I Virus: concetti Generali

In questo articolo, andiamo ad esaminare alcuni dei principali concetti riguardanti i virus, in maniera semplice e accessibile a tutti. Negli articoli successivi, non mancheranno indubbiamente approfondimenti anche più tecnici e al tempo stesso interessanti che aiuteranno una migliore comprensione del vastissimo mondo della microbiologia.

Al termine dell’articolo, si arriva ad ottenere una visione semplice e al contempo efficace, riuscendo a rispondere facilmente ai seguenti quesiti:

– il virus è vita? si riproducono? perchè sono così piccoli?

– in quali forme principali si presentano i virus?

– perchè è importante conoscerli? quali sono le principali classi?

– sono amici o una minaccia?

Buona lettura.

• Organismo Particellare

Il termine “VIRUS” spesso crea confusione nelle discussioni tra i non addetti ai lavori, in quanto troppo spesso le persone ne parlano in maniera erronea, denotando una bassa propensione all’approfondimento. Osserviamone la definizione che ci fornisce l’enciclopedia “Treccani”,

In biologia, termine con cui si designa un gruppo di organismi, di natura non cellulare e di dimensioni submicroscopiche, incapaci di un metabolismo autonomo e perciò caratterizzati dalla vita parassitaria endocellulare obbligata, costituiti da un acido nucleico (genoma) rivestito da un involucro proteico (capside).

Il termine ha una derivazione latina, con significato “veleno”, sempre secondo la Treccani indica:

Qualsiasi sostanza che per le sue proprietà è capace di provocare un danno biologico, lesioni strutturali, diffuse o circoscritte, reversibili o permanenti, a insorgenza rapida o lenta.

Tale termine è essenziale anche rileggendo la frase di Paracelso( importante alchimista, medico del 1500)

Tutto è veleno, e nulla esiste senza veleno. Solo la dose fa in modo che il veleno non faccia effetto.

 

 

 

Appreso questo, si può facilmente capire che i virus, sono dei microrganismi che sono dotati di vita non autonoma, che necessitano di parassitare altre cellule per replicarsi.

Qualora i virus, siano incapaci di parassitare cellule sono inermi e inoffensivi. Nonostante questo dato di fatto è necessario per evitare possibili contagi, sanificare oggetti che possano rappresentare fonti di contagio come: smartphone, maniglie, sedie, tavoli, telefoni fissi o cordless, ecc….

 

Riflettendo seriamente sulla frase sopracitata, si arriva alla conclusione: “per ammalarsi, occorre, solitamente, incorrere in una carica microbica rilevante, molto alta; se un’organismo si ammala il perchè va ricercato in una variabile che si è espressa, in un dato momento, come un’elevato tasso di tossine( metalli pesanti, pesticidi, residui di farmaci…) o infiammazione cronica, oppure patologie pregresse come diabete, malattie autoimmuni o condizioni particolari presenti nell’organismo come variazioni importanti di ph o concentrazioni erronee di importanti modulatori del sistema immunitario come sali minerali o vitamine“.

 

 

 

I virus, sono di dimensioni microscopiche, nell’ordine dei nanometri( nm ). Un nanometro corrisponde a:

• 1 miliardesimo di metro, ovvero 1.0×10-9 m, 0,000000001 m.
• 1 milionesimo di centimetro, ovvero 1.0×10-6 cm, 0,000001 m
• 1 millesimo di micrometro, ovvero 1.0×10-3 , 0,001 m.

Nell’immagine di seguito, troviamo una semplice rappresentazione di alcuni virus e le relative dimensioni, confrontati con 2 molecole ed un batterio.

 

 

Probabilmente, osservando l’immagine in molti potrebbero essere incuriositi dalla scelta dell’utilizzo dell’unità di misura dell’Angstrom, Å per indicare le dimensioni di una molecola importante come il Colesterolo. Questa unità di misura, è frequentemente usata per misurare il raggio atomico e le distanze interatomiche; oggi giorno si può utilizzare l’Angstrom in sostituzione del picometro o del nanometro e viceversa. Di seguito la conversione corretta delle 3 unità di misura:

1 Å = 0,1 nm = 100 pm

1 Å = 100 pm = 0,1 nm

1 nm = 1000 pm = 10 Å

1 pm = 0,01 Å = 0,001 nm.

