تتنوع الفيروسات بشكل غير عادي من حيث الشكل والحجم ، ولكنها تشترك جميعاً في العديد من السمات الهيكلية. تحتوي جميع الفيروسات على نواة تحتوي على جينوم قائم على الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. النواة محاطة بطبقة واقية من البروتينات تسمى كابسيد. يتكون الكابسيد من وحدات فرعية تسمى كابسوميرات. يُعرف الكابسيد والنواة المحتوية على الجينوم معاً باسم النوكليوكابسيد.

الفئات الهيكلية للفيروسات

تُستخدم العديد من المعايير لتصنيف الفيروسات ، بما في ذلك تصميم الكابسيد. تحتوي معظم الفيروسات على كابسيد عشري الوجوه أو كابسيد حلزوني ، على الرغم من أن بعض الفيروسات طورت هياكل كابسيد أكثر تعقيداً. الشكل عشري الوجوه عبارة عن هيكل شبه كروي مكون من ٢٠ جانباً. الفيروس الأنفي ، الفيروس الذي يسبب نزلات البرد ، هو عشريني الوجوه. الكبسولات الحلزونية (أي الخيطية أو على شكل قضيب) رقيقة وخطية تشبه الأسطوانات. يتناسب جينوم الحمض النووي داخل أخاديد الكابسيد الحلزونية. يعد فيروس فسيفساء التبغ ، أحد مسببات الأمراض النباتية ، مثالاً كلاسيكياً على الفيروس الحلزوني. تحتوي بعض الفيروسات على كابسيدات محاطة بغلاف من الدهون والبروتينات خارج الكابسيد. لا ينتج الفيروس هذا المغلف الفيروسي ولكن يتم الحصول عليه من خلية المضيف. تحمي جزيئات الغلاف هذه الفيروس وتتوسط في التفاعلات مع خلايا المضيف.

الهيكل الفيروسي حاسم للعدوى و المناعة

لا تحمي الكابسيد الفيروسية جينوم الفيروس فحسب ، بل تلعب أيضاً دوراً مهماً في التفاعلات مع الخلايا المضيفة. على سبيل المثال ، تمكّن بروتينات الكابسيد من العدوى عن طريق التعرف على بروتينات غشاء الخلية المحددة على الخلية المضيفة والارتباط بها. تلعب بروتينات الكابسيد أيضاً دوراً مهماً في إزالة طلاء الجينوم الفيروسي لتمكين التكاثر داخل المضيف.

على الرغم من أن البروتينات والدهون الموجودة في الكابسيد والمغلف تسمح بالعدوى ، فإن هذه الجزيئات نفسها فريدة من نوعها للفيروسات ، وبالتالي يمكن استخدامها من قبل الجهاز المناعي للمضيف للكشف عن وجود الفيروس. تُعرف هذه المحفزات للاستجابة المناعية عموماً بالأنماط الجزيئية المرتبطة بالميكروبات (MAMPs). في النباتات ، تثير الأنماط الجزيئية المرتبطة بالميكروبات سلسلة من الاستجابات المناعية التي يمكن أن تخفف من العدوى الحالية وتجهز النبات لاستجابة مناعية أكثر قوة في حالة إصابته بمسببات الأمراض المماثلة في المستقبل. تحفز MAMPs أيضاً استجابات مناعية فطرية لدى البشر ، بما في ذلك الالتهاب وإنتاج البروتينات المضادة للميكروبات. تستفيد بعض اللقاحات من قدرة الجسم على التعرف على MAMPs من أجل منح المناعة لمسببات الأمراض الفيروسية المحددة.