病毒——人类无奈的伴侣(连载二)
2020.2 伦敦千高原文化沙龙
由这些蛋白质组成的病毒有多种多样的形式,很不一样的形状。那么到底有哪些形状呢?把它归类起来,无非是有四种,一种病毒是螺旋型的病毒,大家想一想一股绳子,是盘旋而上的。有些病毒把它放大了很多倍,看到它像是这种形状。一种病毒长的是二十面体的形状。你可以理解为你看一个正方体,它的棱角非常分明;如果变成一个八面体,其棱角看上去没有那么分明了;再变成二十面体,它就越来越接近一个球形了。那么有一类病毒就是正二十面体的这种形状。还有一类病毒它们很聪明,能够把一些宿主细胞的细胞膜改成自己的外衣,套在自己身上也构成了一种结构。这种病毒叫包膜型的病毒。最后还有一种病毒特别有意思,就是跟以上说的三种都有点像,但又不一样,特别的复杂,这种叫复合型病毒。有一种病毒叫噬菌体,它们能够寄存在细菌的表面,然后把细菌身上打一个洞,把自己的这个遗传物质DNA注射进细菌的体内,这种病毒就是一个典型的复合型病毒。所以我们再简单归纳一下:病毒一定要具备两个要素,一个要素是它们要有自己的遗传物质,DNA和RNA;一个是它们要有自己的结构。这是什么结构呢?一个蛋白质的外壳,这就是病毒,病毒不能新陈代谢,因此它们严格意义上说不算是生物。但是它们又因为具有生物所具有的遗传物质和蛋白质外壳,因此它是与生物相似的一种物质。
如何去分类这个病毒呢?随着一个世纪以来,人们对病毒详细的研究就发现病毒其实是非常多样和纷繁复杂的,就和动、植物一样,有非常多的不同种类。我们分类其它的生物都有一个经典严格的分类法,把它们分为界、门、纲、目、科、属和种这七大类。举个例子,比如说老鼠是什么呢?动物界,脊椎动物门,哺乳纲,啮齿目。病毒也可这样进行一个分类。比如说现在大家所熟知的这个新型冠状病毒,用这种大的分类法,就可以把冠状病毒分成是这个网巢病毒目的这种病毒,冠状病毒科,乙型冠状病毒属。这种分类过于详细,而且病毒种类繁多,人们觉得不便于记忆。后来科学家就想了另外一个办法,能不能够把病毒如何在它寄存的细胞内进行复制作为一个分类的方法。那么我们怎么进行分类呢?我们知道,病毒带有的遗传物质无非和其他的生物一样是DNA和RNA。我们在上中学的时候学过,一切的遗传物质要变成最后对蛋白质的组装。也就是说,先要把DNA转录成信使RNA,再把这个信使RNA上的信息翻译出来。同样对于病毒来说,它仍然要遵循这一法则。无论它带有DNA还是RNA的遗传物质,它必须要先变成信使RNA,才能够在自己寄存的这个宿主细胞里通过宿主细胞组装蛋白质的这一套机理来把病毒组装起来。用这种分类方法,就可以把我们已知的病毒分成七类。第一类病毒是单链的DNA病毒,它们只有一条DNA链;另一类是双链DNA病毒,是两条DNA链组成的双螺旋结构。这就与我们其它的生物,比如说人类有点类似。再一类病毒是单链的RNA病毒。单链的一个病毒又分两类,一个就是正面、一个就是反面,还有这个逆转录病毒。逆转录病毒是什么呢?就是它自己带的是RNA,要先把自己这个RNA信息逆转录成DNA,才能够进行以后的蛋白质的组装。这类病毒有一个非常有趣的例子,就是艾滋病病毒的逆转录病毒。正因为有这种独特的组装蛋白质方法,被我们做分子生物学的科学家好好地利用了起来。所以我们研究很多基因的这个相关的表达,都得用到艾滋病病毒的这一套组成蛋白的逆转录遗传信息的技术。我们介绍了很多病毒的分类,病毒可以感染植物,可以感染动物,可以感染细菌,可以感染真菌,它们是介于生物与非生物之间的一种能感染其它几乎所有生物的一种特殊的物质。想一想它们可怕吗?好像有点可怕,但是再仔细想,感染别的生物,利用别的生物给自己组装新的病毒,然后再释放到环境中,这就是它们的工作,它们只是在做他们的本职工作而已。所以想一想好像也没有那么可怕了。
国际DICOM标准中国委员会(CIMICS)秘书处
2020年11月23日