Virussen

In 1892 voerde Dmitri Ivanovski sap van zieke tabaksplanten door een porseleinen filter dat alle bacteriën tegenhield, en het sap kon nog steeds planten ziek maken.

Iets kleiners dan een bacterie

Tabaksmozaïekziekte maakt tabaksbladeren gevlekt. In 1892 probeerde de Russische plantkundige Dmitri Ivanovski de oorzaak te vinden met een porseleinen filter dat Charles Chamberland en Louis Pasteur in 1884 in Parijs hadden uitgevonden. De poriën zijn ongeveer 0.1 µm, klein genoeg om alle bacteriën van 0.2 µm of groter te verwijderen. Tot ieders verrassing veroorzaakte het gefilterde sap de ziekte nog steeds. Ivanovski dacht dat het een extreem kleine bacterie of een spore moest zijn. In 1898 concludeerde Martinus Beijerinck dat de verwekker helemaal geen bacterie was, en het woord virus, Latijn voor gif, kwam in gebruik. Ivanovski wordt gezien als de oorspronkelijke ontdekker van virussen.

Niemand kon een virus zien tot de elektronenmicroscoop. In 1935 kristalliseerde Wendell Stanley het tabaksmozaïekvirus en beschreef het aanvankelijk als een eiwit. Bawden en Pirie stelden later vast dat het zowel RNA als eiwit bevatte en publiceerden hun werk in 1936 en 1937. Tegenwoordig weten we dat een virusdeeltje, of virion, van 20 nm breed voor kleine virussen tot ongeveer 900 nm voor grote kan zijn, veel kleiner dan de meeste cellen.

Zijn virussen levend?

Virussen zijn acellulair, niet uit cellen opgebouwd, dus ze staan niet in de levensboom. Ze dragen genen, maar slechts één soort nucleïnezuur, DNA of RNA en nooit allebei, verpakt in een eiwitmantel die een capside heet. Sommige hebben ook een envelop, een stukje membraan dat van de laatste gastheercel is meegenomen toen het virus eruit knopte. Veel hebben eiwitpennen waarmee ze aan een cel kunnen hechten en erin kunnen komen. Een virus heeft geen cytoplasma en mist de genen voor veel van wat het nodig heeft, dus het kan zich alleen binnen een levende gastheercel voortplanten. Daarom worden virussen obligate intracellulaire parasieten genoemd.

Capsiden komen in drie hoofdvormen voor. Helixvormige capsiden zijn staafjes, zoals bij het tabaksmozaïekvirus. Veelvlakkige capsiden hebben veel platte vlakken. Complexe capsiden combineren delen, zoals de bacteriofagen die bacteriën infecteren: een kop met veel zijden die de genen bevat, een staart en staartvezels die zich aan het bacterieoppervlak vastklampen.

Omdat een virus zichzelf niet kan kopiëren, wordt elk nieuw virus gemaakt door een cel die is overgenomen. In grote lijnen zijn de stappen voor de meeste virussen hetzelfde. Het virus hecht zich aan een cel en grijpt met zijn pennen of staartvezels bepaalde moleculen op het oppervlak vast. Zijn genen komen binnen. De eigen machinerie van de cel kopieert dan het virale genoom en bouwt capside-eiwitten uit de virale instructies. Nieuwe virionen worden in elkaar gezet en vertrekken, door de cel te laten barsten of door er via het membraan uit te knoppen, waarmee virussen met een envelop hun envelop meekrijgen.

Elke vorm van leven heeft zijn virussen

Virussen infecteren planten, dieren, schimmels, protisten, bacteriën en archaea. De meeste kunnen slechts één of enkele soorten infecteren, en vaak alleen bepaalde celtypen daarin; dit heet het gastheerbereik. Virussen die bacteriën infecteren heten bacteriofagen, of fagen. Elke soort faag doodt slechts bepaalde bacteriën, en dat maakt ze nuttig: in 2006 keurde de Amerikaanse Food and Drug Administration een spray van zes fagen goed die Listeria-bacteriën op vleeswaren doodt.

Nog kleiner dan virussen zijn prionen, ongeveer een tiende van de grootte van een gewoon virus. Ze bevatten helemaal geen erfelijk materiaal; het zijn afwijkende eiwitten. Net als virussen zijn ze acellulair, dus ook zij staan buiten de levensboom.