlatego omówienie podstawowych cech wiroidów odłożymy do odpowiedniego rozdziału tej książki (rozdz. 9).