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Virus, Sars-Cov-2, Covid-19. Domande e risposte

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Il Q&A su virus, Sars-Cov-2 e Covid-19 a cura di Luca Longo

Cosa sono i virus?

I virus sono le forme di vita più diffuse sulla Terra, se proprio vogliamo considerarli forme di vita. Infatti, un virus non respira, non mangia, non beve e non dorme. E non fa la fotosintesi, non interagisce coi suoi simili, non si muove, non ha intelligenza, non prova gioia, né dolore. Non ha nessuna delle caratteristiche delle forme viventi tranne una: è capace solo di riprodursi. E non nemmeno capace di farlo da solo. Per riprodursi ha bisogno di infettare un organismo ospite e riprogrammarlo per costringerlo a produrre copie di sé stesso. Diciamo che più che un essere vivente è una macchina microscopica capace solo di moltiplicarsi.

Quanti ce ne sono?

Si stima che ci siano 25 tipi di virus differenti in un litro di acqua di mare, ma se prendiamo un kg di sedimenti marini, ve ne possiamo trovare anche un milione. Si stima che sulla Terra vi siano diecimila miliardi di miliardi di miliardi di singole unità virali: potremmo scriverlo come 1031: un 1 seguito da 31 zeri. Fortunatamente per noi, la maggior parte di questi sono fagi che infettano solo i batteri unicellulari (fatti di una sola cellula) e lasciano in pace gli organismi più grossi.

Come funziona un virus?

Un virus viaggia leggero: si porta dietro solo il corredo necessario per riprodursi a spese di qualche organismo. È fatto solo di un guscio esterno, detto capside, che contiene solo il genoma virale: le istruzioni per costruire altre repliche di sé stesso. Queste informazioni sono contenute in un genoma, filamento di RNA oppure di DNA. Per questo sono microscopici.

Come si riproduce un virus?

Un virus è quindi una minuscola macchinetta che da sola non è capace di fare proprio niente. Se ne sta lì finché non gli passa vicino una cellula di un qualche organismo. Non tutte le cellule vanno bene: ogni virus ha i suoi gusti ed è programmato per riuscire ad entrare solo in alcuni tipi di cellule appartenenti a solo alcuni tipi di organismi.

Come un virus riesce a entrare in una cellula?

Per un virus, entrare dentro una cellula è tutt’altro che facile: nel corso dell’evoluzione, le cellule si sono fatte sempre più furbe e stanno ben attente a non fare entrare estranei al di sotto della loro superficie, delimitata da una membrana cellulare. Ma anche i virus si sono evoluti facendosi ancora più furbi: ogni tipo di virus ha sulla propria capside delle strutture fatte di proteine più o meno aggrovigliate fra loro per avere delle forme caratteristiche. Queste strutture sono fatte in modo da incastrarsi perfettamente ad altre strutture che invece si trovano sulla superficie di un particolare tipo di cellula. Le due si possono incastrare esattamente solo fra di loro, come due pezzi di un microscopico puzzle. Quando un virus si imbatte in una cellula del tipo giusto, incastra il pezzo di puzzle che sporge dalla sua capside in quello complementare sulla membrana cellulare. In questo modo si attacca alla cellula e può cominciare a far danni.

Come si traveste un virus?

Alcuni virus si nascondono indossando un “cappotto” fatto di scampoli della membrana di cellule che sono state infettate in precedenza. Questo cappotto, chiamato pericapside, avvolge il capside e serve al virus proprio per travestirsi. In questo modo le difese immunitarie delle cellule non riescono a riconoscerlo come una minaccia ma si lasciano ingannare scambiandolo proprio per una cellula come loro. I virus dell’influenza, dell’epatite C, dell’herpes, dell’HIV e pure dei coronavirus sono dotati proprio di questi cappotti. Come nei peggiori film, i cappotti indossati da questi cattivi sono unti e bisunti, perché derivano da frammenti di membrane cellulari costituite a loro volta da molecole oleose come i fosfolipidi. Ecco perché i loro peggiori nemici in questa fase sono proprio acqua e sapone, che, agendo sui grassi della pericapside, la sciolgono smascherando il virus e impedendogli di prendere di sorpresa una cellula.

