Kreditna slika: Nossesotti (Anderson Brito) putem Wikimedia Commons (modificirano) [CC BY-SA 3.0] (izvor)

Je li virus živo biće?

Većini ljudi se čini samorazumljivim da je virus neka vrsta živog bića. Mi obično stavljamo viruse u istu mentalnu kategoriju kao i bakterije - kategoriju koju popularno nazivamo „mikrobe“. Smatramo da su sve klice donekle slične jer ih smatramo mikroskopskim organizmima koji uzrokuju bolesti. Nastojimo izbjeći izlaganje bakterija, a pri izlaganju se oslanjamo na cjepiva i lijekove za zaštitu. Ali ovaj jednostavni koncept prepušta gotovo sve zanimljivosti o virusima i bakterijama. Posebno zanemaruje činjenicu da su virusi i bakterije potpuno različite stvari - različite kao noć i dan. Jedna ogromna razlika je da su bakterije živa bića, dok virusi to nisu.

To je, naravno, kontra-intuitivna ideja. Kako u svijetu virus ne može biti živa stvar? Znamo da virusi - ili barem neke vrste virusa - mogu učiniti ljude bolesnima, baš kao što nas neke bakterije mogu učiniti bolesnima. U oba slučaja mikroskopske stvari ulaze u naša tijela i množe se brzo. Ako virus nije živo biće, kako je to mogao učiniti? Zašto se smatra da su bakterije žive, dok virusi nisu?

Pogledajmo najprije karakteristike bakterija da vidimo zašto se smatra da su bakterije žive. Prije svega, bakterije su stanice. Svaka se bakterija sastoji od jedne, cjelovite, žive stanice. S vanjske strane nalazi se porozna stanična stijenka koja omogućuje krutost i određuje oblik bakterije. Unutar toga se nalazi plazma membrana, koja je tanak sloj koji održava stanicu netaknutom i odvaja sadržaj stanice od ostatka svijeta. Sadržaj stanice - sve što se nalazi unutar plazma membrane - nazivamo protoplazmom. Međutim, ovaj generički izraz ne govori nam mnogo. U stvari, sadržaj ćelije sastoji se od ogromnog broja različitih materijala - proteina, masti, ugljikohidrata, DNK, vode i tako dalje. Širok spektar biokemijskih procesa odvija se unutar stanice gotovo uvijek, a upravo ti tekući procesi - svi koji djeluju pod neizravnom kontrolom stanične DNK - čine da stanica bude "živa".

Budući da je bakterija živa, može je biti ubijena. Sve što trajno prekine tekuće biokemijske procese ubit će stanicu. Na primjer, previsoke temperature ili previše hladne temperature mogu ga ubiti. Toksični spojevi bi ga mogli ubiti. Otkine li plazma membranu, to će je ubiti. A budući da je stanica živa, ona se može umrijeti od gladi. Biokemijski procesi koji djeluju unutar ćelije zahtijevaju energiju. Ako ćeliji ponestane energije - i ako stanica ne može zamijeniti konzumiranjem odgovarajuće hrane - stanica će umrijeti.

Iako su bakterije jednocelična bića, njihove su stanice manje i jednostavnije od ljudskih stanica. U stvari, bakterijske stanice su puno jednostavnije od stanica svih ostalih živih bića - čak i onih ostalih jednostaničnih organizama. Stoga se u modernim sustavima biološke klasifikacije ističu kao najjednostavniji tip živih organizama. (Za više informacija o klasifikaciji živih bića pogledajte moj raniji članak „Koliko vrsta živih bića ima?“)

Iako ga plazma membrana bakterije odvaja od vanjskog svijeta, membrana mora biti selektivno propusna kako bi bakterija ostala živa. (Ovaj se atribut može privremeno suspendirati kod određenih bakterija koje uspavaju u obliku visoko izdržljivih endospora.) Hrana, voda i drugi hranjivi sastojci moraju biti u mogućnosti proći kroz membranu u stanicu bakterija, a otpadni proizvodi moraju biti u mogućnosti izaći stanica.

Virusi se poprilično razlikuju od bakterija. Virus je obično samo fragment DNA ili RNA umotan u zaštitni proteinski omotač. (Neki virusi sadrže malo više od ovoga, ali ne puno više.) Baš kao što je bakterijska stanica mnogo manja i jednostavnija od ljudske stanice, virus je mnogo manji i jednostavniji od bakterije. Virus nema protoplazmu. Nema plazma membranu. Nema metaboličke procese koji su u tijeku. Ne konzumira hranu. Ne izbacuje otpad. Ne može gladovati. Za razliku od bakterije, virus se ne može razmnožavati sam. U stvari, sve dok virus ne naleti na odgovarajuću stanicu domaćina, ostaje posve inertna čestica, bez ikakvih bitnih značajki koje povezujemo sa živim bićima - osim tog fragmenta DNK ili RNK.

