Вируси, јесу ли они као бактерије?

Време читања: 6 минута

Вируси, јесу ли они као бактерије?

Како се јесењи дани слију у зимске ноћи, тако сваке године почиње прича: чувајте се бактерија и вируса. Некако се увек ове две групе помињу заједно, као да су везане једна за другу. Свакако, и једни и други могу бити опасни по здравље, али по чему су још слични бактерије и вируси? Колике су разлике између њих?

Ћелијска организација

Сва жива бића изграђена су од једне или више ћелија, па је већ нашироко познато да је ћелија основна јединица грађе и функције свих живих бића.

Бактерије су прости једноћелијски организми који у својим ћелијама садрже генетички материјал (ДНК) и рибозоме, структуре задужене за синтезу протеина. Садржај њихових ћелија налази се унутар ћелијске мембране, липидног двослоја у који су уроњени протеини и угљени хидрати. Око мембране се налази и нешто чвршћи ћелијски зид, који је код различитих врста различито грађен. Бактеријске ћелије су због своје величине најчешће невидљиве голим оком, али се врло јасно могу видети под микроскопом.

Знате ли да су највећи вируси и најмање бактерије отприлике исте величине? За разлику од бактерија, чија се величина мери у микрометрима, вируси се могу измерити само нанометарском скалом. Ако су бактерије толико прости организми, како је могуће да постоји нешто што је још мање од њих?

Вируси, за разлику од свих осталих структура које поседују генетички материјал, нису изграђени од ћелија. Грађу вириона, односно вирусне јединице, чини генетички материјал (ДНК или РНК, у зависности од вируса) умотан у протеински омотач који се назива капсид. Код неких вируса, као што је SARS-CoV-2, у омотачу су присутни и липиди. Оваква грађа вируса значи да на њих не делују антибиотици, већ се они могу користити само за третирање бактеријских инфекција.

Управо због недостатка ћелије као делимично изолованог система, вируси нису у стању да се дуго одрже ван домаћина и сходно томе их је тешко класификовати као жива бића. Са друге стране, вируси имају генетички материјал и у стању су да се умножавају и брзо еволуирају (стопа мутација код вируса је висока), па их није тако лако ни отписати као неживе. О овом питању се и данас води полемика у научним круговима.

Како онда вируси опстају ако немају ћелије?

Вируси имају способност да преваре ћелије својих домаћина да раде за њих. Када вирус инфицира неку ћелију, он у њу заправо убацује свој генетички материјал. Како је тај генетички материјал сачињен од истих градивних блокова код свих организама, ћелија га не препознаје као нешто страно већ га третира као део себе.

Међутим, генетички материјал вируса садржи упутства за синтезу свега онога што је потребно вирусу да би направио велики број својих копија. Не знајући шта се дешава, ћелија помаже вирусу да се умножава трошећи сопствену енергију и ресурсе. Када је ћелија потпуно исцрпљена, новонастали вируси је уништавају и напуштају, тражећи нови привремени дом.

Како се пуцање ћелије у биологији назива лиза, тако је и овај начин опстанка вируса назван литички циклус, али то није једини механизам којим се вируси служе. Уколико услови у ћелији домаћина нису идеални, нпр. ако нема довољно енергије или неког другог ресурса, генетички материјал вируса се спаја са материјалом ћелије домаћина и мирује.

Када се услови промене набоље, вирус поново улази у литички циклус, размножава се и уништава ћелију коју настањује. Овај механизам чекања вируса на повољне услове назива се лизогени циклус и карактеристичан је за вирусе као што је херпес симплекс вирус. Ако сте икада имали херпес на уснама или знате некога ко га је имао, вероватно знате и да та непријатност није увек једнократна, већ се често враћа.

Добар и лош полицајац

Када се спомену бактерије и вируси, углавном су нам прва асоцијација на њих болест и лоши исходи, али колико је то оправдано?

Ако су тема вируси, веома. С обзиром на то да је једини циљ вируса да направи још копија себе, а притом не бира средство па му уништење ћелија домаћина није проблем, могло би се рећи да су вируси паразити – узимају оно што им треба, а заузврат не нуде ништа.

