Virus
Een virus is een niet-levend, microscopisch klein deeltje dat bestaat uit erfelijk materiaal, verpakt in een eiwitomhulsel.
Virussen worden pas biologisch actief door cellen van levende organismen binnen te dringen (te infecteren), waar ze gebruik maken van anabole celprocessen, die normaalgesproken dienen voor de groei en homeostase van de gastheer.
Eenmaal in de gastheercel, schakelt het virale genoom (RNA of DNA) het DNA van de gastheer uit, waarna vervolgens virale RNA of DNA-synthese en virale eiwitsynthese kan plaatsvinden.
Uit door de gastheercel geproduceerde virale RNA/DNA en eiwitten worden nieuwe kopieën van het virus gevormd, die na het uiteenvallen van de gastheercel met duizenden tegelijk op weg gaan om nieuwe cellen van de gastheer te infecteren.
Een individueel virusdeeltje wordt ook wel virion genoemd.
De typische diameter van een virusdeeltje is tussen de 20 en 300 nanometer.
Hierdoor is een virus niet met een lichtmicroscoop te zien.
Dat kan wel met een elektronenmicroscoop.
Virussen zijn vaak gespecialiseerd op een (type) gastheer.
Een gastheer kan een meercellig organisme zijn, een dier, plant of schimmel, maar ook eencellige bacteriën en archaea kunnen door een virus geïnfecteerd worden.
Daar virussen geen eigen voortplantingsapparaat hebben en geen eigen stofwisseling, zijn ze volledig afhankelijk van andere organismen, en als zodanig voldoen ze niet aan alle gebruikelijke criteria voor de definitie van leven.
Virussen zijn, van generatie op generatie, onderhevig aan genetische verandering en ondergaan evolutie.
Een virusinfectie verloopt volgens een ander mechanisme dan een bacteriële of een schimmelinfectie, en kan niet met antibiotica worden bestreden.
Er zijn stoffen die specifiek de werking van sommige (typen) virussen verstoren, en die als geneesmiddel kunnen worden ingezet.
Virussen worden bestudeerd in de virologie, een onderdeel van de medische microbiologie.
Een virion bestaat uit de volgende onderdelen (van buiten naar binnen):
Een enveloppe (alleen bij dierlijke virussen voorkomend): een membraan rond het nucleocapside.
Het nucleocapside, bestaande uit
Een eiwitmantel (ook wel capside genoemd): dit is de buitenwand van het virus; deze beschermt het virus tegen vernietiging door antilichamen, ook speelt de eiwitmantel een rol bij het binnendringen van de gastheercel. De eiwitmantel is opgebouwd uit capsomeren.
Het nucleïnezuur: het erfelijk materiaal van het virus, bestaande uit DNA of RNA.
Voortplanting
Voor de voortplanting heeft een virus de hulp nodig van een gastheerorganisme.
Een virus koppelt zich aan een cel, en injecteert daarin het eigen erfelijk materiaal, of het virus versmelt geheel met de gastheercel.
Daarbij worden ook enkele virale enzymen in de cel binnengebracht.
Elk virus kent een specifieke celsoort waarmee de interactie wordt aangegaan; er is een nauwe range van gastheren.
De eiwitmantel van het virus en antigenen op de cel zorgen ervoor dat het virus zich aan een specifieke gastheercel hecht.
Binnen in de gastheercel geeft het erfelijk materiaal van het virus de opdracht om nieuwe virussen te maken.
Een virus kan zich alleen vermenigvuldigen als het zich in een (gastheer)cel bevindt, en dat proces leidt in veel gevallen tot de dood van de gastheercel.
Daarbij komen de nieuwe virussen vrij die nieuwe cellen aanvallen.
Als twee virussen op hetzelfde moment dezelfde gastheercel infecteren (virus A en virus B), spreekt men van 'virale seks'; de virussen planten zich voort op de manier hierboven beschreven, maar nu worden de nucleïnezuren van beide virussen (A en B) gemengd, waardoor een geheel nieuw virus (C) ontstaat.
Virussen kunnen zich lythisch, of lysogeen reproduceren.
Lythische reproductie houdt in dat een gastheercel nieuwe virussen zal aanmaken, en uiteindelijk zal sterven.
Lysogene reproductie houdt in dat het virus zich zal nestelen in de gastheercel, en elke keer als de gastheercel zich vermenigvuldigt, door mitose (celdeling), zullen de virale nucleïnezuren zich ook vermenigvuldigen.
Het virus zorgt echter niet direct voor de dood van de gastheercel.
Het virus kan uitbreken wanneer het immuunsysteem verzwakt is, bijvoorbeeld het herpesvirus, dat zorgt voor de fameuze koortsblaasjes.
