Структура вірусного геному

Віруси мають тільки один тип нуклеїнової кислоти - ДНК чи РНК. Усі вірусні геноми гаплоїдні, тобто містять тільки одну копію кожного [M18] гена, за винятком ретровірусів, що мають диплоїдный геном. Форма генетичного матеріалу може бути надзвичайно різноманітна.

Геном ДНК-вмістних вірусів може бути дволанцюговим (більшість ДНК-вірусів людини і тварин) чи одноланцюговим (парвовіруси, фаги М13 і (х174). Одноланцюгова ДНК може бути лінійна (парвовіруси) чи замкнута в кільце (фаги М13 і (х174). Дволанцюгова ДНК може бути лінійна (вірус герпесу, бактеріофаги Т2, Т4 кишкової палички) чи кільцева (вірус гепатиту В, паповавіруси).

Перевагами кільцевої структури ДНК перед лінійною є велика стійкість молекули до дії клітинних нуклеаз. Крім того, така конформація необхідна для вбудовування вірусної ДНК у ДНК клітини-хазяїна.

Лінійна дволанцюгова ДНК вірусів набуває тимчасово кільцеву форму, мабуть, під час реплікації. ДНК в багатьох вірусів має специфічні особливості. Наприклад, у гепаднавірусів (до цього сімейства, зокрема, відноситься вірус гепатиту В людину) один з ланцюгів ДНК дефектний - майже на третину вона одноланцюгова, у вірусів віспи обидві ланцюжки ДНК ковалентно замкнуті на кінцях, в адено- і гепаднавирусов з 5’- кінцями ковалентно зв'язаний білок; для лінійної ДНК вірусів герпеса властиві послідовності що повторюються; для ДНК аденовірусів - інвертовані повтори. До складу ДНК Т-парних бактеріофагів (Т2, Т4 і т.д.) входять метильовані похідні основ (5'- оксіметилцитозин замість цитозину та ін.). У багатьох фагів Bacillus subtilis тимін у ДНК може заміщатися 5'- оксиметилурацилом чи просто урацилом, але в сполученні з дезоксирибозою. У вірусній ДНК ідентичні нуклеотидні послідовності зустрічаються однократно, але на кінцях молекули наявні прямі чи інвертовані (розгорнуті на 180⁰) послідовності, що повторюються. Їхня наявність обумовлює здатність молекули стулятися в кільце. Ці послідовності присутні в одно- і двуниткових молекулах ДНК і є своєрідними маркерами вірусної ДНК.

Геном РНК-вмісних вірусів може бути одно- і двунитковим, цільним чи сегментованим, зібраним в одну чи розподіленим по декількох вірусних оболонках. В ортомиксовірусів (представник - вірус грипу) геном складається з 7 - 8 сегментів, у реовірусів - з 10 - 12. При цьому найчастіше кожен сегмент унікальний і являє собою індивідуальний ген. Геном ретровірусів (представник - ВІЛ) складається з двох ідентичних ланцюгів РНК, а в Дельта вірусу гепатиту геном представлений одноланцюговою кільцевою РНК.

У зв'язку з особливостями транскрипції генома ретровірусів (переписуванні інформації з РНК генома на ДНК копію) до складу віріона ретровірусів входить фермент РНК-залежна ДНК-полімераза (ревертаза).

Деякі віруси рослин (мозаїки багаття[M19]) мають геном, що розподілений по окремим капсидам і зараження може відбутися лише при одночасному потраплянні в клітину усіх фрагментів вірусного геному.

Для одноланцюгової вірусної РНК характерна полярність. Позитивною (“+”) прийнято вважати полярність РНК тих вірусів, що виконує в зараженій клітці функцію інформаційної РНК (віруси сімейств Picornaviridae, Retroviridae і ін.). Віруси з негативно-полярною (“-”) РНК несуть у складі віріону РНК-залежну РНК-полімеразу, що транскрибує негативну РНК у позитивну РНК-копию (иРНК) – Retroviridae, Orthomyxoviridae і ін. В арена- і буньявірусів частина геному має позитивну, а частина - негативну полярність. Матрична РНК вірусів з позитивною полярністю (иРНК) несе характерні структури: поліаденілові послідовності на 3’- кінці і “шапочку” (англ. cap) на 5’-кінці, крім пікорна- і каліцивірусів, що мають на 5’-кінці не “шапочку”, а ковалентно зв'язаний із РНК (геномный) білок.