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Virus (biologia)

Un virus (dal latino vīrus, "veleno") è un'entità biologica con caratteristiche di simbionte o parassita obbligato, in quanto si replica esclusivamente all'interno delle cellule degli organismi. I virus possono infettare tutte le forme di vita, dagli animali, alle piante, ai microrganismi (compresi altri agenti infettanti come i batteri) e anche altri virus. Molte specie di virus convivono all'interno di sistemi viventi ospiti in modo simbiotico e gli individui di ogni specie animale, compreso l'uomo, ospitano normalmente un elevato numero di specie virali simbionti, che formano una popolazione detta viroma.

I virus nella loro forma isolata, detta virione, sono entità biologiche ultramicroscopiche, ossia invisibili al microscopio ottico, a differenza dei microrganismi; le loro dimensioni infatti hanno un ordine variabile dalla decina al centinaio di nanometri, mentre un microscopio ottico raggiunge al massimo i 0,2 μm. Si tenga presente che un micrometro è un milionesimo di metro, mentre un nanometro è mille volte più piccolo (un miliardesimo di metro).

Sono composti da filamenti di DNA o RNA racchiusi all'interno di un involucro proteico, detto "capside"; possono inoltre contenere enzimi, essere circondati da un ulteriore involucro esterno, formato da uno strato lipidico, ed essere dotati di altri tipi di proteine. Le forme dei virus possono variare notevolmente, ma alcune sono più comuni: tra queste vi sono le tipologie sferiche, quelle poliedriche, come pure quelle elicoidali, filiformi, amorfe o composite.

La scoperta dei virus risale al 1892, quando Dmitrij Ivanovskij descrisse in un articolo un agente patogeno non batterico in grado di infettare le piante di tabacco, da cui nel 1898 Martinus Beijerinck scoprì il virus del mosaico del tabacco. Da allora, circa 5 000 specie di virus sono state descritte in dettaglio, anche se si ritiene che ve ne siano milioni. I virus si trovano in quasi tutti gli ecosistemi della Terra e rappresentano l'entità biologica più abbondante in assoluto. La disciplina che si occupa dello studio dei virus è nota come virologia, una sub-specialità della microbiologia.

I virus hanno diverse caratteristiche degli esseri viventi poiché possiedono un genoma, si riproducono e si evolvono attraverso la selezione naturale. Tuttavia, secondo la maggior parte degli autori, pur contenendo DNA o RNA, non sono considerabili esseri viventi in quanto non organizzati in cellule, non dotati di vita autonoma e non in grado di replicarsi autonomamente. Poiché ne possiedono solo alcune caratteristiche sono stati descritti anche come "organismi ai margini della vita" o come "replicatori".Quando non si trovano nella fase dell'infezione o all'interno di una cellula infetta, i virus esistono in forma di particelle indipendenti e inattive. Queste particelle virali, note anche come virioni, sono costituite da due o tre parti: (I) il materiale genetico costituito da DNA o RNA, lunghe molecole che trasportano le informazioni genetiche; (II) un rivestimento proteico, chiamato capside, che circonda e protegge il materiale genetico; e in alcuni casi (III) un involucro esterno formato da uno strato di lipidi, che circonda il rivestimento proteico, detto pericapside. Non tutti i virus sono dotati di questo secondo involucro (i virus delle piante ad esempio, in genere ne sono privi). I virioni possono avere forme semplici, elicoidali e icosaedriche, ma anche architetture più complesse. La maggior parte dei virus possiede virioni che sono troppo piccoli per essere visti con un microscopio ottico. In media il virione ha una dimensione di circa un centesimo della dimensione media di un batterio.

Le origini dei virus non sono chiare: possono essersi evoluti dai plasmidi, o dai trasposoni e retrotrasposoni, o come prodotti di degradazione del DNA cellulare, o ancora durante la fase del mondo a RNA, cioè prima dell'origine della vita. L'evoluzione per i virus è un importante mezzo di trasferimento genico orizzontale, il che aumenta la loro diversità genetica.I virus hanno bisogno di un ospite (una cellula, eventualmente parte di un organismo pluricellulare, o un altro sistema biologico) per replicarsi, ma hanno anche la necessità di trasmettersi da un ospite all'altro. Il processo può avvenire in molti modi: quelli delle piante hanno generalmente necessità di un vettore, cioè un organismo intermedio mobile, pertanto spesso vengono trasmessi da pianta a pianta da insetti che si nutrono della loro linfa (ad esempio gli afidi). Lo stesso meccanismo può avvenire negli animali a opera di parassiti succhiatori di sangue. La maggioranza dei virus non vegetali ha però capacità di trasmettersi senza il contributo di altre specie vettori. I virus influenzali ad esempio si diffondono direttamente da un ospite all'altro attraverso le esalazioni respiratorie, e ricevono particolare diffusione tramite fenomeni come tosse e starnuti. I norovirus e i rotavirus, comuni cause di gastroenterite virale, sono trasmessi per via oro-fecale, vengono trasportati e depositati in luoghi esterni (come oggetti, alimenti o fonti d'acqua) tramite contatto, e possono entrare nel corpo con cibo e bevande contaminate. L'HIV è uno dei numerosi virus trasmessi attraverso il contatto sessuale o dallo scambio di fluidi corporei, come il sangue. L'insieme delle tipologie di cellule che un virus può utilizzare per replicarsi, viene chiamata il suo "ospite". Si tratta sempre di cellule dotate di sistemi adatti a replicare le sequenze genetiche contenute nel virus. Inoltre, i virus devono anche essere dotati di meccanismi specializzati per riuscire a oltrepassare le membrane delle cellule ospiti. Alcuni virus sono in grado di infettare solo pochi ospiti, altri invece sono in grado di infettarne molti.Negli animali, le infezioni da virus dannosi provocano una risposta immunitaria che solitamente elimina o comunque neutralizza il virus infettante. Gli animali sono generalmente dotati di difese molto potenti nei confronti dei virus dannosi, che consistono non soltanto in meccanismi di risposta, automatica o mirata, ma anche in barriere fisiche e chimiche molto difficili da oltrepassare per i virus esterni. Le risposte immunitarie possono essere prodotte anche da vaccini, che conferiscono un'immunità artificialmente acquisita per l'infezione virale specifica. Tuttavia, alcuni virus, come quelli che causano l'AIDS e l'epatite virale, sono in grado di eludere queste risposte immunitarie e provocano infezioni croniche. Poiché i virus non hanno un metabolismo, i farmaci antibiotici non possono eliminarli e non hanno alcun effetto diretto su di essi. Sono stati osservati effetti indiretti di taluni farmaci antibiotici e antiparassitari che inibiscono meccanismi vitali delle cellule ospiti, ma la loro efficacia resta dubbia o marginale.