病毒复制

病毒复制是病毒自我复制的过程。它会导致数千个新的病毒颗粒被释放到宿主体内，感染新的细胞，导致疾病症状。

病毒体积小、重量轻，约为细菌细胞的1/10。虽然这些特征使病毒更具流动性，但这意味着它们缺乏自我复制所需的基本细胞结构。

一个比喻是人们生活在后末日世界。起初，所有的人都生活在森林里，他们必须随身携带生存所需的一切:他们的住所、衣服、食物供应、武器和其他可能需要的东西，以击退捕食者或自然环境。它们就像正常的细胞。然后一组病毒偶然发现了一个废弃的村庄。他们从一家搬到另一家，所以最终他们不再携带庇护所。他们意识到，在一些房子里有包装食品，如果他们携带一把刀打开包装，他们可以摆脱其余的狩猎设备和食物供应。

这群病毒无法在开放的环境中生存，因为它们的生活方式已经改变。它们失去了曾经是定义它们的核心的能力。但是，它们过着更舒适的生活，让它们能够旅行、适应和学习新技能。这些技能中最重要的是开发新的入户方式同时，仍生活在户外的一群人（正常细胞）将更多的时间用于生存。他们必须一次又一次地重建同样的庇护所，并花费数小时狩猎和采集食物。他们的种群种类较少，但仍能在屋外生存。

由于对生命的大多数定义都包括自我复制的能力，病毒是否活着一直存在争论。尽管许多教科书仍将它们归类为非生物，但越来越多的证据表明，病毒与细胞有着漫长的进化史，应该被认为是活的[1]。

不管它们是否活着，病毒都是专性细胞内寄生虫。他们有自己的基因组，但只能在宿主细胞内繁殖。为了产生更多的病毒颗粒，病毒必须侵入宿主细胞并在不破坏它的情况下控制它（至少在一段时间内）。一旦病毒自身安装到核，宿主细胞的指挥中心，它将细胞转化为病毒工厂，利用受感染生物体自身的资源制造更多致病颗粒。

根据病毒类型的不同，病毒可以感染动物、植物或其他动物细菌（这些类型的病毒通常被称为噬菌体，或仅仅是噬菌体）。

病毒复制直接或间接地导致疾病症状。有时，通过病毒复制产生的子细胞会储存在宿主细胞内，直到它们达到临界质量，导致细胞破裂。这会对受感染的组织或器官造成损害。病毒的活动也能刺激宿主的免疫系统，会引起炎症和发烧等症状。

而真核细胞所有病毒都使用双链DNA（dsDNA）作为存储其遗传信息的主要方法，病毒更为多样化。基因组可能是单链或双链RNA或DNA。基因组类型决定了病毒的繁殖方式，可用于对病毒进行分类巴尔的摩的分类按基因组类型对病毒进行分组。每一类病毒产生信使核糖核酸（mRNA）可以指导蛋白质合成并决定细胞的组成。

巴尔的摩病毒分类[2]

第一类双链DNA。例如，引起唇疱疹(单纯疱疹)、水痘(带状水痘)和天花(大天花)的病毒。

第二类单链DNA。一个例子是细小病毒，它具有高度传染性，在宠物狗中可能致命。

第三类双链RNA。轮状病毒是一种双链RNA病毒，可导致幼儿严重腹泻和呕吐。几乎所有儿童在开始上学时都至少经历过一次轮状病毒。

第四类具有mRNA功能的单链RNA(+或感觉链)。ssRNA病毒能引起普通感冒(鼻病毒)、甲型肝炎、丙型肝炎、小儿麻痹症、西尼罗河病毒、风疹和其他疾病Zika病毒，以及其他疾病。

