Virus (z lat. „virus“ – jed) je patogen v podobě drobného vnitrobuněčného cizopasníka nacházející se na pomezí mezi živým a neživým. Patří mezi tzv. nebuněčné organismy a svou stavbou se od buněk dramaticky liší. „Tělo“ virů je tvořeno virovou částicí, která je složena především z bílkovin a nukleových kyselin. Pro viry je charakteristické, že nerostou, nedělí se a ani nejsou schopné vyrábět (bez cizí pomoci) energii či vytvářet vlastní bílkoviny, nepodléhají ontogenezi. Obvykle jsou také mnohem menší než třeba bakteriální buňky (nemluvě o lidských buňkách), ale existují výjimky: největším známým virem je Pithovirus veliký 1,5 µm.
Vlastnostmi virů je infekčnost (schopnost patogenu způsobit onemocnění), morbidita (poměr nemocných vůči zdravým), nakažlivost určená reprodukčním číslem (R0, určuje kolik dalších jedinců jeden nemocný nakazí), inkubační doba (doba od nákazy do vzniku příznaků onemocnění), virulence (dopad na zdraví nakaženého) a smrtnost (podíl zemřelých z celkově nakažených).
Charakteristika Ty nejprimitivnější viry obsahují pouze svoji genetickou informaci ve formě DNA nebo RNA, které jsou uloženy v kapsidě. Ty složitější mohou navíc na povrchu obsahovat obalovou membránu pocházející z napadené buňky. V kapsidě mnohých virů mohou také být různé enzymy (s různou funkcí).
Je oficiálně popsáno a klasifikováno přes 14 600 druhů virů.Mezinárodní výbor pro taxonomii virů (ICTV) uznal k srpnu r. 2023 celkem 14 690 druhů virů, řazených do 3522 rodů, viz ICTV Virus Taxonomy: 2023 Release. Dostupné online (anglicky) Dosud neznámých virů může být několikanásobně více – podle odhadů jen savci hostí statisíce druhů virů. V oceánech bylo v roce 2019 molekulární analýzou viromů identifikováno téměř 200 000 různých populací virů. Viry hrají důležitou roli v přírodních systémech. Jako parazité napadají buňky organismů všech domén, od prokaryotních archeí a bakterií, přes jednobuněčné protisty až po mnohobuněčné organismy – houby, rostliny a živočichy. Napadá-li virus bakterie, nazývá se bakteriofág, napadá-li sinice, nazývá se cyanofág. Virus napadající jiné viry se nazývá virofág (Zjištění, že i viry mohou být infikovány jinými, menšími viry, souvisí s objevem gigantických virůFORSTOVÁ, Jitka a FRAIBERK Martin. Je čas začít přepisovat učebnice virologie? Viry a symbióza. Živa. 2018, roč. 66 (104), č. 2, s. 58. ISSN 0044-4812. Dostupné také z: https://ziva.avcr.cz/files/ziva/pd/pdf/je-cas-zacit-prepisovat-ucebnice-virologie-viry-a.pdf). K nejznámějším virům patří HIV, HPV, virus Marburg, ebola či koronavirus SARS-CoV-2.
Mnohé viry parazitující v buňkách svého hostitele (člověka, ale i jiného živočicha, houby či rostliny) mu mohou způsobovat různě závažná onemocnění, tzv. virózy. Léčivými přípravky účinkujícími proti virům jsou antivirotika. Žádné virové onemocnění nelze léčit antibiotiky. Důvodem podávání antibiotik u těchto onemocnění je předcházení následných takzvaných „superinfekcí“, tedy infekcí způsobených bakteriemi, které s odstupem několika dní napadnou organismus oslabený předchozím virovým onemocněním.
Historie výzkumu
náhled|vpravo|upright=0.8|Dmitrij Ivanovskij (zde na sovětské známce) stál u samotného objevu virů
Slovo „virus“ původně znamenalo „jed“, nicméně v pozdní fázi 19. století se stalo synonymem pro pojem „mikrob“. Postupně se ukazovalo, že některé mikroorganismy jsou poněkud zvláštní v tom, že se nezachytí na mikrobiologickém sítu tak, jako to dělají bakterie. Naopak, tyto mikroby procházely sítem a filtrát byl stále infekční. Postupně se objevovaly další a další příklady takových mikroorganismů a v roce 1928 vyšlo kompendium všech známých virů, nazvané Filterable Viruses, tedy „filtrovatelné viry“. Až postupně byl přívlastek „filtrovatelné“ vypuštěn a slovo virus získalo jednoznačný význam – takový, jak ho chápeme dnes.
