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病毒是什么
发布时间:2020-02-25     作者:   来源:   分享到:

病毒是一种个体微小,结构简单,由核酸(DNA或RNA)和蛋白质等少数几种成分组成的,必须在活细胞内寄生,并以复制方式增殖的非细胞型生物。

病毒数量庞大,无处不在。它们遍布陆地、海洋,以及我们呼吸的空气中。如果把地球上的病毒首尾相接,能连成一条2亿光年的长链。

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病毒的个体微乎其微,大多数直径在10-300纳米(nm)之间。一些丝状病毒的长度可达1400纳米,但其宽度却只有约80nm。因此,在光学显微镜下难觅它们的踪影,只有电子显微镜才会让它们现出原形。

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引发普通感冒的鼻病毒,直径大约20纳米

病毒的种类繁多,形态各异。有球形的,有棒状的,有丝状的,还有的像砖块,有的像蝌蚪,等等。

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病毒的形态与结构模式图

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病毒究竟是不是生命,这个问题一直困扰着科学界。

我们目前所知的能够进行自我复制、独立生存的各种生命状态,包括细菌、植物、动物,都是由细胞组成的。随着细胞中越来越多的细胞器结晶结构被发现,科学家已经确定生命离不开核糖体、线粒体、叶绿体等细胞器的帮助。

像所有细胞生命一样,病毒是由蛋白质、核酸、磷脂这些生命分子组成。但病毒没有细胞结构。它们一般有一个坚实而又具有特定形状的蛋白质外壳——衣壳(由一定数量的壳粒组成);衣壳里包裹一段遗传物质——核酸(DNA或RNA),以及少量对启动复制过程有用的蛋白质分子;有些病毒的外壳的外边还有一个类似细胞膜的包膜。

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A.无包膜病毒;B.具包膜病毒。①衣壳,②核酸,③壳粒,④核衣壳,⑤病毒体,⑥外套膜,⑦刺突蛋白(图片来源:维基百科)

病毒没有自己的代谢机构,没有自己的酶系统,必须在活细胞内才能显示出其生命活力。当病毒进入宿主细胞后,它就可以利用细胞里的原料、能量和场所,生产自己的核酸分子和蛋白外壳,装配出更多新一代病毒颗粒来。一旦离开活细胞这个宿主后,它只是一个不能独立自我繁殖的结晶体,不存在正在进行的生物化学反应,没有能量的流动,也没有物质的合成分解,与石头没有什么不同。

因此,科学界目前对于生物的三域分类(细菌域、古菌域、真核域)中并不包含病毒。主流生物学也更多地将病毒视为一种特殊介于生命与非生命之间的“类生物”。

一般而言,是否拥有核糖体和转译能力是生命体和非生命体的区别所在,是区分病毒和细菌、生命和非生命的一个主要特征。最近,研究人员从一些巨型噬菌体中识别出了那些可以编码对核糖体来说至关重要的蛋白质的基因。这些基因通常不存在于病毒中,只存在于细菌或古生菌中。而核糖体可以将信使RNA转译为蛋白质。因此说噬菌体让生命和非生命的界限变得更加模糊。

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 正在感染一个细菌细胞的巨型噬菌体(左侧红色)和正常大小的噬菌体。巨型噬菌体会将其DNA注入宿主细胞,通常只存在于细菌和古菌中的Cas蛋白,会操纵宿主细胞对其他病毒的反应。| 图片来源:Jill Banfield实验室 / UC Berkeley

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