Un virus és un agent infecciós submicroscòpic que només es pot replicar a l'interior de les cèl·lules d'un organisme hoste. Els virus infecten tota mena d'éssers vius, des dels animals i les plantes fins als microorganismes, incloent-hi els bacteris i els arqueus. Des de l'article del 1892 de Dimitri Ivanovski que donava compte d'un patogen no bacterià que infectava les plantes del tabac, seguit pel descobriment del virus del mosaic del tabac per Martinus Beijerinck el 1898, s'han descrit més de 6.000 espècies de virus dels milions que existeixen. Els virus es troben en gairebé tots els ecosistemes del planeta i són l'entitat biològica més nombrosa de la Terra. L'estudi dels virus rep el nom de virologia i és una branca de la microbiologia.
Els virus es reprodueixen infectant cèl·lules hoste i obligant-les a fabricar milers de còpies de si mateixos a un ritme molt alt. Quan no es troben a l'interior d'una cèl·lula infectada o estan en curs d'infectar-ne una, els virus existeixen en forma de partícules independents que es coneixen com a virions i es componen de diverses parts: (i) el material genètic, és a dir, molècules llargues d'ADN o ARN que codifiquen les proteïnes que utilitza el virus; (ii) la càpsida, una capa proteica que envolta i protegeix el material genètic; i, en alguns casos, (iii), un embolcall víric extern format per lípids. Aquestes partícules víriques poden tenir una forma helicoidal o icosaèdrica simple o una estructura més complexa. Els virions de la majoria de les espècies no es poden veure ni amb un microscopi òptic, car són cent vegades més petits que la majoria dels bacteris.
No es coneixen amb certesa els orígens dels virus en la història evolutiva de la vida. Alguns podrien haver evolucionat a partir de plasmidis (elements d'ADN que es mouen entre cèl·lules), mentre que d'altres podrien ser el resultat de la regressió de bacteris. En l'evolució, els virus són un mecanisme important de transferència horitzontal de gens, fenomen que augmenta la diversitat genètica de manera similar a com ho fa la reproducció sexual. Alguns biòlegs veuen els virus com una forma de vida perquè són portadors de material genètic, es reprodueixen i evolucionen per selecció natural, tot i que manquen de diverses característiques fonamentals que se solen considerar indispensables per a la vida, com ara una estructura cel·lular. Com que tan sols presenten alguns dels trets propis de la vida, han estat descrits com a «organismes al límit de la vida» i com a autoduplicadors.
Els virus es poden encomanar de moltes maneres. Per exemple, hi ha organismes que es coneixen com a vectors i transmeten virus d'un ésser viu a un altre, com ho fan els pugons amb les plantes i els insectes hematòfags amb els animals. Els virus de la grip es contagien mitjançant la tos i els esternuts. Els norovirus i els rotavirus, causes habituals de la gastroenteritis vírica, es transmeten per via fecal-oral, és a dir, quan hi ha contacte entre les mans i la boca o quan es consumeixen aliments o begudes que contenen el virus. En els éssers humans, la dosi infecciosa dels norovirus és de menys de 100 partícules víriques. El virus de la immunodeficiència humana (VIH) és un dels virus que es transmeten per contacte sexual i per exposició a sang contaminada. El conjunt de cèl·lules que pot infectar un virus és el seu espectre d'hostes.
En els animals, les infeccions víriques generen una resposta immunitària que sol eliminar el virus. Les vacunes també poden induir una resposta immunitària i conferir una immunitat adquirida artificial a la infecció vírica en qüestió. Hi ha virus, com els que provoquen la sida, la infecció per virus del papil·loma humà i l'hepatitis vírica, que són capaços d'eludir aquestes respostes immunitàries i causar infeccions cròniques. S'han desenvolupat nombrosos antivírics.
Etimologia La paraula virus prové del mot llatí virus, que es refereix al verí i altres substàncies nocives, i el seu ús en català es remunta al . Es fa servir igualment amb el sentit figurat de ‘cosa molt nociva’ o ‘verí’. La paraula virulent, del mot llatí virulentus (‘verinós’), també data del . El terme virió es refereix a una partícula vírica extracel·lular que té la capacitat d'infectar altres cèl·lules del mateix tipus que aquella que l'ha produït.
Orígens
Els virus es poden trobar a tot arreu on hi ha formes de vida i probablement aparegueren poc després de les primeres cèl·lules procariotes. Com que no deixen fòssils, l'ombra del dubte plana sobre els seus orígens i cal recórrer a tècniques de biologia molecular per mirar de deduir com evolucionaren. A més a més, el material genètic dels virus es pot integrar en la línia germinal dels seus hostes, que aleshores el transmeten verticalment als seus descendents generació rere generació. Aquest fenomen ofereix informació extremament útil als paleoviròlegs que intenten traçar l'evolució de virus que ja existien milions d'anys enrere.
