新しいウイルスの脅威と向き合う今こそ、教科書レベルの知識をもう一度確認してはいかがでしょうか。
高校生物基礎と生物でも、実はいろいろなところにウイルスについての記載が存在します。そこで、高校生物の教科書レベルで出てくる、ウイルスに関する部分を集めてみました。まずは、ウイルスの構造についてです。
★ここでの教科書レベルとは、正統派参考書「チャート式シリーズ 高校生物」にのっているくらいのものをイメージしています。
ちなみにこの参考書、うちではリビングの本棚に置いているのですが、気が付くと小学生の長男がペラペラめくって眺めていたりします。カラー図や写真も多く、内容はわからずとも楽しいらしいですw
ウイルスを構成するのは、2つだけ!(たまに3つ)
ウイルスの構造は極めて簡単です。
核酸(DNAやRNA)が、タンパク質の殻(カプシド)に包まれただけの構造です。
ウイルスによっては、その周りを薄い膜(エンベロープ)で囲んでいるものもあります。
ウイルスは、細胞で構成されていないのです。
ちなみに、タンパク質の殻(カプシド)の多くは多面体を形成しています。
多面体の中に核酸が入っているのがウイルスの基本構造というわけです。
<図Ⅰ ウイルスの基本構造(エンベローブウイスル)>
ウイルスは設計図だけ持っている
生物を構成する細胞の中には、核やミトコンドリアなどの様々な細胞小器官が存在するのに対し、ウイルスの中身は核酸だけです。
核酸とは、DNAやRNAのことで、遺伝子の本体です。自分と同じ形質を持つ子孫を作るための設計図です。生物も核の中にDNAを持っています。ウイルスはDNAを持つものとRNAをもつものがいます。
つまり、ウイルスの設計図だけを持ち、材料も道具もエネルギーも持っていないのが、ウイスルなのです。
ウイルスのトゲトゲは、膜の形がトゲトゲしている!
インフルエンザウイルスやコロナウイルスなどの一部のウイルスは、外側を薄い膜(エンベローブ)で囲んでいます。
コロナウイルスの周りがトゲトゲした球状の形は、外側の膜にタンパク質が突き刺さってトゲトゲしているのです。
トゲトゲの形はウイスルによって異なります。また、どの動物に感染するかでも異なります。
ウイルスができるのは、寄生することだけ!
ウイルスは分裂をして増えることはできません。
ウイルスは栄養をとりこんだり、排泄したりできません。エネルギーを自分で生み出せないのです。
ウイルスが持っているのは、子孫をつくる設計図(核酸)だけです。設計図どおりに子孫を作ろうとしても、材料も道具も場所も持っていません。
ウイルスは生きている細胞に寄生することで、子孫を残していきます。
他の生物の細胞に感染したウイルスは、宿主の物質を使って自分のタンパク質の殻(カプシド)作ります。さらに宿主の物質を使って、自分の核酸を複製していきます。
その後、宿主内の物質で作った大量のカプシドと大量の核酸を組み合わせていき、大量の次世代のウイルスが完成します。
次世代のウイルスが多数形成されると、宿主の細胞膜を破り外へ出ていきます。細胞膜が破られた宿主の細胞は死滅するしかありません。
出ていった次世代のウイルスはまた、次の宿主を見つけ寄生していきます。
細胞を工場に例えるならば、ウイルスが行っていることは、
設計図だけをもって工場に入り込み、工場にあった材料や道具やエネルギーを勝手に使って量産したうえで、工場を破壊して出ていっているというわけです。極悪非道ですね。
ウイルスは感染する細胞を選ぶ。
ウイルスの宿主特異性
ウイルスは、ウイルスごとに感染できる細胞が決まっています。
鳥の細胞に感染するウイルスは、鳥の細胞に特異的に感染し、ヒトの細胞に感染するウイルスはヒトの細胞に特異的に感染するのです(宿主特異性)。しかし、ウイルスが突然変異を起こし、感染する特異性が変化すると、ちがう細胞にも感染できるようになってしまいます。以前大流行したSARSコロナウイルスも、ハクビシンが持っていたウイルスが突然変異をしてヒトに感染するようになったことが分かっています。
一般的に、核酸がRNAのウイルスの方が、突然変異を起こしやすいと言われています。
RNAウイルスの代表的なものは、インフルエンザウイルス、コロナウイルス、ノロウイルスなどです。はやり目の原因となるアデノウイルスはDNAウイルスです。
ウイルスは生きた細胞にだけ感染する
また、ウイルスは死滅した細胞には感染できません。なにせ設計図しか持たないウイルスですから、使える材料もエネルギーもない死細胞では次世代ウイルスを増殖できないからです。
つまり、ウイルスが生き続けるためには、宿主に生き続けてくれなくては困るわけです。
感染しても症状が出ない場合があり、且つ不顕性感染時でも、感染力を有する今回のCOVIDコロナウイルスは、ウイルスにとって理想的な進化をしたと考えられる訳です。だったら肺炎などの重篤な症状を起こさないくらい、不顕性を徹底して進化すればよかったのにと注文をつけたくなりますよね。
ウイルスは生物とはいえない。
地球上の全ての生物は共通する特徴を持っています。
ウイルスは生物の特徴の一部だけしかもっていないため、生物とは言えません。
生物の特徴の一部は持っているので、無生物とも言えません。
ウイルスは生物か、無生物か、中間的なものか、学者間でも見解が異なっている部分です。
生物に共通する特徴
① からだが細胞でできている
地球上の生物は全て、細胞でできています。
細胞とは、細胞膜で区切られている小部屋のことです。そして、細胞膜の構造も全ての生物で共通です。
もちろん、ゾウリムシなどの単細胞生物や、大腸菌などの原核生物、植物、動物では構成している細胞の数も形も機能も異なります。しかしどの生物でも、細胞膜で囲まれた細胞でからだが構成されているのです。
◆ウイルスは、この特徴はもっていません。
② エネルギーを使って生きている
植物は光エネルギーを使って光合成を行っています。
動物と植物は有機物を分解(呼吸)することで化学エネルギーを取り出し、運動エネルギーや熱エネルギーとして利用しています。
生物はエネルギーを利用して、様々な生命活動を行っているのです。
◆ウイルスは、この特徴はもっていません。
③ DNAをもつ
生物は形質を伝える本体として、細胞の中にDNAを持っています。
自分のからだを成長させる時、細胞分裂で増えた細胞の中も、遺伝情報がDNAとして引き継がれています。子孫を増やす時、親の形質はDNAを介して子へと伝わります。遺伝子の本体として、全ての生物は細胞の中にDNAをもっているのです。
◆ウイルスは、この特徴は持っています!(RNAの場合もありますが、核酸なので当てはまることにします)
④ 体内環境を維持するしくみをもつ
ヒトは暑い時には汗かいて体温を下げます。体内環境を一定に保つしくみです。
ヒトはからだ中で、酸素や栄養素、老廃物などを血液が、休むことなく運搬しています。体内環境を一定に保つしくみです。
単細胞生物のゾウリムシでも、細胞内に収縮胞とよばれるものを持っています。体内の塩分濃度を一定に保つしくみです。
このように、生物は体外の刺激に反応し、体内環境を維持しようとする仕組みをもっています。
◆ウイルスは、この特徴はもっていません。
⑤ 進化する
生物は、世代を重ねながら、周りの環境に併せて形質を変化させていけます。これを進化と言います。
40憶年まえに誕生した祖先生物が、地球上の様々な環境にあわせて進化していったため、多様な生物が生きる地球になったのです。
◆ウイルスは、この特徴を持っています!
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