(Napomena: RNA sadrži iste podatke kao DNK, ali u normalnoj ćeliji trajna kopija genetskog koda pohranjuje se kao DNK, dok se RNA obično koristi za izradu privremenih radnih kopija dijelova tog koda.)

Međutim, virus ima dvije vrlo važne značajke koje ga čine izuzetno močnim:

1) Proteinski omotač može se prilijepiti na staničnu membranu odgovarajuće stanice domaćina, nakon čega virusna DNK ili RNA uđu u stanicu.

2) Invazija DNK ili RNA preusmjerava metaboličke aktivnosti otete stanice, pretvarajući je u tvornicu kako bi izvukao puno više virusnih čestica.

Stoga virusi nisu samo slučajni bitovi genetskog materijala - oni su bitovi genetskog materijala koji su sposobni oteti žive stanice. Virus ne mora sadržavati sve genetske informacije potrebne za pokretanje otete stanice. Potrebno joj je samo dovoljno DNK ili RNA da preusmjeri aktivnosti stanice. To se može usporediti s modernim gusarima koji otimaju tanker za naftu. Gusari bi mogli stići do džinovskog tankera u malom čamcu, čak i gumenom gumenom gumu. Jednom kada se ukrcaju u tanker za naftu, otmičari ne trebaju znati sve detalje kako upravljati brodom - jednostavno trebaju prisiliti kapetana i posadu da slijede njihove naredbe. Isto tako, DNA ili RNA u virusu preuzima otmicu stanice, ali možda će joj biti potreban još neki izvorni DNK da bi stanica mogla nastaviti s radom.

Uz pomoć strojeva otete stanice preusmjerenih na proizvodnju više virusnih čestica, novonastalim virusima potreban je način bijega kako bi se inficirale druge stanice. Kod nekih virusnih bolesti virus ne pobjegne od stanice domaćina sve dok se stanica ne napuni prepunim novih čestica virusa, u koje vrijeme stanica pukne - ubijajući stanicu, ali oslobađajući veliku količinu virusa. Kod ostalih virusnih bolesti, novi virusi mogu pobjeći odustajanjem, dok stanica nastavlja proizvoditi više virusnih čestica.

Pa sada razmotrimo nekoliko ključnih razlika između bakterije i virusa. Bakterija je sićušno živo biće koje se sastoji od jedne, jednostavne žive stanice. Budući da je živ, troši energiju, i zbog toga mu je potrebna hrana hrana da ostane živa. Bakterije su se razvile na bezbroj različitih načina za život - odnosno dobivanje hrane - a samo mali dio bakterijskih vrsta uzrokuje bolest. Zdrava bakterija može se razmnožavati samostalno jednostavnim dijeljenjem na dva dijela. Virusi, s druge strane, nisu živi - oni su u osnovi samo otrovni dijelovi DNK ili RNK. Sve dok ne otme pogodnu stanicu domaćina, čestica virusa je potpuno inertna. Jedini način da se virus razmnoži - ili da išta napravi - jest otmica žive stanice iz osjetljive vrste.

Budući da svi virusi zarađuju za život otmičavanjem živih stanica, mogli biste reći da su svi virusi štetni. Međutim, ovo zanemaruje jednu ključnu točku. Svaka vrsta virusa zahtijeva određenu vrstu domaćina - ili niz donekle povezanih vrsta domaćina - da bi se inficirale i otimale odgovarajuće stanice. Postoje mnoge vrste virusa koji su potpuno bezopasni za ljude, iako štete određenim drugim vrstama. Pa kako bismo trebali razmotriti virus koji napada bakteriju koja uzrokuje bolest kod ljudi? Prisutnost virusa zapravo nam može pomoći u zaštiti od bakterijske bolesti. Moglo bi se reći da je neprijatelj mog neprijatelja moj prijatelj. Isto vrijedi i za bilo koji drugi virus koji napada štetočine - ili, u tom slučaju, bilo koju bakteriju koja napada štetočine. Na primjer, bakteriju Bacillus thuringiensis koristimo za kontrolu raznih insekata štetočina koji napadaju naše usjeve.