Код бактерија је ствар мало комплекснија. Прво, бактеријама нису неопходне друге ћелије да би преживеле, па самим тим неке од њих и немају директан утицај на ћелије других организама. У односу на то колико их има у вишећелијским организмима, мали број бактеријских врста је у паразитском односу према домаћину. Дакле, нису све бактерије патогене – не изазивају све бактерије болести.

Највише је оних бактерија које нису ни штетне ни корисне, а има и врста које су са својим домаћинима оствариле тзв. мутуалистичке симбиозе – заједнице у којима и једна и друга страна имају корист од удруживања.

Најбољи пример симбиозе бактерија и људи јесте микробиом. Наше тело је у сваком тренутку настањено великим бројем бактерија које снабдевамо храном, а које нам у свакодневном животу помажу. Тако безазлене бактерије које насељавају површинске слојеве наше коже представљају конкуренцију патогеним бактеријама које би се ту хтеле настанити.

Такође, бактерије које живе у нашим цревима играју битну улогу у разним процесима у организму, па се, између осталог, проблеми са цревном флором наводе као један од потенцијалних узрока депресије.

Колико су уопште разноврсне бактерије и вируси?

Бактерије можемо класификовати на два начина – по грађи ћелијског зида и по облику. Једна од главних компоненти ћелијског зида бактерија, пептидогликан, налази се у различитим количинама код различитих врста. Представља један од битних критеријума у класификацији јер ће, у зависности од тога колико пептидогликана имају, на различите бактерије исти антибиотик имати различит утицај.

Бактерије које имају више пептидогликана у зидовима називамо Грам-позитивним јер се при бојењу Грамовом методом, специјалном бојом која се везује за пептидогликан, боје у плаво-љубичасте тонове, док Грам-негативне бактерије са мање пептидогликана након бојења изгледају црвено. Већина бактерија је Грам-негативна, док су само две групе бактерија Грам-позитивне.

Нешто је интуитивнија подела по облику – штапићасти бацили и округле коке су најчешћи облици који се могу наћи у више варијанти, али далеко од тога да су једини – облици бактерија разноврсни су колико и саме бактерије.

Што се вируса тиче, главна подела код њих врши се на основу типа генетичког материјала који носе. Сходно томе, постоје три групе вируса: ДНК, РНК и ретровируси. За ДНК и РНК вирусе је јасно – ДНК вируси имају генетички материјал у форми ДНК, а РНК вируси у нешто другачијој РНК, али ретровируси?

У питању је посебна група РНК вируса који имају могућност реверзне транскрипције, односно преписивања свог генетичког материјала на ДНК који се онда може уградити у генетички материјал ћелије домаћина и на тај начин опстати. Најпознатији пример ретровируса јесте HIV, вирус који изазива стечени синдром имунодефицијенције – AIDS. Неки од познатијих ДНК вируса су херпес вируси, а једна од група РНК вируса која у последње време заокупља много медијске пажње су коронавируси, а посебно SARS-CoV-2.

Микро свет у бројкама (Nature, 2011)

Вируси су бројнији од свих припадника живог света заједно – претпоставља се да на Земљи постоји чак 10³¹ вириона – то је јединица праћена 31 нулом! Када би се сви они поређали један до другог, добили бисмо ред дужине 100 милиона светлосних година.

Са друге стране, број бактерија у океану превазилази број звезда у универзуму које познајемо, а у само једном граму зубног плака има више бактеријских ћелија него што је људи ходало Земљом од самог настанка врсте па до данас.

О томе колики утицај имају на нас ова ситна бића говоре и подаци да чак килограм телесне масе просечног човека чине бактерије које живе у цревима, а 8% укупног генетичког материјала у људским ћелијама чине остаци генетичког материјала вируса који су инфицирали наше претке.

Можда су мали и углавном невидљиви, али и вируси и бактерије свакако заслужују да на њих обратимо пажњу, ако не због њих, онда да бисмо сами себе заштитили. У међувремену, морамо признати да нису само незгодни, већ и потпуно фасцинантни.