Až do konce devatenáctého století byly infekce přisuzovány vesměs bakteriím a o existenci něčeho menšího se nevědělo. Skutečný průlom nastal až v roce 1892, kdy ruský botanik Dmitrij Ivanovskij provedl slavný pokus s extrakty z tabáku napadeného tzv. tabákovou mozaikou. Když tento extrakt přecedil přes síto, jímž žádné bakterie neprojdou, filtrát byl stále infekční. Sám Ivanovskij příčinu tohoto jevu neodhalil a stále hledal původce tabákové mozaiky mezi bakteriemi. Roku 1898 pokus zopakoval Martinus Willem Beijerinck. Ten popsal infekční částice jako tzv. contagium vivum fluidum (z lat. „nakažlivá živoucí tekutina“). Brzy byla objevena celá řada virů zodpovědných za různá onemocnění. Prvním objeveným virem napadajícím živočichy byl virus slintavky a kulhavky (1898), prvním objeveným lidským virem byl v roce 1900 virus žluté zimnice. V roce 1911 objevil Peyton Rous první virus způsobující nádorové bujení (tzv. Rousův sarkom). V prvních etapách dvacátého století však stále nebylo jasno, co vlastně jsou viry zač – tyto dohady vyřešil až d'Herelleho plakový test (1917) a především první elektronmikroskopický snímek virů (1939). V první polovině dvacátého století také bylo prokázáno, že se viry skládají z proteinů a nukleových kyselin. Od 60. let 20. století vědci začali používat viry jako modelové organismy ke studiu obecných procesů, které následně bylo možno zobecnit na všechen pozemský život – zejména v souvislosti s rozvojem genového inženýrství. Dochází k rozvoji poznatků o roli virů ve vzniku rakoviny či třeba k vývoji nových vakcín proti virovým onemocněním. Velkou výzvou pro virology byl, a stále je, virus HIV.
Na pomezí života Viry jsou někdy označovány za struktury „na pomezí života“. Některé vlastnosti virů nápadně připomínají rysy živých organismů: předně obsahují genetickou informaci uloženou v sekvenci nukleových kyselin a jsou schopné se vyvíjet a přizpůsobovat podmínkám prostředí. Přesto však nemohou vykonávat celou řadu biologických procesů a musí k tomu využívat služby hostitelských buněk. Nejsou schopny samy růst, dělit se či množit, ani si metabolicky opatřovat a ukládat energii nebo vyrábět vlastní bílkoviny. Mezi jednotlivými viry existují nicméně značné rozdíly a některé (např. Mimivirus) dokonce nesou geny pro výrobu svých bílkovin. Ani takto komplexní viry však nejsou schopné replikace (rozmnožování) bez hostitelské buňky. Viry je proto možné metaforicky označit za „jmelí na stromu života“.
Stavba náhled|upright=2|Tři různé typy virů: v levé části virus infikující bakterie neboli bakteriofág, vpravo nahoře průřez neobaleným virem s ikosaedrální symetrií, vpravo dole průřez retrovirem HIV, u kterého je virová částice ještě obalena membránou s povrchovými glykoproteiny. Genomová nukleová kyselina je vždy znázorněna modře Virová částice (virion) je komplex bílkovin a nukleových kyselin, který virům umožňuje šířit se mezi hostitelskými buňkami a mezi jedinci. Je poměrně obtížné charakterizovat stavbu virové částice obecně. Viry se vzájemně velmi odlišují už svou velikostí: průměr virové částice jen u klinicky významných virů sahá od pouhých 16–18 nm (parvoviry, circoviry) až po 300 nm u poxvirů. V poslední době jsou popisovány ještě větší virové částice: první z těchto obřích virů Mimivirus dosahuje velikosti až 750 nm. V roce 2013 a 2014 byly objeveny ještě větší viry – pandoraviry a pithoviry – s kapsidou o délce 1000 a 1500 nm. To znamená, že zatímco nejmenší viriony připomínají svou velikostí ribozom, obří viry jsou větší než nejmenší bakterie.
Virová částice se skládá z bílkovinného pouzdra (tzv. kapsidy) a nukleové kyseliny (virového genomu). Některé virové částice navíc obsahují ještě vnější membránový obal.
Kapsida
Kapsida je bílkovinný plášť, který obklopuje virovou nukleovou kyselinu (DNA nebo RNA). Je složena z jednotlivých molekul proteinů, které se (často samy, bez pomoci jiných proteinů) spojují do trojrozměrného dutého útvaru. Takový útvar chrání nukleovou kyselinu (či případně i některé enzymy) nacházející se uvnitř kapsidy. Mimoto často zprostředkovává vazbu na povrchové receptory buněk hostitele a plní i celou řadu dalších doplňkových rolí.