第五类作为mRNA模板的单链RNA（或反义链)。流感、麻疹、腮腺炎和狂犬病都是由这类病毒引起的。另外丝状病毒就像埃博拉病毒属于这一类。

第六类单链RNA反转录人类免疫缺陷病毒（HIV）是这类病毒中最著名的。

第七类进行反转录的双链DNA。乙型肝炎就是一个例子。

噬菌体的电子显微照片

与植物或动物细胞相比，病毒体积小，重量轻。它们至少含有包裹在一种叫做蛋白质外壳中的核酸（DNA或RNA）衣壳。

成功的病毒入侵细胞而不大面积破坏它，允许病毒利用细胞器制造自己的产物。为了达到这个目的，病毒通常在衣壳周围有一个额外的外壳。最外层的细胞膜上有专门的蛋白质，它们与宿主细胞上的受体相互作用，使病毒能够在不引起免疫系统注意的情况下进入细胞。

病毒的形状在复杂程度上与简单病毒不同球或杆复杂化多面体．最复杂的形状是在噬菌体中发现的二十面体头部和多部分的尾巴。

有些病毒只能感染一种植物、动物或细菌。其他的则更为一般化。例如，流感可以从牲畜传播给人类。病毒在宿主细胞上的可用性限制称为病毒寄主范围. 宿主范围由病毒外部的蛋白质和宿主细胞上的受体之间的“锁和钥匙”识别系统决定。这附件这个过程包括病毒衣壳与宿主细胞上的受体结合。这是一种特别成功的病毒的进化特征，它只附着在那些允许它们复制的细胞上。

病毒一旦进入宿主细胞，就必须将其遗传物质转移到宿主细胞核中。根据种类的不同，整个病毒可能进入细胞核，也可能通过核膜注入其遗传物质，但仍留在细胞质中。

然后病毒利用细胞的原料和基础设施(如酶、氨基酸和细胞器)制造衣壳蛋白并复制病毒基因组。这些部分然后自我组装成新的病毒粒子，这些病毒粒子可以离开细胞，感染更健康的宿主细胞。

噬菌体将其基因组注射到细菌细胞中。不可扩展

带有dsDNA的噬菌体有两种不同的繁殖策略。所有噬菌体都使用裂解周期，当宿主细胞分裂释放新的噬菌体时，宿主细胞死亡。仅以这种方式复制的噬菌体称为毒力噬菌体．相比之下,温和噬菌体使用裂解循环和溶原性周期复制。

在溶原循环中，噬菌体DNA整合到宿主细胞的DNA中而未被发现。宿主细胞随后被归类为原噬菌体．当原噬菌体经历正常的细胞分裂时，病毒DNA和细菌DNA一起复制，创造出两个都是原噬菌体的功能性细菌细胞。这些细胞可以继续分裂，迅速产生大量的噬菌体。最终，某些东西触发原噬菌体内的病毒物质从溶源模式切换到溶源模式，宿主细胞就被破坏了。

虽然病毒很小，但传染因子可以变得更小。类病毒由T.O Diener发现的环状RNA分子具有低分子量，可以感染植物。这种类病毒不是超越细胞核并编码蛋白质，而是通过现有酶自我复制。最终，类病毒负载改变细胞调节并影响植物生长。

朊病毒它们甚至更小。它们是与疯牛病、牛海绵状脑病和克雅氏综合征等神经退行性疾病相关的错误折叠蛋白质。这些传染性强、几乎不可摧毁的蛋白质无法自我复制，但它们可以诱导大脑中的正常蛋白质错误折叠成相同的异常形状。然后，朊病毒聚集成一条链，最终破坏大脑功能。

Arshan Nasir和Gustavo Caetano-Anollés。系统基因组数据驱动的病毒起源和进化的探索。《科学进展》，2015年9月

[2] 来自https://commons.wikimedia.org/wiki/File:VirusBaltimoreClassification.svg 根据知识共享许可证进行重用和修改。

[3] 来自https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage.jpg 根据知识共享许可证进行重用和修改。

[4]图片来自https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage注入它的基因组成细菌的cell.png在知识共享许可下可重复使用和修改。