Antivirale middelen werken doordat zij het koppelen van virussen aan de gastheercel bemoeilijken, of doordat ze de werking van de virale enzymen in de gastheercel onderbreken. Die enzymen spelen een rol bij het kapen van het celdelingsmechanisme van de gastheer.
Virussen: levend of niet?
Viroloog Ron Fouchier over de wereld van virussen.
Afhankelijk van hoe leven gedefinieerd wordt, worden volgende argumenten gebruikt:
Bewijzen dat een virus niet leeft:
Een levend organisme moet voldoen aan 7 criteria om te worden beschouwd als een levend organisme, namelijk: Homeostase, organisatie, metabolisme, Groei, aanpassingen, prikkelbaarheid (reacties op de omgeving) en voortplanting. Virussen voldoen maar aan 5 van deze criteria.
Virussen zijn buiten een gastheercel inactief. Gedurende deze tijd buiten een gastheercel wordt er geen biologische activiteit waargenomen.
Virussen zijn afhankelijk van de stofwisseling van de gastheercel.
Virussen hebben een levende cel nodig om zich te vermenigvuldigen en te overleven.
Virussen zijn niet-cellulair.
Virussen hebben geen stofwisseling.
Bewijzen dat een virus leeft:
Een virus doet aan endocytose.
Wanneer virussen de gastheercel binnenkomen, wordt het viraal nucleïnezuur actief. Het virus is echter afhankelijk van de stofwisseling van de cel.
Vanuit medisch standpunt worden virussen als levend gezien omdat zij pathogeen kunnen zijn en infectie en ziekte bij de mens veroorzaken.
"Veel organismen hebben andere organismen nodig om in leven te blijven, waaronder bacteriën die in cellen leven," stelt onderzoeker Arshan Nasir. Dit spreekt tegen dat virussen niet-levend zouden zijn omdat ze een cel nodig hebben om te overleven.
"Het mimivirus heeft daarentegen wel een soort van stofwisseling."
"Het mimivirus onderscheidt zich van andere virussen door zijn grote genoom. Daarnaast codeert het virus voor bepaalde producten die niet eerder bij een ander virus zijn waargenomen gecodeerd te zijn. Zo bezit het mimivirus genen die coderen voor nucleotide- en aminozuursynthese. Dit zijn genen die zelfs bepaalde intracellulaire bacteriën niet hebben", dit is bewijs voor het leven van mimivirussen.
Virussen zijn onderhevig aan evolutie.
Dit bewijs steunt op het bewijs dat virussen kunnen evolueren [zie (7b)], een virus die bacteriofagen aanvalt is in staat het immuunsysteem van de bacteriofaag te deactiveren en zelf het immuunsysteem overnemen. Verdere studies moeten nog onderzoeken hoe die bacteriofaag dat kon.
Dit bewijs steunt op het bewijs dat virussen kunnen evolueren [zie (7b)]. Evolueren kan twee contexten hebben. Context 1 is al besproken in (8b). De andere context is dat virussen evolueren omdat sommige (enorm snel) muteren (namelijk, de erfelijke eigenschappen van het genoom veranderen).
Overige relevante informatie:
Brian WJ Mahy van de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) heeft gezegd: "Virussen leiden een soort ‘geleend leven’", omdat ze afhankelijk zijn van een externe gastheercel maar toch biologische activiteit vertonen in een gastheercel.
"Virussen zijn parasieten die niet op hun eentje kunnen leven, maar een gastheercel nodig hebben om te overleven."
Er is geen sluitende definitie van leven, zodat er nog niet gezegd kan worden of virussen leven.
In 2016 is een lijst opgesteld met 8 ordes, 122 families, 35 subfamilies, 735 geslachten en 4404 soorten.
Enkele van de families zijn:
adenovirussen
bornaviridae, waaronder het bornavirus.
bunyavirussen
circoviridae, waaronder porcinecircovirus dat wegkwijnziekte veroorzaakt.
filovirussen, waaronder ebola en het marburgvirus.
flavivirussen, onder meer ademhalingsziekten en sommige tumoren
herpesvirussen, onder meer verwekkers van waterpokken, gordelroos en koortslip
nidovirussen
orthomyxovirussen, onder andere, influenza- of griep virus (vogelpest bij pluimvee)
mimivirus: reuzenvirussen met een doorsnee als van een typische bacterie.
norovirus onder meer veroorzaker van buikgriep
paramyxovirussen, onder meer verwekkers van mazelen, bof, pseudovogelpest
parvovirussen
papovavirussen, onder meer papillomavirus (veroorzaker van onder andere baarmoederhalskanker)
picornavirussen, onder andere rhinovirus (verkoudheid), polio, ECHO-virus, hepatitis A
polyomavirussen
poxvirussen,
reovirussen, onder meer rotavirus (diarree)
retrovirussen, waaronder hiv, de veroorzaker van aids.
rhabdovirussen, onder meer het virus dat hondsdolheid veroorzaakt.