 

Tornando al Colesterolo, possiamo ora facilmente convertire le dimensioni dalla misura in: Å= 5,2 x 6,2 x 18,9 a quelle in nanometri= 0,52 x 0,62 x 1,89 che in quelle in picometri= 520 x 620 x 1890; occorrerà soltanto dividere per 10 o moltiplicare per 100.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Caratteristiche

I virus, come ampiamente discusso precedente sono particelle microscopiche, capaci di infettare organismi complessi, con l’unico obiettivo di replicarsi. Eventuali patologie, sono solo effetti collaterali, poichè un virus EFFICENTE è quello che lascia in vita l’organismo nel quale si viene a trovare. Si instaurano quindi rapporti di comune vantaggio.

La natura, nel corso dei millenni, ha creato le forme di vita più disparate, dagli organismi gelatinosi( Meduse o Blob ) ad organismi fotosintetici( es. Vegetali o Alghe) passando per mammiferi, rettili, pesci. I quali per sopravvivere necessitano di particolari “condizioni”. Una delle più importanti è:

“un’equilibrio della biodiversità tra le specie, anche virali il che garantisce un mantenimento della salute degli ecosistemi dai più piccoli ai più grandi. Esempi sono il microbiota intestinale, le acque termali solfuree oceaniche o nei fondali.”

Un’esempio fondamentale è quello che avviene nel nostro intestino, a livello del “microbiota intestinale” composto da batteri, funghi e virus( secondo una recente ricerca ne ospitiamo oltre 140mila specie nel solo intestino) che non producono danni ma si nutrono dei nostri scarti metabolici, delle tossine presenti

negli alimenti o di altre molecole. In questo ambiente, trovano vita piuttosto facile, una classe di virus come i “Batteriofagi” che hanno a disposizione una quantità sterminata di batteri, trilioni e oltre.

La biodiversità di virus è utile anche in ambiente oceanico, in quanto secondo uno studio europeo, i virus accelerano il flusso e la fruizione di oligoelementi essenziali per la vita come Carbonio ed Azoto, con un meccanismo, definito dal professor Antonio dell’Anno( professore all’Università Politecnica delle Marche): “cannibalismo della profondità del mare”, con il quali i virus spezzano la membrana cellulare batterica, rilasciandone il contenuto. Contenuto che viene reso immediatamente biodisponibile per altri batteri non infetti. In questo modo, tutti i nutrienti sono riciclati e si favorisce la biodiversità, e al tempo stesso rivestono grande importanza nei cicli biogeochimici, del riciclo e riutilizzo dei nutrienti.

Altro aspetto che accomuna tali microbi alle cellule è l’elevata incidenza delle mutazioni: durante l’infezione, i virus tendono intrinsecamente alla mutazione, sia quella naturale che quella “ricombinante” nella quale 2 genomi virali si incrociano, acquisendo ciascuno dei vantaggi, tipico è il caso della farmacoresistenza contro gli antibiotici nei batteri e antivirali nei virus.

Le peculiarità che li contraddistinguono come particelle acellulari, sono:                               

– presenza di un’unico acido nucleico

– mancanza di attività metabolica e di sintesi

– dipendenza totale da cellule viventi per replicarsi.

Trattiamo ora brevemente la struttura “virale” ed una semplice definizione:

Capside ———- è un’involucro proteico che svolge il compito di protezione ed isolare il genoma( Dna o Rna che contiene l’informazione ereditaria). Si distinguono 3 possibili strutture capsidiche: elicoidale, icosaedrica e complessa. E’ costituito da subunità, i capsomeri. L’insieme di Capside e acido nucleico è definito “Nucleocapside”.

Tegumento ———- è uno strato proteico intermedio tra Nucleocapside e Pericapside. Spesso presente nei virus rivestiti.( NON SEMPRE PRESENTE)

Pericapside( o Peplos, Envelope) —— è un’involucro lipoproteico( costituito da fosfolipidi, polisaccaridi e proteine derivanti dalla membrana citoplasmatica della cellula precedentemente infettata) che svolge il compito di protezione ed isolare il genoma dall’ambiente esterno.( NON SEMPRE PRESENTE)

Glicoproteine, o proteine di membrana ——- sono importanti per consentire il riconoscimento di altri organismi, legandosi con proteine specifiche di una membrana, detti “recettori”.

Virione —— la particella intera del virus, si conoscono:

“virus rivestiti”, dna o rna + capside + pericapside + proteine di membrana

come l’HIV, Adenovirus, Coronavirus come SarsCov, Sars-Cov2 e Mers-Cov

“virus nudi”, dna o rna + capside come i Poliovirus, Picornavirus, Batteriofagi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I virus possono prendere il controllo delle cellule infettate in 2 modi principali: il più diffuso è l’entrata del virus nella cellula ospite, meno diffuso è invece l’inserimento fisico del solo genoma nella cellula, che produrrà numerosi nuovi virioni. La seconda strategia è effettuata principalmente dai batteriofagi, i virus che parassitano i batteri, l’altra invece dai coronavirus, hiv, dai virus della poliomelite o dall’herpes.

