Zaliczanie wirusów do materii ożywionej lub nieożywionej jest zależne od kryteriów przyjętych do określenia definicji życia. Jeżeli uznamy, że podstawowym objawem życia jest zdolność przystosowywania się do zmian zachodzących w otoczeniu oraz możliwość powielania własnego specyficznego materiału genetycznego to wirion (pojedyncza cząstka wirusa) jak najbardziej spełnia te warunki. Jednak należy podkreślić, że sposób "rozmnażania się" wirusów jest niesamodzielny i odbywa się tylko i wyłącznie za pośrednictwem enzymów i organelli komórkowych gospodarza, w którym pasożytują. Poza tym wirusy nie posiadają własnego metabolizmu i mają zdolność do krystalizacji w specyficznych warunkach, co zalicza je do materii nieożywionej.
Pochodzenie wirusów jest także kwestią sporną. Część naukowców uważa je za uwstecznione formy bakteryjne, inni natomiast wychodzą z założenia, że wirusy są tworami które zapoczątkowały życie na Ziemi. Istnieje także teoria mówiąca, iż są to czynne cząsteczki pewnego organizmu (fragmenty DNA lub RNA), które "odizolowały się" od ich komórek. Stąd, być może, pochodzi taka swoistość i wyspecjalizowanie wirionów, które atakują tylko typy organizmów z których pochodzą. Tłumaczyłoby to podobieństwo jakie istnieje między patogenem a komórką gospodarza.
Z reguły wirusy nie podlegają klasyfikacji, jaką stosuje się dla innych organizmów żywych. Posiadają one własny (wzorowany na systematyce) sposób katalogowania, który dzieli te twory na odpowiednie rangi w celu ułatwienia ich identyfikacji. Przy opracowywaniu taksonomii wirusów bierze się pod uwagę m. in. morfologię, cechy fizyko-chemiczne wirusa, właściwości kapsydów, przebieg replikacji, budowę chemiczną genomu czy rodzaj żywiciela.
Podstawowa i wspólna cecha wszystkich wirusów to bezkomórkowa budowa. Formy te posiadają jedynie jedno- lub dwuniciowy kwas nukleinowy (DNA, RNA bądź jedno i drugie w zależności od fazy jaką przechodzi w danym momencie wirion) zamknięty w białkowej kapsule zwanej kapsydem, której strukturalne jednostki mogą formować polipeptydowy łańcuch - kapsomer. Otoczka ta wraz z nicią nukleową noszą nazwę nukleokapsydu. Dodatkowo niektóre wiriony posiadają białkowo-lipidową osłonkę, której część glikoproteinowa ma pochodzenie wirusowe, a część lipidowa jest utworzona za pomocą błony komórkowej gospodarza. Osłonka ma za zadanie ułatwić proces penetracji wiriona do komórki żywiciela i bardzo często posiada do tego celu niezbędne enzymy ułatwiające rozpuszczanie błon lub ścian komórkowych.
Kształt kapsydu może przypominać kulę (budowa kulista), spiralę (budowa helikalna), gdzie otoczka białkowa układa się na około kwasu nukleinowego w sposób schodkowy tworząc kapsomer, bądź też jednostki białkowe mogą tworzyć formę dwudziestościanu (budowa kubiczna) - tak jak w przypadku większość bakteriofagów.
Wielkość wirusów jest bardzo zróżnicowana (od 20 do 200 nm). Są to twory tak małe, że nie sposób dojrzeć ich pod zwykłym mikroskopem świetlnym. Oceny ich rozmiaru dokonuje się za pomocą specjalnych filtrów(wirusy przesączalne np. mozaiki tytoniu są tak małe, że nie są zatrzymywane nawet przez filtry porcelanowe o bardzo drobnych porach), sedymentacji w ultrawirówkach bądź mikroskopii elektronowej.
