病毒的複製

12 August, 2022 文/陳俊宏 老師

病毒入侵細胞的目的就是...

病毒依其遺傳物質分為DNA病毒及RNA病毒，不管何種病毒，都有一個共通點：它們在感染細胞之後，都會複製出自己的遺傳物質及製造出自己的 mRNA。由於細胞的核糖體無法辨識是細胞的 mRNA還是病毒的 mRNA，因此細胞的核糖體在轉譯蛋白質時，會將病毒的蛋白質一併製造出。病毒透過這個手法，像是駭客一樣，搶奪了細胞的資源，甚至取得了主導權，大量製造出病毒的蛋白質及核酸。

病毒的蛋白質與病毒的核酸會組裝形成新的病毒顆粒。病毒顆粒離開細胞後，就會繼續感染鄰近的細胞，產生新的病毒顆粒。病毒對宿主細胞會產生所謂的「細胞病變效應」，多數細胞感染病毒後，會因為細胞裂解、細胞膜病變或凋亡而死亡。

最具代表性的病毒蛋白質

不同病毒有不同病毒蛋白質，Genomon 病毒工廠桌遊中，挑選了每顆病毒都有，三種很有代表性的病毒蛋白質：「病毒聚合酶 （波力魔獸）」、「棘蛋白（撕白克獸）」與「病毒結構蛋白（膜蛋獸與核蛋獸）」來呈現。

病毒蛋白質的功能

病毒蛋白質的功能

聚合酶負責複製病毒的遺傳物質，新做出來的遺傳物質，會由病毒結構蛋白負責封裝，組成新的病毒顆粒；棘蛋白位在病毒顆粒的表面，當病毒顆粒要攻進入一個細胞的時候，棘蛋白會與細胞表面的「受體」結合，就像鑰匙打開門鎖一般，藉此進入細胞中。

病毒蛋白質的功能

病毒的分類

依照病毒顆粒外層是否有「膜」，可以分成「套膜病毒」與「無套膜病毒」。若依照遺傳物質可以分成 單鏈 DNA 病毒、雙鏈 DNA 病毒、單鏈 RNA 病毒、雙鏈 RNA 病毒。
更進一步，當遺傳物質是單股，可以再分成是「正鏈」還是「負鏈」：「正鏈」的意思是它的序列可以直接轉譯成蛋白質。「負鏈」上面的資訊都是反過來的，需要轉換成「正鏈」才可以使用。這就像印刷一樣，「負鏈」就是印製用的版，文字都是左右相反的。「正鏈」就是印製出來的報紙。一個「負鏈」可以印製出很多的「正鏈」。

不同病毒攻下細胞的程序也不一樣。有些病毒的 DNA 會躲藏進細胞核的 DNA 中，如此一來，被感染的細胞分裂複製之後，新生成的細胞也全都帶有病毒，也就是說，這類病毒伺機而動，靜靜等待可以產生病毒顆粒的時機。有些病毒比較急性子，它們一進入細胞就在細胞質裡大鬧一番，很快的製造出大量的病毒顆粒，然後把細胞殺死來釋放出病毒顆粒，以便感染下一批細胞。

冠狀病毒如何感染細胞

Genomon 病毒工廠桌遊挑選的病毒種類是：「單股正鏈 RNA 套膜病毒」，就是一種會在細胞質裡大鬧一番的病毒。此類中最具代表性的，就是冠狀病毒。冠狀病毒進入細胞後，它的 RNA 釋出就直接作為 mRNA 使用，開始欺騙細胞核糖體製造大量的病毒蛋白質：一方面製造出「病毒聚合酶」，幫忙複製出更多的病毒 mRNA；另一方面製造「病毒結構蛋白」與「棘蛋白」，以便封裝出更多的病毒顆粒，來感染下一批細胞。

在Genomon 病毒工廠要製作出病毒顆粒，就要先得到病毒蛋白質，包括藍色的「病毒聚合酶 （波力魔獸）」、綠色的「棘蛋白（撕白克獸）」或紅色的「病毒結構蛋白（膜蛋獸與核蛋獸）」。也就是收集到藍色、綠色及紅色的病毒蛋白質卡，就可製作出完整病毒顆粒，若少其中一個，製作出的病毒顆粒就有缺失。