Kapsida má nejčastěji tzv. ikosaedrální nebo helikální tvar: Ikosaedrální kapsida – má ji např. virus dětské obrny nebo herpetické viry. Ikosaedr je česky dvacetistěn, což poměrně přesně vystihuje základní strukturu virů s tímto typem kapsid. Z hlediska geometrie je dvacetistěn trojrozměrné těleso v prostoru, jehož stěny tvoří dvacet stejných rovnostranných trojúhelníků. Virus musí celý tento útvar vystavět z proteinů. Bude-li umístěn jeden virový protein do každého rohu všech trojúhelníků, vychází minimální požadavek na 60 kapsidových proteinů. Jsou možné i násobky čísla 60, ty jsou pro každý druh viru charakteristické a udává je tzv. triangulační číslo. Helikální kapsida – má ji např. virus chřipky nebo virus tabákové mozaiky. Má zpravidla válcovitý až vláknitý tvar a je tedy zorientována podél jediné, podélné osy. Vzniká šroubovicovitým kladením kapsidových proteinů kolem dokola s pozvolným stoupáním. Pro helikální kapsidy je typické, že se na ně nukleová kyselina zevnitř váže a stáčí, čímž poměrně věrně kopíruje jejich šroubovicovité uspořádání.
Genetický materiál Všechny virové částice však musí obsahovat dědičnou výbavu viru – virový genom. Ten obsahuje od pouhých několika genů (virus tabákové mozaiky má pouhé 3 geny) až po několik tisíc (genom mimiviru obsahuje asi 1262 genů, tj. dvakrát více než nejjednodušší bakterie). Virové geny a jimi kódované proteiny většinou rozdělujeme na strukturální, tj. takové, které tvoří součást infekční virové částice (virionu) a nestrukturální – tj. většinou enzymy zodpovědné za replikaci viru a za přeprogramování hostitelské buňky pro potřeby viru. Jindy jsou rovněž geny rozdělovány na rané (early) a pozdní (late) podle toho, jak dlouho po infekci hostitelské buňky začne jejich exprese.
Obal náhled|Virus tabákové mozaiky
Některé viry jsou kromě kapsidy ještě obaleny polopropustnou membránou – např. viry chřipky nebo HIV.
Klasifikace Klasifikace a názvosloví virů je – s ohledem na obrovskou rozmanitost a proměnlivost virů – poněkud kontroverzní a složité téma. Je však velmi důležité, aby byly vypracovány nějaké klasifikační systémy. Virů bylo popsáno značné množství a bez nějaké promyšlené klasifikace se velmi těžko zpracovávají např. internetové virové databáze. Důležitým orgánem činným v tomto procesu je Mezinárodní výbor pro klasifikaci virů (ICTV), který se tomuto úkolu věnuje již od roku 1966 a pravidelně aktualizuje klasifikaci virů.
Systém ICTV
ICTV prosazuje systém založený na virových druzích, rodech, čeledích, řádech, třídách, kmenech, říších a realmech. V aktualizaci z roku 2024 (ratifikované v únoru 2025) uvádí ICTV 16 215 druhů virů ve 3769 rodech, 368 čeledích, 93 řádech, 49 třídách, 22 kmenech, 11 říších a 7 realmech.International Committee on Taxonomy of Viruses, Virus Taxonomy: 2024 Release. Dostupné online (anglicky)ICTV Master Species List 2024. Verze MSL40.v1, 3. březen 2025. Dostupné online (anglicky)
Klasifikace virů dle ICTV zahrnuje také viroidy (nezařazené čeledi Avsunviroidae a Pospiviroidae), vybrané virofágy (třída Maveriviricetes realmu Varidnaviria) a jiné satelitní viry (např. v čeledi Parvoviridae realmu Monodnaviria, čeledích Tombusviridae a Virgaviridae a nezařazených rodech Albetovirus, Aumaivirus, Papanivirus, Virtovirus realmu Riboviria, nebo čeledi Kolmioviridae realmu RibozyviriaZvláštní realm Ribozyviria byl vzhledem k odlišnosti stavby virionu i virovému genomu vytvořen pro dlouho známý rod Deltavirus s kruhovou ssRNA, tradičně pojmenovaný a klasifikovaný jako virus, i když jde o satelitní virus, a tedy v některých systémech řazený jako subvirová částice, a jemu podobné nově popsané rody satelitních virů.), retrotranspozony (čeledi Metaviridae a Pseudoviridae z řádu Ortervirales), viriformy (nezařazené čeledi Bartogtaviriformidae, Brachygtaviriformidae, Polydnaviriformidae, Rhodogtaviriformidae) a satelitní nukleové kyseliny (nezařazené čeledi Alphasatellitidae a Tolecusatellitidae).