Natura virusurilor

Natura virusurilor

Virusurile sunt entitati infectioase complexe si organizate, deoarece contin doua componente esentiale: una genetica (acidul nucleic) si una proteica. Uneori, proteinele nu sunt esentiale pentru exprimarea proprietatilor sistemului, pentru ca acidul nucleic in stare pura este infectios. Caracterul inalt organizat al virionului rezulta din faptul ca relatiile spatiale dintre genom si capsida sunt definite si constante si deriva din simetria la nivel molecular.

Virionii nu au echipament enzimatic propriu, producator de energie. Uneori, virionul contine enzime de replicare a genomului. Consecinta este ca virionul nu are metabolism, nu creste si nu se divide. Virusurile realizeaza complexe biologice numai in contextul procesului infectios in celula sensibila. In afara relatiilor cu celula gazda, virionul matur este o entitate inerta. Deoarece nu au metabolism propriu, virusurile nu se multiplica, ci sunt multiplicate de celula, pornind numai de la genomul viral si nu de la ansamblul constituientilor structurali. Infectia virala este rezultatul patrunderii in celula, a virionului sau numai a acidului nucleic viral. Pentru sinteza componentelor virale este utilizat aparatul structural si enzimatic al celulei infectate (ribosomii si enzimele catalizatoare). Instructiunile programului genetic viral sunt executate numai in celula vie.

Starea de dependenta totala a replicarii virale de substratul celular viu, corespunde relatiei de parazitism absolut, fundamental distincta de cea a parazitismului obligat, caracteristic unor microorganisme patogene (Treponema, Rickettsia, Chlamydia etc.). Aceste bacterii preiau substantele nutritive din celula gazda, au propriul aparat de sinteza a macromoleculelor componente, isi pastreaza totdeauna integritatea structurala. Diviziunea lor are loc pornind de la ansamblul integrat al structurilor celulare.

In contrast, multiplicarea virala necesita, in esenta, numai genomul viral, toate celelalte componente necesare multiplicarii fiind de origine celulara.

In acord cu conceptia veche, virusurile sunt organisme primitive - "contagium, vivum, fluidum" - asa cum le-a definit Beijerinck in l897). Conceptia a dainuit datorita prezentei in structura virusurilor, a doua componente definitorii pentru lumea vie - acizii nucleici si proteinele. Dar proprietatile particulare ale sistemelor biologice nu sunt date de moleculele componente, ci de nivelurile superioare de integrare functionala a componentelor structurale.

Dificultatea majora a incadrarii virusurilor in categoria sistemelor vii sau nevii, decurge din faptul ca, in prezent nu exista o definitie unanim acceptata a vietii. Definitiile se reduc la o enumerare a proprietatilor observabile ale unui organism, dar multe din aceste proprietati se intalnesc si la formele de organizare ale materiei neanimate. Szent-Gyorgyi considera ca viata este o calitate a unor sisteme fizice, o expresie a interactiunilor dintre structurile care alcatuiesc sistemul, dar este greu de definit.

In sprijinul conceptiei apartenentei virusurilor la lumea vie, a fost invocat procesul multiplicarii lor, considerat ca fiind analog multiplicarii celulelor bacteriene. Studiile ulterioare de biologie moleculara, au evidentiat diferentierea neta, de fond, intre multiplicarea virala si multiplicarea bacteriana: virusurile se multiplica intr-un substrat celular viu, pornind exclusiv de la genomul viral, dupa modelul furnizat de informatia genetica inscrisa in genom.

Dintre marii virologi, foarte putini sustin ca virusurile sunt vii. Luria (l973) le considera vii, pornind de la un punct de vedere foarte original de a defini sistemele biologice: el considera ca un sistem biologic (care are calitatea de viu) este o entitate care, dupa ce a fost izolata isi pastreaza o configuratie specifica si prin aceasta, posibilitatea de a fi reintegrata in circuitul materiei vii. Din acest punct de vedere, virusul este un organism intr-o masura mai mare chiar decat o celula din organismul unui metazoar.

Viata reprezinta capacitatea de a reproduce un anumit tip de organizare specific si independent: dupa Luria, o molecula de ADN, in vitro, este vie, pentru ca isi pastreaza configuratia, are o structura si o organizare proprie, un anumit grad de autonomie.