Hi ha tres grans teories sobre l'origen dels virus:
Evolució regressiva: els primers virus haurien estat cèl·lules petites que en parasitaven de més grosses. Amb el pas del temps, haurien anat perdent els gens superflus per a aquest estil de vida. Els bacteris dels gèneres Rickettsia i Chlamydia són cèl·lules que només es poden reproduir dins de cèl·lules hostes, igual que els virus. L'existència d'aquests bacteris dona suport a aquesta teoria, car el seu mode de vida parasitari segurament els ha costat els gens necessaris per sobreviure fora d'una cèl·lula. La teoria té dos punts febles: per una banda, no hi ha hagut cap observació de formes intermèdies entre cèl·lules i virus; per altra banda, tots els paràsits d'origen cel·lular que es coneixen han conservat la seva naturalesa cel·lular, en algun cas fins i tot després de 160-280 milions d'anys. Teoria de l'origen cel·lular (també anomenada teoria de la vagabunderia): alguns virus podrien haver evolucionat de fragments d'ADN o ARN que «s'escaparen» dels gens d'un organisme més gran. L'ADN fugitiu podria haver provingut de plasmidis (fragments d'ADN que poden moure's entre cèl·lules) o transposons. Aquests són molècules d'ADN que es repliquen i es mouen a diferents posicions a l'interior dels gens de la cèl·lula.Shors pàg. 574 Antigament anomenats «gens saltadors», són exemples d'elements mòbils genètics i podrien ser l'origen d'alguns virus. Els transposons foren descoberts al blat de moro el 1950 per Barbara McClintock. Teoria de la coevolució: els virus podrien haver evolucionat de complexes molècules de proteïna i àcid nucleic al mateix temps que aparegueren les primeres cèl·lules a la Terra, i haurien estat dependents de la vida cel·lular durant molts milions d'anys. Els viroides són molècules d'ARN que no són classificades com a virus perquè manquen d'embolcall proteic. Tanmateix, tenen característiques comunes a diversos virus i sovint se'ls anomena agents subvírics.Dimmock pàg. 55 Els viroides són importants patògens de les plantes.Shors 551–3 No codifiquen proteïnes, però interaccionen amb la cèl·lula hoste i utilitzen la seva maquinària per replicar-se. El virus de l'hepatitis D dels humans té un genoma d'ARN similar al dels viroides però té un embolcall proteic derivat del del virus de l'hepatitis B i no pot produir-ne un de propi. Per tant, és un virus defectuós que no pot replicar-se sense l'ajut del virus de l'hepatitis B.Shors pàg. 492–3 Aquests virus que depenen d'altres espècies víriques reben el nom de satèl·lits, i podrien representar estadis evolutius intermedis entre els viroides i els virus.Collier pàg. 777Dimmock pàg. 55-7 Els prions són molècules proteiques infeccioses que no contenen ni ADN ni ARN. En les ovelles, causen una infecció anomenada tremolor ovina, i en el bestiar boví causen encefalopatia espongiforme bovina (la «malaltia de les vaques boges»). En els humans, causen kuru i la malaltia de Creutzfeldt-Jakob.Dimmock pàg. 57–58 Són capaços de replicar-se car algunes proteïnes poden existir en dues formes diferents i els prions canvien la forma normal d'una proteïna hoste en la forma del prió. Això engega una reacció en cadena en què cada proteïna priònica converteix moltes proteïnes de l'hoste en més prions, i aquests prions converteixen al seu torn encara més proteïnes en prions. Tot i que són fonamentalment diferents dels virus i els viroides, el seu descobriment dona credibilitat a la teoria que els virus podrien haver evolucionat de molècules autoreplicants.
L'anàlisi informàtica de seqüències d'ADN dels virus i dels hostes està produint una millor comprensió de les relacions evolutives entre diferents virus i podria ajudar a identificar els avantpassats dels virus moderns. Fins al present, aquestes anàlisis no han ajudat a decidir quina (o quines) de les teories és correcta. Tanmateix, sembla improbable que tots els virus actualment coneguts comparteixin un avantpassat comú i probablement els virus han aparegut múltiples vegades en el passat per mitjà d'un o més mecanismes.Dimmock pàg. 15–16
Les opinions difereixen sobre si els virus són una forma de vida o estructures orgàniques que interaccionen amb els éssers vius. Se'ls ha descrit com a «organismes al límit de la vida»,Rybicki, E. P. (1990). "The classification of organisms at the edge of life, or problems with virus systematics." S Aft J Sci 86:182–186 car s'assemblen als organismes en el fet que tenen gens i evolucionen per selecció natural, i es reprodueixen creant múltiples còpies de si mateixos per autoassemblatge. Tanmateix, tot i que tenen gens, manquen d'estructura cel·lular, aspecte que sovint és considerat la unitat bàsica de la vida. A més, els virus no tenen un metabolisme propi, i necessiten una cèl·lula hoste per crear nous productes. Per tant, no es poden reproduir a l'exterior d'una cèl·lula hoste (tot i que bacteris com ara Rickettsia i Chlamydia són considerats organismes vius tot i tenir la mateixa limitació). Les formes de vida acceptades utilitzen la divisió cel·lular per reproduir-se, mentre que els virus s'assemblen espontàniament dins les cèl·lules, cosa que és anàloga al creixement autònom dels cristalls. L'autoassemblatge dels virus dins de les cèl·lules té implicacions per l'estudi de l'origen de la vida, car reforça la hipòtesi que la vida podria haver començat en forma de molècules orgàniques autoassemblants.
Història miniatura|Martinus Beijerinck al seu laboratori el 1921