Zinātnieki jau sen ir centušies atklāt struktūras un funkcijas vīrusi. Vīrusi ir unikāli ar to, ka dažādos vēstures posmos tos klasificē kā dzīvus, tā nedzīvus bioloģija. Vīrusi nav šūnas, bet nedzīvas, infekcijas daļiņas. Tie spēj izraisīt virkni slimību, tai skaitā vēzis, dažāda veida organismos.
Vīrusu patogēni ne tikai inficē cilvēkus un dzīvnieki, bet arī augi, baktērijas, protisti un arhejas. Šīs ārkārtīgi sīkās daļiņas ir apmēram 1000 reizes mazākas nekā baktērijas, un tās var atrast gandrīz jebkurā vidē. Vīrusi nevar pastāvēt neatkarīgi no citiem organismiem, jo, lai vairotos, tiem jāpārņem dzīva šūna.
Vīrusa daļiņa, kas pazīstama arī kā virions, būtībā ir nukleīnskābe (DNS vai RNS), kas norobežots olbaltumvielu apvalkā vai apvalkā. Vīrusi ir ārkārtīgi mazi, aptuveni 20 līdz 400 nanometru diametrā. Lielākais vīruss, kas pazīstams kā Mimivirus, var izmērīt līdz 500 nanometriem diametrā. Salīdzinājumam - cilvēka sarkano asins šūnu diametrs ir aptuveni 6000–8000 nanometri.
Papildus dažāda lieluma vīrusiem ir arī dažādas formas. Līdzīgi kā baktērijām, dažiem vīrusiem ir sfēriskas vai stienīšu formas. Citi vīrusi ir ikosaedriski (daudzskaldnis ar 20 sejām) vai spirālveida formas. Vīrusa formu nosaka olbaltumvielu apvalks, kas ieskauj un aizsargā vīrusa genomu.
Vīrusiem var būt divpavedienu DNS, divpavedienu RNS, vienpavedienu DNS vai vienpavedienu RNS. Ģenētiskā materiāla tips, kas atrodams noteiktā vīrusā, ir atkarīgs no konkrētā vīrusa rakstura un funkcijas. Ģenētiskais materiāls parasti netiek pakļauts, bet tiek pārklāts ar olbaltumvielu apvalku, kas pazīstams kā kapsīds. Vīrusu genoms var sastāvēt no ļoti neliela skaita gēnu vai līdz simtiem gēnu atkarībā no vīrusa veida. Ņemiet vērā, ka genoms parasti tiek organizēts kā gara molekula, kas parasti ir taisna vai apļveida.
olbaltumvielas apvalks, kas aptver vīrusu ģenētisko materiālu, ir pazīstams kā kapsīds. Kapsīds sastāv no olbaltumvielu apakšvienībām, ko sauc par kapsomēriem. Kapsiīdiem var būt vairākas formas: daudzskaldne, stienis vai komplekss. Kapsiīdi darbojas, lai aizsargātu vīrusu ģenētisko materiālu no bojājumiem.
Dažiem vīrusiem papildus olbaltumvielu apvalkam ir arī īpašas struktūras. Piemēram, gripas vīrusam ap kapsīdu ir membrānai līdzīga aploksne. Šie vīrusi ir pazīstami kā vīrusi ar apvalku. Aploksnei ir gan saimnieka šūnas, gan vīrusu komponenti, un tā palīdz vīrusam inficēt tā saimnieku. Kapsida papildinājumi ir atrodami arī bakteriofāgos. Piemēram, bakteriofāgos var būt olbaltumvielu "aste", kas piestiprināta pie kapsīda, un ko izmanto saimnieka baktēriju inficēšanai.
Vīrusi paši nespēj replicēt savus gēnus. Viņu reprodukcijai jāpaļaujas uz saimnieka šūnu. Lai notiktu vīrusa replikācija, vīrusam vispirms jāinficē saimnieka šūna. Vīruss šūnā ievada savu ģenētisko materiālu un replikācijai izmanto šūnas organellus. Kad ir replicēts pietiekams skaits vīrusu, jaunizveidotie vīrusi lizo vai izjauc saimnieka šūnu un pāriet, lai inficētu citas šūnas. Šis vīrusa replikācijas veids ir pazīstams kā lītiskais cikls.
Daži vīrusi var replicēties ar lizogēno ciklu. Šajā procesā vīrusu DNS tiek ievietota saimnieka šūnas DNS. Šajā brīdī vīrusa genomu sauc par pāragru un nonāk neaktīvā stāvoklī. Bāzes genoms tiek replicēts kopā ar baktēriju genomu, kad baktērijas sadalās, un tiek nodotas katrai baktērijai meitas šūna. Ja to iedarbina mainīgie vides apstākļi, fāgas DNS var kļūt lītiska un sākt replicēt vīrusa komponentus saimnieka šūnā. Vīrusi, kuriem nav apvalka, no šūnas izdalās ar līzi vai eksocitoze. Aploksnītus vīrusus parasti atbrīvo no jauna.
Vīrusi izraisa vairākas slimības organismos, kurus tie inficē. Cilvēku infekcijas un vīrusu izraisītas slimības ietver Ebola drudzis, vējbakas, masalas, gripa, HIV / AIDS un herpes. Vakcīnas ir bijušas efektīvas dažu vīrusu infekciju, piemēram, mazu baku, profilaksē cilvēkiem. Viņi darbojas, palīdzot organismam veidot imūnsistēmas reakciju pret konkrētiem vīrusiem.
Vīrusu slimības, kas ietekmē dzīvniekus, ir trakumsērga, mutes un nagu sērga, putnu gripa un cūku gripa. Augu slimības ir mozaīkas, gredzenveida vietas, lapu čokurošanās un lapu ruļļu slimības. Vīrusi, kas pazīstami kā bakteriofāgi, izraisa slimības baktērijās un arheos.