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病毒是什么
發布時間:2020-02-25     作者:   來源:   分享到:

病毒是一種個體微小,結構簡單,由核酸(DNA或RNA)和蛋白質等少數幾種成分組成的,必須在活細胞內寄生,并以復制方式增殖的非細胞型生物。

病毒數量龐大,無處不在。它們遍布陸地、海洋,以及我們呼吸的空氣中。如果把地球上的病毒首尾相接,能連成一條2億光年的長鏈。

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病毒的個體微乎其微,大多數直徑在10-300納米(nm)之間。一些絲狀病毒的長度可達1400納米,但其寬度卻只有約80nm。因此,在光學顯微鏡下難覓它們的蹤影,只有電子顯微鏡才會讓它們現出原形。

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引發普通感冒的鼻病毒,直徑大約20納米

病毒的種類繁多,形態各異。有球形的,有棒狀的,有絲狀的,還有的像磚塊,有的像蝌蚪,等等。

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病毒的形態與結構模式圖

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病毒究竟是不是生命,這個問題一直困擾著科學界。

我們目前所知的能夠進行自我復制、獨立生存的各種生命狀態,包括細菌、植物、動物,都是由細胞組成的。隨著細胞中越來越多的細胞器結晶結構被發現,科學家已經確定生命離不開核糖體、線粒體、葉綠體等細胞器的幫助。

像所有細胞生命一樣,病毒是由蛋白質、核酸、磷脂這些生命分子組成。但病毒沒有細胞結構。它們一般有一個堅實而又具有特定形狀的蛋白質外殼——衣殼(由一定數量的殼粒組成);衣殼里包裹一段遺傳物質——核酸(DNA或RNA),以及少量對啟動復制過程有用的蛋白質分子;有些病毒的外殼的外邊還有一個類似細胞膜的包膜。

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A.無包膜病毒;B.具包膜病毒。①衣殼,②核酸,③殼粒,④核衣殼,⑤病毒體,⑥外套膜,⑦刺突蛋白(圖片來源:維基百科)

病毒沒有自己的代謝機構,沒有自己的酶系統,必須在活細胞內才能顯示出其生命活力。當病毒進入宿主細胞后,它就可以利用細胞里的原料、能量和場所,生產自己的核酸分子和蛋白外殼,裝配出更多新一代病毒顆粒來。一旦離開活細胞這個宿主后,它只是一個不能獨立自我繁殖的結晶體,不存在正在進行的生物化學反應,沒有能量的流動,也沒有物質的合成分解,與石頭沒有什么不同。

因此,科學界目前對于生物的三域分類(細菌域、古菌域、真核域)中并不包含病毒。主流生物學也更多地將病毒視為一種特殊介于生命與非生命之間的“類生物”。

一般而言,是否擁有核糖體和轉譯能力是生命體和非生命體的區別所在,是區分病毒和細菌、生命和非生命的一個主要特征。最近,研究人員從一些巨型噬菌體中識別出了那些可以編碼對核糖體來說至關重要的蛋白質的基因。這些基因通常不存在于病毒中,只存在于細菌或古生菌中。而核糖體可以將信使RNA轉譯為蛋白質。因此說噬菌體讓生命和非生命的界限變得更加模糊。

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 正在感染一個細菌細胞的巨型噬菌體(左側紅色)和正常大小的噬菌體。巨型噬菌體會將其DNA注入宿主細胞,通常只存在于細菌和古菌中的Cas蛋白,會操縱宿主細胞對其他病毒的反應。| 圖片來源:Jill Banfield實驗室 / UC Berkeley

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