Wetenschappers hebben lang gezocht naar de structuur en functie van virussen. Virussen zijn uniek omdat ze zijn geclassificeerd als zowel levend als niet-levend op verschillende punten in de geschiedenis van biologie. Virussen zijn geen cellen maar niet-levende, besmettelijke deeltjes. Ze kunnen een aantal ziekten veroorzaken, waaronder kanker, in verschillende soorten organismen.
Viraal ziekteverwekkers niet alleen mensen infecteren en dieren, maar ook planten, bacteriën, protisten en archaeanen. Deze extreem kleine deeltjes zijn ongeveer 1000 keer kleiner dan bacteriën en zijn in bijna elke omgeving te vinden. Virussen kunnen niet onafhankelijk van andere organismen bestaan, omdat ze een levende cel moeten overnemen om zich voort te planten.
Een virusdeeltje, ook wel bekend als een virion, is in wezen Nucleïnezuur (DNA of RNA) omsloten door een eiwitschaal of -mantel. Virussen zijn extreem klein, ongeveer 20 - 400 nanometer in diameter. Het grootste virus, bekend als het Mimivirus, kan tot 500 nanometer in diameter meten. Ter vergelijking: een menselijke rode bloedcel heeft een diameter van ongeveer 6000 tot 8000 nanometer.
Naast verschillende grootten hebben virussen ook verschillende vormen. Net als bij bacteriën hebben sommige virussen bol- of staafvormen. Andere virussen zijn icosaëder (veelvlak met 20 vlakken) of spiraalvormig. De virale vorm wordt bepaald door de eiwitlaag die het virale genoom omhult en beschermt.
Virussen kunnen dubbelstrengs DNA, dubbelstrengs RNA, enkelstrengs DNA of enkelstrengs RNA hebben. Het type genetisch materiaal dat in een bepaald virus wordt aangetroffen, is afhankelijk van de aard en functie van het specifieke virus. Het genetische materiaal wordt doorgaans niet blootgelegd, maar wordt bedekt door een eiwitlaag die bekend staat als een capside. Het virale genoom kan bestaan uit een zeer klein aantal genen of tot honderden genen, afhankelijk van het type virus. Merk op dat het genoom doorgaans is georganiseerd als een lang molecuul dat meestal recht of cirkelvormig is.
De eiwit vacht die viraal genetisch materiaal omhult, staat bekend als een capside. Een capside is samengesteld uit eiwitsubeenheden die capsomeren worden genoemd. Capsids kunnen verschillende vormen hebben: veelvlakkig, staaf of complex. Capsids werken om het virale genetische materiaal te beschermen tegen schade.
Naast de eiwitlaag hebben sommige virussen gespecialiseerde structuren. Het griepvirus heeft bijvoorbeeld een membraanachtige omhulling rond zijn capside. Deze virussen staan bekend als envelop-virussen. De envelop bevat zowel gastheercel- als virale componenten en helpt het virus bij het infecteren van zijn gastheer. Capsidetoevoegingen worden ook aangetroffen in bacteriofagen. Bijvoorbeeld, bacteriofagen kunnen een proteïne "staart" hebben die is vastgemaakt aan de capside die wordt gebruikt om gastheer bacteriën te infecteren.
Virussen kunnen hun genen niet zelf repliceren. Ze moeten vertrouwen op een gastheercel voor reproductie. Om virale replicatie te laten plaatsvinden, moet het virus eerst een gastheercel infecteren. Het virus injecteert zijn genetisch materiaal in de cel en gebruikt de organellen van de cel om te repliceren. Zodra een voldoende aantal virussen is gerepliceerd, lyseren of breken de nieuw gevormde virussen de gastheercel open en gaan verder met het infecteren van andere cellen. Dit type virale replicatie staat bekend als de lytische cyclus.
Sommige virussen kunnen repliceren door de lysogene cyclus. Hierbij wordt viraal DNA in het DNA van de gastheercel ingebracht. Op dit punt staat het virale genoom bekend als een profaag en komt het in een rusttoestand. Het profaaggenoom wordt samen met het bacteriële genoom gerepliceerd wanneer de bacteriën zich delen en wordt doorgegeven aan elke bacteriële dochtercel. Wanneer het wordt geactiveerd door veranderende omgevingsomstandigheden, kan het profaag-DNA lytisch worden en virale componenten binnen de gastheercel gaan repliceren. Virussen die niet zijn omhuld, worden door lysis of door de cel vrijgemaakt exocytose. Omhulde virussen worden gewoonlijk vrijgegeven door te ontluiken.
Virussen veroorzaken een aantal ziekten in de organismen die ze infecteren. Menselijke infecties en ziekten veroorzaakt door virussen zijn onder meer Ebola koorts, waterpokken, mazelen, influenza, HIV / AIDS en herpes. Vaccins zijn effectief geweest bij het voorkomen van sommige soorten virale infecties, zoals pokken, bij mensen. Ze werken door het lichaam te helpen bij het opbouwen van een immuunsysteemreactie tegen specifieke virussen.
Virale ziekten die van invloed zijn op dieren zijn onder meer hondsdolheid, mond- en klauwzeer, vogelgriep en Mexicaanse griep. Plantenziekten omvatten mozaïekziekte, ringvlek, bladkrul en bladrolziektes. Virussen die bekend staan als bacteriofagen, veroorzaken ziekten bij bacteriën en archaeanen.