"Varianten" op virussen
Satellietvirussen zijn door de geringe genoomgrootte voor de vermenigvuldiging volledig afhankelijk van andere virussen.
Viroïden bestaan uitsluitend uit RNA, vrij genetisch materiaal zonder omhulling dat infectieus is.
Een voorbeeld hiervan is de aardappelspindelknolviroïde.
Prionen zijn lichaamseigen eiwitmoleculen met een afwijkende driedimensionale structuur en de eigenschap normale eiwitmoleculen te kunnen omvormen tot afwijkende.
Hiertoe horen onder andere BSE, de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, Kuru en scrapie.
Prionen zijn infectieus maar niet onderhevig aan evolutie.
Men spreekt over een infectie als een micro-organisme, virus, prion of parasiet in een levend wezen is binnengedrongen en zich daar vermenigvuldigd heeft (dit hoeft niet schadelijk te zijn). Wanneer het organisme dusdanig veel schade aanricht dat het normaal functioneren van de gastheer is verstoord, spreekt men van een infectieziekte.
In het ergste geval kan een infectie leiden tot de dood van het geïnfecteerde individu.
Het micro-organisme wordt bij een ziekmakende infectie het pathogeen (ziekteverwekker) genoemd.
Als de ziektekiemen zich nog niet vermenigvuldigd hebben, of als ze door het afweersysteem herkend en verwijderd worden, spreekt men niet van een infectie maar van besmetting.
Een infectie heeft vaak een ontsteking tot gevolg.
Als de ziekteverwekker zich verspreidt door het lichaam zal het afweersysteem antistoffen maken.
Aan de hand van deze stoffen kan men meestal bepalen met welke pathogeen het lichaam geïnfecteerd is.
Veroorzakers
Pathogenen kunnen zijn:
Virussen
Bacteriën
Schimmels
Eencellige eukaryoten (zoals gisten)
Meercellige parasieten zoals (spoelwormen, lintwormen, schurftmijten)
Prionen
Elk eencellig of meercellig organisme wordt in meer of mindere mate door andere organismen bevolkt.
Meestal zijn het symbiotische of commensale relaties die geen schade aanrichten zoals darmflora, huidflora.
Een infectie ontstaat als een pathogeen invasief wordt (d.i. binnendringt in bloed of weefsels). Een toxi-infectie is een infectie waarbij de pathogenen gifstoffen afscheiden, zelfs als de pathogenen zelf niet binnendringen in het lichaam.
Voorbeeld: wanneer een gewone huidbacterie op een plek in het lichaam wordt gebracht die normaal steriel is, kan die daar ongebreideld groeien en een enorme last voor de gastheer veroorzaken.
Voorbeeld: puistjes, de Staphylococcus aureus veroorzaakt een hevige haarfollikel-infectie.
Bij een virale infectie stelt men meestal een sluipend verloop vast, bij bacteriële infecties is het verloop eerder acuut.
Het kan bij infectie met toxoplasmose wel degelijk gebeuren dat er sprake is van chronische processen.
Gevolgen
De gevolgen van een infectie hangen af van:
de infectieweg
de virulentie van het pathogeen
de besmettingsdruk (aantal pathogenen bij de eerste infectie)
de immuunstatus van de gastheer.
Soorten[bewerken | brontekst bewerken]
Besmetting kan plaatsvinden door direct contact, indirect contact met de besmettingsbron en er kan sprake zijn van een commensale infectie
Infectie door direct contact kan op verschillende manieren plaatsvinden. Bijvoorbeeld door:
handen schudden en zoenen
seksueel contact (soa)
van moeder op ongeboren kind
Besmetting door indirect contact kan plaatsvinden door:
praten, niezen, hoesten (hierbij ontstaan aerosolen met ziekteverwekkers die een volgende gastheer bereiken)
opwervelende stofdeeltjes
besmette materialen zoals beddengoed, eetgerei, kleding en toiletten
besmette voedingsmiddelen zoals rauw of slecht bereid vlees en kip, melk en eieren
besmet drinkwater
bloed van besmette mensen dat wordt gebruikt voor bloedtransfusie
ontlasting en urine van besmette mensen
insectenbeten en insectensteken
Commensale bacteriën zijn micro-organismen die van nature in of op de gastheer aanwezig zijn, bijvoorbeeld de E.Coli-bacterie in het darmkanaal van mensen.
Als de weerstand van de gastheer daalt, bijvoorbeeld door ziekte of ondervoeding, kan het micro-organisme een infectie veroorzaken.
Dit is een commensale infectie.
