Viirus on mikroskoopiline parasiit, mis võib nakatada elusorganisme ja põhjustada haigusi. Viirus ei ole iseseisev rakk, vaid koosneb peamiselt ühest nukleiinhappe jadast (RNA või DNA) ning seda ümbritsevast valgukattest ehk kapsiidist. Paljudel viirustel on lisaks kapsiidile ka lipiidne ümbris, mis tekib peremeesraku membraanist. Viirused suudavad teha oma koopiad vaid peremeesraku biokeemilise masina abil; väljaspool rakku ei toimu aktiivset paljunemist. Viiruste uurimise valdkond on Viroloogia.

Struktuur ja genoom

Viiruse põhikomponendid on:

  • nukleiinhape — kas RNA või DNA, ühe- või kaheahelaline (ss- või ds-), mõnel juhul segmenteeritud;
  • valgukate ehk kapsiid, mis koosneb korduvatest valguühikutest ja kaitseb nukleiinhapet;
  • paljudel viirustel lipiidne ümbris (envelope), mis sisaldab peremeesraku lipiide ja viiruse glükoproteiine, mis osalevad sihtraku tunnustamisel ja sisenemisel;
  • mõnel viirusel on lisastruktuurid (nt sabataolised elemendid bakteriofaagidel), mis aitavad kinnitumisel või geneetilise materjali sissetoomisel.

Viiruste kuju võib olla helicalne (spiraalne), icosahedral (paljukülgne) või keerukas (nt bakteriofaagide "peajalg" ja torkaehitus). Viiruste suurus jääb tavaliselt 20–300 nm vahemikku, seega on nad oluliselt väiksemad kui bakterid ning nähtavad alles elektronmikroskoobi abil.

Paljunemine ja elutsükkel

Viiruse elutsükkel sisaldab üldjoontes järgmisi etappe:

  • kinnitamine (adsorptsioon) — viirus tunnustab ja seostub peremeesraku pinnaretseptoritega;
  • sisenemine — mõnel viirusel toimub otse sisenemine/võõrvalgue üheaegne fusioloogia; Eukarüootiliste rakkude puhul toimub sisenemine tihti retseptorite vahendusel, bakterite puhul süstitakse DNA sageli faagi spetsiaalse struktuuri kaudu;
  • uncoating (lahtipakkimine) — kapsiid vabaneb ja nukleiinhape pääseb raku sisemusse;
  • replicatsioon ja geeniekspressioon — viiruse nukleiinhape kasutab peremeesraku masinaid (näiteks ensüüme ja ribosoome) uute genoomide ja viirusvalkude sünteesiks;
  • kokkupanek (assembly) — uued viirusosakesed koosnevad kokku pannes;
  • vabanemine — viirused väljuvad peremeesrakust kas rakku lõhustades (lüüs) või rakumembraanist budides, saades ümbrise.

Mõned viirused põhjustavad lüüsilist infaktsiooni, teised võivad jääda rakkudesse latentseks või temperaarsesse (tsükliliselt vaikivasse) olekusse (nt temperaatsed bakteriofaagid), kus viiruse genoom integreerub peremeesgenoomi ja reprodutseerub koos sellega.

Bakteriofaagid ja ümbrisviirused

Bakteriofaagid on viirused, mis nakatavad baktereid; nende sisenemismehhanism erineb eukarüootsete rakkude omast, kuna bakteritel on rakusein. Faagid võivad olla lüütilised või temperaatsed (võivad integreeruda peremeesraku genoomi).

Ümbrikviirused katavad end peremeesraku membraani osaga, moodustades välise lipiidikihi koos viiruse glükoproteiinidega. See ümbris aitab viirusel siseneda teistesse rakkudesse, kuid muudab viiruse ka tundlikumaks keskkonnatingimustele (nt kuivamisele, desinfektantidele). Paljud keerulised hulknurksed ja raskesti tõrjutavad viirused, nagu gripp ja HIV, kasutavad ümbrikuga sisenemise mehhanismi.

Haigused, nakatumine ja levik

Viirused võivad põhjustada väga erinevaid haigusi, alates kergetest hingamisteede nakkustest kuni tõsiste ja eluohtlike seisunditeni. Näited: lastehalvatus, ebolatsia, hepatiit, gripp, HIV. Viirused võivad levida otsese kontakti, õhu kaudu tilkade, fekaal‑oraalse ülekande, vere või vektorite (näiteks sääskede) kaudu.

Paljud viirused on spetsiifilised teatud peremeestüüpidele või rakkudele (host range ja tropism), kuid mõnel neist on zoonootiline potentsiaal, st nad võivad levida loomadelt inimestele.

Immuunsus, vaktsineerimine ja ravi

Loomade ja inimeste viirusnakkused vallandavad immuunvastuse, mis sageli suudab viiruse neutraliseerida ja infektsiooni lõpule viia. Vaktsiinid ergutavad immuunsüsteemi ja annavad kunstlikult tekkinud omandatud immuunsuse konkreetsete viiruste vastu. Siiski mõned viirused (nt HIV, teatud viirushepatiidi vormid) suudavad immuunsüsteemi vältida ja põhjustada kroonilisi või püsivaid infektsioone.

Antibiootikumid ei mõjuta viirusi, sest need sihivad bakterirakke. On olemas aga spetsiaalsed viirusevastased ravimid (antiviraalsed ained), mis pärsivad viiruse paljunemist — näiteks neuraminidaasi inhibiitorid gripi puhul või nukleosiidianaloogid herpese ja HIVi ravis. Ennetamisel on oluline vaktsineerimine, hügieen, desinfitseerimine ja nakkusjälitus.

Diagnoos ja ennetus

Viirusnakkusi tuvastatakse laboratoorselt mitmel moel: PCR‑põhised meetodid nukleiinhappe leidmiseks, antigeenitestid, seroloogilised testid antikehade tuvastamiseks ning elektronmikroskoopia ja kultuurimeetodid teatud juhtudel. Avaliku tervise meetmed (vaktsineerimine, kontaktide jälgimine, isolatsioon, hügieenimeetmed) vähendavad levikut ja tõsiseid tagajärgi.

Kokkuvõte

Viirused on lihtsa ülesehitusega, peremeesrakkudes paljunevad nakkusohtlikud osakesed. Nad võivad põhjustada laia valikut haigusi ja neid uurib Viroloogia. Kuigi antibiootikumid viiruseid ei mõjuta, on olemas vaktsiinid ja viirusevastased ravimid, ning ennetus ja varajane diagnoos on sageli parim viis haiguse leviku ja raskuse vähendamiseks. Viiruste roll looduses ja meditsiinis on mitmekesine: nad võivad olla haigustekitajad, mõjutada ökoloogiat ja olla tööriistad geenitehnoloogias (nt faagid laborikasutuses).