Virologia

Virus

16 Febbraio 2026

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Come sono stati studiati i virus e qual è la loro organizzazione strutturale? Dalla diffrazione a raggi X o a neutroni alla microscopia elettronica, fino alle analisi molecolari avanzate, le conoscenze su morfologia e struttura virale hanno definito il ruolo di capside, nucleocapside ed envelope nei processi infettivi. Il volume Microbiologia e immunologia veterinaria, giunto alla quarta edizione (Edizioni Edra, 2026) e firmato da Giorgio Poli, Paola Dall’Ara, Piera Anna Martino e Sergio Rosati, offre una sintesi aggiornata sui modelli di simmetria elicoidale e icosaedrica, sulle caratteristiche dei virus nudi ed enveloped e sull’organizzazione dei virus complessi di interesse medico-veterinario.

Mezzi di osservazione e studio

Le conoscenze di base sulla morfologia e struttura dei virus si sono sviluppate correlando tra loro le diverse informazioni ottenute mediante la diffrazione con raggi X o con neutroni, la microscopia elettronica e le analisi chimiche; tecniche molto sofisticate, quali le analisi computerizzate delle immagini e l’elettronmicroscopia quantitativa hanno consentito, in anni più recenti, di estendere le conoscenze di alcune strutture virali sino a livello molecolare.

L’analisi per mezzo della diffrazione con i raggi X ha consentito, agli albori degli studi virologici, di stabilire che il virus non ha una struttura amorfa, ma è costituito da subunità riunite con una ben precisa simmetria molecolare. Può essere condotta, come anche la diffrazione con neutroni, solo su virioni che possono formare o veri cristalli o paracristalli, mentre non può essere utilizzata per i virus a composizione e struttura più complesse, in pratica tutti i virus dotati di envelope. Infatti, solo nelle strutture cristalline o paracristalline le molecole o gli atomi formano un reticolo con spazi regolari, rendendo quindi possibile il fenomeno della diffrazione. Nonostante le limitate applicazioni, queste tecniche forniscono informazioni ad alta risoluzione sulla struttura delle particelle.

Per quanto riguarda le tecniche di osservazione dei virus, ricordiamo che il limite di risoluzione del microscopio ottico è circa 200 nm; pertanto, non è possibile osservare i virus con questo strumento, in quanto le loro dimensioni variano da 10 a 300 nm circa. Il microscopio elettronico utilizza invece un fascio di elettroni al posto della luce, consentendo un enorme aumento del potere di risoluzione e permettendo di ottenere immagini molto ingrandite e dettagliate. Per l’osservazione dei virus si utilizza prevalentemente la microscopia elettronica a trasmissione. I metodi di allestimento dei preparati variano a seconda che si voglia effettuare l’analisi strutturale dei virus oppure studiare le interazioni virus/cellula.

Struttura dei virus

I virus sono in grado di alternarsi in due distinti stati: intracellulare ed extracellulare o infettante, e solo in quest’ultimo caso si presentano come particelle a struttura completa, chiamate virioni. Nei virus più semplici i virioni sono costituiti da una singola molecola di acido nucleico circondata da un involucro proteico denominato capside. L’acido nucleico può essere associato a proteine stabilizzanti formando il core; l’insieme di core e capside prende il nome di nucleocapside.

I virus possono essere definiti “nudi” quando il capside non è avvolto da un envelope lipoproteico. Capside ed envelope proteggono l’acido nucleico e svolgono un ruolo fondamentale nell’inizio dell’infezione, permettendo il legame con specifici recettori cellulari. Il capside è formato da unità morfologiche chiamate capsomeri, legate tra loro da legami non covalenti; il loro arrangiamento determina la simmetria del capside.

Nei virus si osservano solo due tipi di simmetria: elicoidale e icosaedrica. Nei virus con core, le proteine associate all’acido nucleico contribuiscono all’organizzazione del capside e del genoma.

Simmetria elicoidale

Il prototipo è il virus del mosaico del tabacco, costituito da bastoncini rigidi in cui i capsomeri identici si dispongono a spirale attorno all’RNA. La lunghezza del capside dipende dalla lunghezza del filamento di acido nucleico. Nei virus animali il nucleocapside elicoidale è flessibile e sempre avvolto in un envelope.

Simmetria icosaedrica

Altri virus presentano un capside quasi sferico con struttura icosaedrica, formato da 12 vertici e 20 facce triangolari. Questa struttura consente di racchiudere il massimo volume con il minimo numero di subunità proteiche. I capsomeri possono essere costituiti da più subunità strutturali, organizzate in trimèri, tetramèri, pentamèri o esamèri. La semplicità di queste strutture dipende dalla limitata capacità del genoma virale di codificare numerose proteine.

L’envelope virale

Molti virus animali possiedono un envelope acquisito durante la maturazione per gemmazione attraverso membrane cellulari modificate da proteine virali. I lipidi dell’envelope derivano dalla cellula ospite, mentre le proteine sono codificate dal virus. Le glicoproteine di superficie, dette peplomeri, permettono il legame con i recettori cellulari e l’ingresso del virus nella cellula. Un’altra proteina importante è la proteina di matrice, che stabilizza l’envelope e ancora il nucleocapside.

Virus complessi

I virus complessi presentano un’elevata organizzazione strutturale e non rientrano nei modelli di simmetria elicoidale o icosaedrica. Tra questi rientrano i Poxvirus, i Retrovirus e alcuni batteriofagi complessi, caratterizzati dalla presenza di più strutture proteiche e da un’organizzazione particolarmente articolata del nucleocapside.

Per saperne di più e approfondire l’argomento, leggi “Microbiologia e immunologia veterinaria”. 

A cura di Grazia La Paglia

TAG: IMMUNOLOGIA, MICROBIOLOGIA VETERINARIA, VIROLOGIA, VIRUS