Unatoč činjenici da virusi nisu živi i da im nije dano mjesto u taksonomiji živih bića, mi često uključujemo viruse kada govorimo o „mikroorganizmima“. Budući da su svi drugi organizmi živi, ​​to je uključivanje prilično pogrešno - iako ima smisla na mnogo drugih načina. To je osobito istinito kada govorimo o "mikroorganizmima koji uzrokuju bolest", koji se nazivaju i patogeni. Riječ "patogen" u početku je značila sve što je uzrokovalo bolest, ali sada je izraz ograničen na mikroorganizme. Pored virusa i bakterija, ljudske bolesti mogu uzrokovati i nekoliko drugih kategorija zaraznih uzročnika, iako ih većinu nazivamo parazitima, a ne patogenima ili „mikrocima“. Na primjer, malariju, koja godišnje uzrokuje gotovo milijun smrtnih slučajeva, uzrokuje mikroskopski protozoan, a ne virus ili bakterija.

Ako virus nije živ, ima li smisla govoriti o "ubijanju" virusa? Strogo govoreći, virus se ne može ubiti - ali virus se može uništiti, što za sve praktične svrhe znači jedno te isto. Stoga bi se moglo tvrditi da nema uvrede ili zbrke ako se govori o ubijanju virusa. Međutim, takva terminologija može dovesti do nesporazuma. Mnogo je teže pronaći lijekove koji su djelotvorni protiv virusa, u usporedbi s izumom antibakterijskih lijekova (koji se nazivaju antibioticima), iz preciznog razloga što virusne čestice nisu žive. To uvelike sužava mogućnosti napada virusa. Također treba napomenuti da su antibiotici, koji su dizajnirani da napadaju bakterije, u potpunosti neučinkoviti protiv virusnih bolesti. Stoga ne možete izliječiti običnu prehladu uzimanjem antibiotika.

Stoga se postavlja pitanje: Koje su uobičajene bolesti uzrokovane virusima, a koje bakterije? Dobro poznate virusne bolesti uključuju prehladu, gripu (gripu), kokošiju, HIV / AIDS, herpes, zaušnjake, ospice, njemačku ospicu (rubeola), šindre, virusni hepatitis (vrste A do E), zika, chikungunya, bjesnoću, polio, zapadni Nil, denga, žuta groznica i ebola. Dobro poznate bakterijske bolesti uključuju koleru, tuberkulozu, tifus, tetanus, lajmsku bolest, klamidiju, salmonelozu, sifilis, difteriju, gubavcu, bubonsku kugu, oslovski kašalj (šugavi kašalj), listeriozu, psittakozu, reumatsku groznicu, škrlatnu groznicu, antraks grlo.

U posljednjih nekoliko godina, znanost je postigla značajan napredak u pronalaženju lijekova za liječenje određenih vrsta virusnih bolesti. Međutim, s obzirom na to da je virusne bolesti često tako teško izliječiti, veći dio prošlog naglaska bio je na cjepivima - koja ne mogu izliječiti bolest, ali mogu pomoći u sprečavanju pojave bolesti. Vakcine djeluju tako da treniraju tijelo da prepozna i napada određene vrste virusa u najranijoj fazi infekcije, prije nego što virusna infekcija izmakne kontroli.

Suprotno tome, imamo širok spektar antibiotika koji su (ili su nekada bili) učinkoviti protiv širokog spektra bakterijskih bolesti. Nažalost, što više koristimo neki određeni antibiotik, to je vjerojatnije da ćemo uzgajati sojeve rezistentnih na antibiotike. Stoga svaki široko korišteni antibiotik ima ograničen vijek upotrebe, mjeren desetljećima - često kraći od životnog vijeka tipičnog ljudskog bića. Drugi problem s antibioticima je taj što oni često ubijaju „dobre“ bakterije zajedno sa štetnim bakterijama. Postoji mnogo, mnogo vrsta bakterija od kojih većina ne uzrokuje bolest. U stvari, mnoge bakterije nam pomažu u velikoj mjeri, posebno neke od bakterija koje žive u ljudskim crijevima.

Zaključno, virus nije živo biće - i zapravo je malo više od skitničkog komada genetskog materijala (DNK ili RNA). Pa ipak, zbog svoje sposobnosti upravljanja biološkim procesima žive stanice, virus djeluje poput živog bića nakon što otme stanicu. Za većinu praktičnih svrha, ima smisla skupljati viruse s patogenim bakterijama kada razgovaramo o načinima izbjegavanja i liječenja bolesti koje šire mikroorganizmi. Međutim, budući da virusi nisu doista živi - i zato što su izuzetno mali - susrećemo se s dodatnim preprekama prilikom pokušaja kontrole bolesti koje uzrokuju virusi, u usporedbi s bolestima koje uzrokuju bakterije.