Kapsida: bílkovinný obal viru — definice, tvary a struktura

Kapsida: přehled bílkovinného obalu viru — definice, typy, tvary (ikosaedr, šroubovitý) a struktura kapsomerů. Srozumitelně a přehledně.

Kapsida je bílkovinný obal viru, tvořený opakujícími se proteinovými podjednotkami, které se v trojrozměrném uspořádání nazývají kapsomery. Kapsida obaluje a chrání nukleovou kyselinu viru (DNA nebo RNA) a současně se podílí na doručení genomu do cílové buňky.

Struktura kapsidy

Kapsidy se liší tvarem i složením. Základní typy symetrií jsou:

• Ikosaedrický tvar – skládá se z 20 rovnostranných trojúhelníkových stěn a jeho kulovitý vzhled se blíží kouli. Tento typ uspořádání je velmi běžný u mnoha virů a poskytuje pevnou a efektivní ochranu genomu.
• Šroubovitý (helikální) tvar – proteinové podjednotky se navíjejí kolem nukleové kyseliny a vytvářejí válcový obal. Tento typ je typický například u některých RNA virů.

Některé viry, například bakteriofágy, mají složitější vícedílné nebo kombinované struktury (např. hlavička s ikosaedrickou kapsidou a šroubovitou “ocáskem”). Stěny kapsidy mohou být tvořeny jediným typem proteinu nebo více odlišnými proteiny; jako příklad slouží kapsida viru slintavky a kulhavky, jejíž stěny jsou složeny ze tří proteinů označovaných VP1–VP3.

Principy organizace

Proteinové podjednotky se často samovolně skládají (self‑assembly) do stabilní struktury. U ikosaedrických virů platí koncept kvazirovnosti a tzv. T‑čísla (Caspar–Klugova teorie), které popisují, jak mohou být identické podjednotky uspořádány do větších symetrických ploch. Stabilitu kapsidy mohou ovlivňovat disulfidové vazby, ionty kovů nebo vazby mezi jednotlivými proteiny; některé viry také potřebují pomoc chaperonů nebo specifických pomocných proteinů při sestavování.

Funkce kapsidy

• Ochrana genomu: kapsida chrání nukleovou kyselinu před fyzikálními, chemickými a enzymatickými vlivy v prostředí i uvnitř hostitele.
• Doručení genomu: kapsidové proteiny často rozpoznávají receptory na povrchu cílové buňky a usnadňují vstup viru (adsorpce, fúze, endocytóza).
• Interakce s imunitním systémem: kapsida nese antigenické determinaty, které vyvolávají imunitní odpověď; proto jsou kapsidové proteiny důležité pro tvorbu vakcín a sérologických testů.
• Selektivní zabalení genomu: specifické signály v nukleové kyselině (packaging signals) zajišťují, že do vznikající kapsidy je vložen právě virový genom.

Rozdíl mezi obalenými a neobalenými viry

Některé viry mají kromě kapsidy i vnější lipidový obal (envelope), který pochází z buněčné membrány hostitele a nese virové glykoproteiny. Neobalené viry spoléhají na pevnou kapsidu k ochraně a odolávají častěji nepříznivým podmínkám vnějšího prostředí.

Význam pro medicínu a technologii

Kapsidové proteiny jsou cílem antivirotik (blokování vstupu, rozbití stabilizujících vazeb) a současně klíčovým prvkem ve vakcinačním designu (virus‑like particles – VLPs). Některé kapsidy se používají jako nosiče v genové terapii (např. adenovirové nebo adeno‑asociované vektory) či v nanotechnologii pro cílené doručování léčiv.

Metody studia

Strukturu kapsid zkoumají metody jako kryoelektronová mikroskopie (cryo‑EM), rentgenová krystalografie nebo NMR spektroskopie. Tyto techniky umožňují detailní pohled na uspořádání podjednotek a interakce s nukleovou kyselinou.

Celkově je kapsida zásadní součástí viru: dává mu tvar, chrání genom a řídí klíčové kroky infekčního cyklu. Variabilita tvarů a složení kapsid odráží adaptace virů na různé typy hostitelů a způsoby přenosu.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to capsid?

Otázka: Jak se nazývají podjednotky kapsidy a jak jsou strukturovány?

Otázka: Jak se kapsidy klasifikují?

Otázka: Může se struktura kapsidy u různých virů lišit?

Otázka: Jaké jsou dva obecné tvary kapsid?

Otázka: Skládají se plochy kapsidy pouze z jednoho proteinu?

Otázka: Jaký je ikosaedrický tvar kapsidy?

Hledání podle dopisu