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病毒是怎样繁殖的(病毒的繁殖方式)

病毒是生命吗?曾经这个问题困扰了科学家。

我们一般对生命的定义至少要包括自我繁衍、新陈代谢等特性。

而病毒却不能自己独立繁殖和新陈代谢。因为它没有细胞的相关结构。

但是,越来越多的人倾向将病毒划到生命范畴。因为一份权威期刊的证据表明,病毒和细胞其实是同源的,即病毒和细胞有着同一个共同祖先

所以,如果细胞算是“活”的生命,自然病毒也算是“活”的——只不过策略不一样!

虽然病毒无法独立自我繁殖,但是它知道细胞可以。故病毒“聪明”地借助细胞们来完成了自己的自我繁衍等生命任务。

病毒的基本结构

生命最重要的物质无非RNA或DNA,它们是生命信息的承载者。细胞和病毒的繁殖,无非最后都是要为RNA或DNA的复制所服务。

在细胞结构中,细胞核内装着DNA,它是细胞的总司令部。

而在细胞核之外,则有林林总总的细胞器为其服务。

所以,细胞可以自我独立地完成蛋白质、DNA等的复制,也就可以自我完成繁衍了

而病毒这“哥们”就比较懒惰!它连细胞核结构都没有,基本上就是在蛋白外壳内包裹着一团RNA或DNA的遗传物质。

所以,病毒自身的结构注定它无法自我合成蛋白质、核酸RNA或DNA

但是,病毒在长期的生存斗争中,演化出了极其完美的伪装外壳。上图中那些小凸起,就是它华丽伪装的诠释。

病毒的吸附入侵

当病毒蛋白“有幸”接触到细胞,它外壳上的小凸起,就会像钥匙一样开启细胞的细胞膜结构。

于是,细胞就会误认为病毒只不过是它自身新陈代谢的重要原材料。

目前,人们观察到的病毒吸附入侵方式,大致有3种。

第1种入侵方式

也是最常见的方式,就是用病毒外壳上的神经酸氨酶等撬开细胞膜,然后病毒自身的外壳膜就和细胞膜自身就融合了。

而它的核蛋白和RNA或DNA则会被直接排入细胞内。

在细胞内,有溶解这些核蛋白的相关酶,所以,病毒RNA或DNA就直接暴露在细胞内。

而在细胞内,病毒的RNA或DNA所享受的待遇就开始比细胞自身的核DNA要好了。

这种入侵方式,可见于HIV等病毒。

第2种入侵方式

这种方式还是比较少见,因为这种病毒没有严格意义的外壳结构。它们很简单,直接用蛋白质包裹起核酸,就开始“作案”了。

这些核蛋白上也存在着可与细胞膜“沟通”的钥匙,随后就会以“胞吞”的方式,被带入细胞内。

而当物质进入在细胞内,最终重复第1种方式接管细胞。

这种病毒入侵方式,可见于脊髓灰质炎病毒等。

第3种入侵方式

这种方式则要更简单粗暴!

这是在一种叫做噬菌体的病毒身上发现的。

噬菌体专门喜欢寄生细菌,当它吸附在细菌的表面时,它会将自己头部含有的核酸物质,直接注入细菌。

复制及装配

因为病毒的核遗传物质RNA较多,故我们就以RNA病毒在细胞内的复制繁殖为例。

当病毒吸附在细胞表面,最终入侵细胞后,RNA在细胞溶解酶的作用充分暴露,此时RNA会快速靠近细胞核。

然后,在细胞核膜上取得信任,最终进入“总司令部”。

随后,RNA会在细胞核内完成逆转录。所谓逆转录,指的是RNA根据自身的碱基序列,互补配对之后生成相应的DNA。

而逆转录的DNA,就可以大张旗鼓地发号施令,让细胞内的核糖体合成自己繁殖的蛋白质,并在内质网、高尔基体部完成折叠,形成成熟的病毒外壳蛋白。

同时,病毒也会利用自身进行RNA的复制。

最后,病毒会将合成的RNA、蛋白外壳等结构进行组装装配。于是,一个新的病毒子代就诞生了。

子代病毒释放

当病毒在细胞内复制到一定数量时,这些子代病毒就跃跃欲试,企图在该细胞外闯出一个“新天地。

子代病毒要想从细胞内到细胞外,大致的方法有如下几种方式。

比如,合成后的核蛋白和RNA组装完成后,会在出细胞时,裹上细胞膜的一部分就逃之夭夭。

这种方法可以为病毒免费获得一个外壳,而且该外壳和物种所有细胞的细胞膜是高度同源的。

当病毒下次进入吸附入侵时,可以很快为病毒进入细胞赢得信任。

此外,该外壳在某种程度上,也可以规避免疫细胞等的盘查。

总而言之,这是一种非常“鸡贼”的释放方式!

此外,还有另一种常见的方式。

那就是,病毒直接在细胞内合成并组装完毕后,由内质网等结构以膜包裹的方式,运输到细胞膜处,然后与细胞膜融合,最终病毒得以出现在细胞外。

这是一种比较快速的释放方式,但是不如第一种方式猥琐。

此外,有的病毒比这种方法更粗暴直接。它们在利用完宿主细胞后,宿主细胞于它们而言完全没有价值可言了。

于是,就开启细胞自我溶解程序。宿主细胞就自动自我溶解,这样在细胞内的病毒子代就可以快速大量地出现在细胞外。

这种方式,显然效率很高,但是,也会给自己带来一些麻烦。

当组织细胞破裂之后,很容易引起机体的免疫系统的注意。随后,“军队”就会被派往战场,病毒就不得不与之做斗争了。

比如,下图就是吞噬细胞试图吞下这些病毒异物。

结语

我们以噬菌体这种病毒感染细菌的方式,来总结一下病毒是怎样利用细胞进行繁殖的。

01、病毒吸附在细胞表面;

02、遗传物质就可出现在细胞质内;

03、利用细胞自身的“工厂”生成病毒的配件;

04、组装完毕后,逃出细胞外,去感染新的细胞。

不得不说,病毒要想成功寄生在宿主细胞上,是一条很艰难的道路。往往需要死掉绝大多数个体,才有可能有那么几个成功“降落”。

这也是从侧面反映病毒何为如此注重数量。

因为病毒数量太少的话,很难做到“物种传承”!

只不过有时候,病毒的利益和它的宿主利益显然是有冲突的。这就是所有寄生关系的弊端,不死你死就是我亡。

而现在地球上的大多数细胞间选择了相互协作,比如我们自身各种组织的细胞就是这种典范。

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