Virus e batteri: differenze e similitudini

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I virus e i batteri, microrganismi con caratteristiche distintive, influenzano la salute e l'evoluzione umana. I batteri sono procarionti autonomi, mentre i virus necessitano di un ospite per replicarsi. La loro interazione con le cellule ospiti e il ciclo di vita sono cruciali per comprendere le infezioni e le zoonosi.

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I ______ sono microrganismi unicellulari che possono riprodursi da soli e le loro dimensioni variano generalmente tra ______ e ______ μm.

batteri

0,5

5

I virus contengono acido nucleico, che può essere ______ o ______, e sono avvolti da un capside proteico, a volte con un involucro lipidico esterno.

DNA

RNA

Capside: composizione e funzione

Struttura proteica composta da capsomeri che protegge il genoma virale e determina la forma del virus.

Q&A

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Differenze fondamentali tra virus e batteri

I virus e i batteri sono entrambi microrganismi, ma presentano differenze sostanziali. I batteri sono organismi unicellulari procarionti, con dimensioni che variano generalmente tra 0,5 e 5 μm, e sono dotati di un proprio metabolismo che permette loro di riprodursi autonomamente in vari ambienti. I virus, al contrario, sono entità biologiche molto più piccole, con dimensioni che si aggirano intorno a 20-300 nm, e non possono riprodursi autonomamente. Essi necessitano di infettare le cellule di un organismo ospite per utilizzarne la macchina cellulare e produrre nuove particelle virali. I virus sono quindi considerati parassiti intracellulari obbligati. La loro struttura è composta da un acido nucleico, che può essere DNA o RNA, circondato da un capside proteico, e in alcuni casi da un involucro lipidico esterno derivato dalla membrana della cellula ospite.

Microscopio elettronico a trasmissione in laboratorio con provette colorate e pipetta automatica su tavolo chiaro, ambiente scientifico sfocato.

Struttura e classificazione dei virus

I virus presentano una struttura semplice ma efficace. Il capside, composto da subunità proteiche chiamate capsomeri, protegge il materiale genetico virale e può presentare diverse forme geometriche. Il genoma virale può essere costituito da DNA o RNA, a singolo o doppio filamento, e può essere lineare, circolare o segmentato. Queste caratteristiche sono fondamentali per la classificazione dei virus in diverse famiglie e generi. Inoltre, alcuni virus possiedono un involucro esterno, o envelope, che include proteine virali specifiche e facilita l'ingresso del virus nelle cellule ospiti. I virus senza envelope sono detti "nudi". Il virione rappresenta la forma completa e infettiva del virus, pronta a entrare in una nuova cellula ospite e iniziare il ciclo di infezione.

Interazione dei virus con le cellule ospiti

L'interazione tra virus e cellule ospiti è altamente specifica e mediata da recettori cellulari e proteine virali. I virus riconoscono e si legano a specifici recettori sulla superficie delle cellule ospiti, un processo che determina la gamma di ospiti e i tessuti che possono infettare. Ad esempio, il virus dell'immunodeficienza umana (HIV) infetta le cellule T CD4+ del sistema immunitario umano, mentre il virus dell'influenza si lega ai recettori dell'acido sialico presenti sulle cellule respiratorie. Le zoonosi sono infezioni che possono essere trasmesse dagli animali all'uomo, e il termine "spillover" si riferisce al salto di specie di un patogeno. Le riserve naturali dei virus, come pipistrelli, uccelli e roditori, possono fungere da serbatoi per nuovi virus che, a seguito di mutazioni o ricombinazioni, possono attraversare la barriera delle specie e infettare l'uomo, spesso a causa di alterazioni ambientali o contatti ravvicinati tra specie.

Il ciclo di vita dei virus

Il ciclo di vita dei virus comprende diverse fasi: adsorbimento, penetrazione, replicazione, assemblaggio e rilascio. Durante l'adsorbimento, il virus si lega specificamente ai recettori della cellula ospite. Successivamente, il materiale genetico virale penetra nella cellula, dove si avvale dell'apparato replicativo cellulare per produrre nuovi genomi e proteine virali. Questi componenti vengono poi assemblati in nuovi virioni che, infine, vengono rilasciati dalla cellula ospite, spesso causandone la morte. I batteriofagi, virus che infettano i batteri, possono seguire un ciclo litico, che porta alla lisi e morte del batterio, o un ciclo lisogeno, in cui il genoma virale si integra nel DNA del batterio e si replica passivamente fino a quando non viene attivato il ciclo litico.

I virus e l'evoluzione umana

I virus hanno avuto un impatto significativo sull'evoluzione umana. Circa l'8% del nostro genoma è composto da sequenze di origine virale, note come retrovirus endogeni umani (HERV), che sono il risultato di infezioni virali ancestrali. Questi elementi, sebbene non più in grado di produrre infezioni, hanno contribuito all'evoluzione umana fornendo nuove sequenze genetiche che possono essere cooptate per funzioni cellulari. Un esempio notevole è il gene syncytin, derivato da un retrovirus, che è essenziale per la formazione della placenta nei mammiferi. La presenza di HERV nel genoma umano dimostra come i virus possano influenzare l'evoluzione non solo attraverso la malattia, ma anche attraverso l'integrazione e la funzionalizzazione del loro materiale genetico nel genoma degli ospiti.

Virus e batteri: differenze e similitudini

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Riassunto

Schema

Virus e batteri: differenze e similitudini

Struttura e dimensioni

Virus

Batteri

Differenze di struttura

Riproduzione

Virus

Batteri

Differenze di riproduzione

Interazione con l'ospite

Virus

Batteri

Differenze di interazione

Impatto sull'evoluzione umana

Virus

Retrovirus endogeni umani

Esempi di impatto

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