 

 

• Sistematica…. in breve

L’organismo internazionale che gestisce l’organizzazione, la gestione della tassonomia dei virus si chiama:

Commissione Internazionale per la Tassonomia dei Virus(ICTV).

 

Fanno parte del comitato numerosi esperti mondiali di virus che tentano di creare una classificazione il più accurata possibile, per consentire di inserire i nuovi ceppi, che via via si scoprono nelle categorie precedentemente aggiunte. La classificazione dell’ ICTV( qui il sito ufficiale https://talk.ictvonline.org/taxonomy/ con la classificazione aggiornata al 2020 ) è quella ufficiale e che risulta essere più completa ed efficace, con criteri tassonomici chiari e ben definiti. Spesso organismi che appartengono ad un dato “taxa” ovvero categoria, possiedono caratteri comuni, ad esempio i Paramixovirus una volta erano associati ai Mixovirus, da cui stati slegati, per questioni antigeniche e dimensioni, nonostante siano entrambi i gruppi a Rna. Al la famiglia dei Paramixovirus, appartengono microrganismi patogeni diffusi tutto l’anno come i virus che provocano la parotite, sindromi parainfluenzali e morbillo.

 

 

Ad oggi, la tassonomia virale è così suddivisa:

-1 Dominio: Procarioti

-6 Reami

-10 Regni

-17 Phyla

-2 Subphyla

-39 Classi

-59 Ordini

-8 Sottordini

-189 Famiglie

-136 Sottofamiglie

-2224 Generi

-70 Sottogeneri

-9110 Specie.

 

Di seguito, segue un’elenco di come alcuni virus noti vengono classificati ad oggi, nel 2021.

MORBILLO: Riboviria › Orthornavirae › Negarnaviricota › Haploviricotina › Monjiviricetes › Mononegavirales › Paramyxoviridae › Orthoparamyxovirinae › Morbillivirus

SARS-COV2: Riboviria › Orthornavirae › Pisuviricota › Pisoniviricetes › Nidovirales › Cornidovirineae › Coronaviridae

HERPES SIMPLEX: Duplodnaviria › Heunggongvirae › Peploviricota › Herviviricetes › Herpesvirales

VIRUS DELL’INFLUENZA( es.tipo B infetta solo l’uomo, https://www.epicentro.iss.it/influenza/tec): Riboviria › Orthornavirae › Negarnaviricota › Polyploviricotina › Insthoviricetes › Articulavirales › Orthomyxoviridae › Betainfluenzavirus

VAIOLO: Varidnaviria › Bamfordvirae › Nucleocytoviricota › Pokkesviricetes › Chitovirales › Poxviridae › Chordopoxvirinae › Orthopoxvirus › Variola virus.

 

 

 

Negli ultimi decenni sono state proposte anche altre classificazioni dei virus in relazione a varie caratteristiche:

 

 

• i virus suddivisi in base al tipo di acido nucleico( Rna, Dna, a singolo o doppio filamento) e la sua polarità, alla modalità di replicazione. Tale “Classificazione di Baltimore” è stata proposta da David Baltimore, premio Nobel nel 1975 per la medicina e fisiologia. Ad oggi è un metodo molto valido, basato su 7 classi differenti. Ad esempio:

-Herpesvirus, Adenovirus CLASSE I a DNA a doppia elica

-Anellovirus( responsabili di malattie, potrebbero rappresentare una causa di malattie autoimmunitarie, slerosi multipla o epatiti), Parvovirus CLASSE II a DNA a singolo filamento a senso negativo

-Reovirus( parassiti respiratori e gastrointestinali) e Birnavirus( parassiti di pesci, uccelli) CLASSE III a RNA a doppia elica

-Coronavirus, Picornavirus CLASSE IV a RNA a singolo filamento a senso positivo

-Paramyxovirus, Ortomixovirus( responsabili di sindromi influenzali) CLASSE V a RNA a singolo filamento a senso negativo

-Retrovirus CLASSE VI a RNA a singolo filamento a senso positivo

-Retrovirus, Epatite B CLASSE VII a DNA a doppia elica.

 

 

• In base all’organismo “bersaglio” di infezione, ideata da Holmes nel 1948, utilizzando la nomenclatura binomiale di Linneo.