Cei mai multi autori considera ca incadrarea virusurilor in lumea vie este imposibila, artificiala sau fortata.

In evolutie, viul incepe numai dupa constituirea unui program genetic, dar proprietatea fundamentala a viului este capacitatea de autoreproducere.

Virusurile poseda anumite proprietati ale sistemelor vii: au un program genetic, se disemineaza, sunt sensibile la actiunea factorilor de mediu, dar sunt lipsite de autonomie, adica de capacitatea de a se manifesta ca sisteme biologice de sine statatoare. Lipsa de autonomie le plaseaza in afara sferei viului. Virusurile nu se reproduc ca sisteme autonome, ci sunt multiplicate numai de sistemele celulare.

Rich A. (l980) caracterizeaza sistemele vii, in functie de fluxul diferitelor elemente si procese pe care le desfasoara. Sistemele biologice realizeaza un flux triplu: de energie, de materie si de informatie, care coordoneaza multitudinea reactiilor chimice. Virusurile sunt sisteme informationale. Prin programul genetic, virusurile interactioneaza cu sistemele vii, fac schimb de informatie genetica, dar virionul matur in afara celulei este inert.

Dupa F. Jacob (l970), distinctia dintre viu si neviu, o constituie raportul celor doua categorii de sisteme cu timpul.

Organismele sunt indisolubil legate de timpul istoric, in sensul ca sunt rezultatul unui proces istoric evolutiv. Nici una dintre structurile lor nu poate fi detasata de contextul istoric. Virusurile au un timp istoric al evolutiei proprii, legat intrinsec de gazdele celulare, conserva experienta trecutului si o transmit, intocmai ca si fiintele vii. Probabil ca la origini au intrunit mai multe caracteristici ale viului, pe care le-au pierdut de-a lungul evolutiei. Corpurile nevii nu depind de timpul istoric.

Dupa Crick (l966), un sistem biologic trebuie sa indeplineasca trei conditii minimale: l)sa aiba capacitatea de crestere; 2)sa aiba metabolism (sa faca sinteze moleculare si sa produca energie); 3)sa se autoreproduca. El considera ca incadrarea virusurilor in sistemele vii, inseamna a extinde proprietatile lor dincolo de anumite limite. Virusul in afara relatiei sale cu substratul celular nu este viu, dar sistemul virus-celula are toate proprietatile sistemului biologic.

Monod (l97l) considera ca sistemele biologice sunt singurele din univers, dotate cu urmatoarele patru proprietati definitorii esentiale: l)morfogeneza autonoma (proprietatea de a se construi ele insile); 2)emergenta (proprietatea de reproducere); 3)reproducerea la nivel molecular, cu caracter predominant nevarietar; 4)teleonomia (proprietatea de a avea o structura si o organizare adaptate supravietuirii individului si speciei). Virusurile nu indeplinesc aceste criterii.

Pentru A. Lwoff (l98l), organismul viu este un sistem ordonat si integrat, de structuri si functii interdependente, capabil de metabolism, crestere si reproducere. Ceea ce determina complexitatea unui organism superior organizat, in raport cu un virus nu este complexitatea superioara a moleculelor sale, ci gradul mai inalt de organizare si integrare a acestor molecule.

Insumand aceste criterii, uneori complementare, prin care sunt definite sistemele biologice, concluzia este ca unitatea fundamentala (ce raspunde acestor criterii), care sta la baza organizarii tuturor sistemelor biologice este celula.

Dintre toate celulele cunoscute, bacteria reprezinta cea mai simpla unitate de integrare si reproducere, care reuneste calitatile de organizare, autonomie si invarianta, prin care se caracterizeaza sistemele vii. Celula bacteriana constituie un minim vital, situata la frontiera lumii vii. Nivelul inferior celulei bacteriene se defineste in termeni de chimie si de fizica, iar sistemele superioare, in termeni de organizare (F. Jacob, l970).

"Pentru ca virusurile nu sunt nici organisme, nici celule, ele nu sunt fiinte vii. Virusurile sunt virusuri pentru ca virusurile sunt virusuri" (A. Lwoff. 1962, l98l).