Come un virus riesce a riprodursi?

Quando il virus, con questi sotterfugi, riesce a ingannare una cellula e ad agganciarla, riesce ad aprire un buco nella sua membrana cellulare e a iniettarvi dentro il genoma virale contenuto al suo interno e protetto fino a quel momento dalla capside. Questo genoma, le istruzioni su come costruire copie uguali del virus stesso, può essere fatto di DNA, analogo a quello che usano la maggior parte degli esseri viventi, oppure, più spesso, di RNA: un sistema di codifica delle istruzioni simile al DNA ma più flessibile e meno stabile del primo. La maggior parte dei virus che infettano i mammiferi usano l’RNA, ma ad esempio il virus dell’herpes usa il DNA.

Cosa c’è dentro l’RNA di un virus?

Il virus è un tipo spartano: le uniche informazioni che gli servono per riprodursi e codificate nel suo RNA sono due. Prima di tutto, le istruzioni su come costruire pezzi della capside, comprese le strutture esterne che gli servono per agganciare le cellule. Ma servono anche le istruzioni per costruire un’altra componente fondamentale: un enzima fatto su misura per lui e chiamato polimerasi. Quest’ultima non è altro che una macchinetta molecolare capace di costruire copie identiche proprio dell’RNA stesso. In pratica, una stampante 3D che stampa altre stampanti 3D. Una volta iniettata dentro la cellula, la polimerasi virale comincia a produrre numerose copie dell’RNA del virus invasore e il sistema riproduttivo della cellula ospite prende questi libretti di istruzione credendoli i propri e comincia a produrre, non copie della cellula sana, ma proprio della capside e delle proteine virali.

Come nascono i nuovi virus?

I pezzi di capside prodotti inconsapevolmente dal sistema riproduttivo della cellula ospite, si uniscono per formare le capsidi intere o tutti da soli o con l’inconsapevole aiuto di altri enzimi della cellula ospite, progettati per altri scopi ma ingannati dal virus e costretti a assemblare le capsidi. A questo punto, le nuove copie dell’RNA vengono impacchettate all’interno delle nuove capsidi e le nuove copie del virus sono pronte per l’esportazione, cioè per andare a ingannare le cellule vicine e a convincerle a fare altre copie in una vera e propria reazione a catena.

Ma è tutto così semplice?

Alcuni virus sono più perfezionati e hanno frammenti di genoma con le istruzioni necessarie anche per fare costruire alle cellule altre macchinette per migliorare la riproduzione del virus stesso, oppure per fare scoppiare la cellula al momento giusto e liberare le copie di virus appena prodotte, oppure per creare variabilità all’interno del virus stesso e fargli cambiare d’abito spesso per ingannare il sistema immunitario. Insomma, un virus può essere dotato di un libretto di istruzioni contenente solo due capitoli: come costruire i pezzi di capside e come costruire la polimerasi, oppure di numerosi capitoli, anche centinaia come nel virus dell’herpes. Ognuno per fare un pezzetto o una macchinetta specifica, ma sempre allo scopo di rendere più facile l’aggressione delle cellule, la loro sottomissione, la produzione di nuove unità virali e la liberazione di queste ultime.

Che fine fa la cellula attaccata?

Spesso, per ricompensa, i nuovi virus prodotti inconsapevolmente da una cellula ospite, bucano la superficie della membrana cellulare per scappare (questo processo si chiama lisi) e con questo distruggono la cellula stessa. Ma altre volte si limitano a rubare un pezzetto della membrana stessa, vi si avvolgono e con questo cappotto unto addosso – sappiamo che si chiama pericapside – riescono a evadere dalla cellula senza che questa se ne accorga. Anche in questo caso, però, la cellula esausta per aver utilizzato la maggior parte del suo materiale cellulare per produrre nuovi virus, è così deperita da morire comunque.

(1. continua)

(Una versione breve dell’articolo è stata pubblicata su eni.it)

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