Gruppo I: Phaginae, se infettano i batteri

Gruppo II: Phytophaginae, se infettano organismi vegetali

Gruppo III: Zoophaginae, se infettano gli animali.

• la Classificazione LHT, è basata sulle caratteristiche chimico-fisiche secondo caratteristiche specifiche, tipo RNA o DNA, morfologia e diametro del Capside, presenza di Envelope( rivestimento) e numero di Capsomeri. Fù approvata nel 1962 dalla Commissione per la nomenclatura provvisoria dei Virus (PNVC) dell’International Union of Microbiological Society.

Phylum Vira(divuso in due subphyla)

1 Subphylum Deoxyvira(virus a DNA)

• Classe Deoxybinala(simmetria bilaterale) — Ordine Urovirale —— Famiglia Phagoviridae

 

• Classe Deoxyhelica(simmetria elicoidale) — Ordine Chitovirales —— Famiglia Poxviridae

 

• Classe Deoxycubica(simmetria cubica)
• — Ordine Peplovirales — Famiglia Herpesviridae(162 capsomeri)
• — Ordine Haplovirales(senza involucro)
• —— Famiglia Iridoviridae(812 capsomeri)
• —— Famiglia Adenoviridae(252 capsomeri)
• —— Famiglia Papiloviridae(72 capsomeri)
• —— Famiglia Paroviridae(32 capsomeri)
• —— Famiglia Microviridae(12 capsomeri)

 

2 Subphylum Ribovira(Virus a RNA)

• Classe Ribocubica(simmetria cubica)
• — Ordine Togovirales — Famiglia Arboviridae
• — Ordine Lymovirales
• —— Famiglia Napoviridae
• —— Famiglia Reoviridae

 

• Classe Ribohelica(simmetria elicoidale)

• — Ordine Sagovirales

• —— Famiglia Stomataviridae
• —— Famiglia Paramyxoviridae
• —— Famiglia Myxoviridae

• Ordine Rhabdovirales
• — Subordine Flexiviridales
• —— Famiglia Mesoviridae
• —— Famiglia Peptoviridae
• — Subordine Rigidovirales
• —— Famiglia Pachyviridae
• —— Famiglia Protoviridae
• —— Famiglia Polichoviridae.

 

Siamo arrivati alla conclusione di questo articolo, che può regalare a molti una buona “infarinatura generale” su un’argomento che spesso risulta davvero ostico e complesso. Mi auguro che la prima presentazione di queste particelle possa essere stata di vostro gradimento, e che vi abbia intrattenuto, fornendo elementi utili per conoscere un pò meglio queste “creature”. Se così fosse, vi consiglio di condividere l’articolo con amici o parenti appassionati o interessati ai temi trattati da questo blog. Restate sintonizzati, per ulteriori letture interessanti su virus, batteri, animali, molecole, personaggi che hanno fatto la storia della scienza, dell’arte medica o approfondimenti vari.

 

 

 

 

 

 

 

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I virus della Corona: Chi sono? Perchè sono famosi?

 

 

 

 

 

FONTI:

https://www.treccani.it/vocabolario/virus/

https://www.treccani.it/enciclopedia/veleno/#:~:text=veleno%20Qualsiasi%20sostanza%20che%20per,a%20insorgenza%20rapida%20o%20lenta.

https://www.youmath.it/lezioni/fisica/unita-di-misura/misure-di-lunghezza/2760-nanometro.html#:~:text=Il%20nanometro%20(simbolo%20nm)%20%C3%A8,9%20m%20%3D%200%2C000000001.

https://www.news-medical.net/health/The-Size-of-SARS-CoV-2-Compared-to-Other-Things-(Italian).aspx#:~:text=Fin%20qui%2C%20la%20ricerca%20ha,a%20grande%20quanto%20500%20nanometro.

https://www.chimica-online.it/download/angstrom.htm

http://www.centroprevent.com/il-colesterolo/

https://www.my-personaltrainer.it/salute/virus.html

https://talk.ictvonline.org/taxonomy/

https://www.google.com/search?q=Birnaviridae&rlz=1C1MSIM_enIT636IT636&oq=Birnaviridae&aqs=chrome..69i57&sourceid=chrome&ie=UTF-8

http://www.virology.ws/2009/08/12/simplifying-virus-classification-the-baltimore-system/

http://microrganismi.altervista.org/virus_1.htm

https://it.wikipedia.org/wiki/Classificazione_dei_virus#Classificazione_LHT.