Są to wiriony atakujące i żerujące na komórkach bakteryjnych. Mają najbardziej skomplikowaną budowę i przybierają różne kształty. Najbardziej znane są bakteriofagi z grupy T-parzystych. Przykładem takiego faga jest pasożyt bakterii Escherichia Coli bakteriofag T4. Posiada on kapsyd kubiczny z dwuniciowym DNA oraz kurczliwy ogonek z białkami receptorowymi umożliwiającymi rozpoznanie bakterii i wstrzyknięcie materiału genetycznego do komórki gospodarza.
Bakteriofagi ze względu na charakter przebiegu ich cyklu życiowego można podzielić na:
• a) łagodne: tworzą formy profagów w cyklu lizogenicznym polegającym na wprowadzeniu genomu wirionu do komórki bakteryjnej, wbudowaniu go do DNA bakterii i replikowaniu zmienionego kodu genetycznego wraz z rozmnażaniem się bakterii. Proces ten nie niszczy komórek gospodarza. Jednak profag może w każdej chwili wejść w lityczny cykl rozwojowy poprzez dokonianie zmian w strukturze białek i kwasów nukleinowych żywiciela, doprowadzenie do uwolnienia profaga z genomu i namnażanie oraz składanie jego struktur.
• b) zjadliwe (wirulentne): proces rozmnażania (lityczny) odbywa się kosztem energii i składników komórki żywiciela po czym następuje liza (rozpad) komórki bakterii. Proces ten można podzielić na następujące etapy:
• penetracja - przebicie błony komórkowej i wniknięcie genomu wiriona do wnętrza bakterii,
• replikacja DNA - może być poprzedzona odwrotną transkrypcją RNA na DNA gospodarza, po czym następuje dalsze powielanie przepisanego genomu,
• dojrzewanie i składanie zsyntetyzowanych cząstek wirusa,
• uwalnianie wirusów doprowadzające do rozpadu komórki bakterii.
Wirusy zwierzęce (retrowirusy)
Materiałem genetycznym w wirusach zwierzęcych może być RNA lub DNA. Część z nich posiada białkowo-lipidową osłonkę dzięki której wirus rozpoznaje miejsca receptorowe komórki żywiciela, co umożliwia mu wniknięcie do jej wnętrza. Osłonka taka ma identyczny skład chemiczny jak błona komórkowa gospodarza. Po replikacji genomu wirusa glikoproteiny osłonki są transportowane przez komórkę na zewnątrz i przyłączane do odpączkowywanych kapsydów nowopowstałych wirionów. W takim cyklu reprodukcyjnym komórka gospodarza nie zostaje zniszczona jak w przypadku lizy bakteriofagów, ale wciąż namnaża się i "wydala" nowe wirusy. Jest to tak zwane nosicielstwo wirusów, które polega na ich replikacji ale bez pojawiania się dostrzegalnych objawów choroby.
Jedna z najpopularniejszych chorób wirusowych wywołana przez wirusa HIV to AIDS ("zespół nabytego upośledzenia odporności"). AIDS rozwija się tylko u ok. 30% nosicieli HIV, jednak brak objawów choroby nie oznacza niemożności zarażenia wirusem innej osoby. HIV należy do grupy retrowirusów. Są to najbardziej skomplikowane formy, gdyż poza genomem RNA posiadają także enzym - odwrotną transkryptazę. W trakcie replikacji "przepisuje" on informację genetyczną z matrycy RNA na DNA gospodarza. Tworzy to postać czynnego prowirusa , który służy do wytwarzania nowych RNA i białek wirionów. Retrowirusy są częstą przyczyną indukowania nowotworów.
Zakażenie wirusem oznacza jego wniknięcie do ustroju. Może być ono utajone, a więc dopóki nie nastąpi aktywacja wirusa pozostaje on w organizmie żywiciela w formie uśpionej (bez wywoływania objawów choroby). Przykładem działania takiego wirusa jest popularna opryszczka.
Wirusy roślinne i wiroidy
Liście rośliny pokryte są woskami i kutyną co tworzy silną barierę dla wirusów. Dlatego wiriony roślinne przenikają do komórek tylko w miejscach ich uszkodzenia, a później infekują sąsiednie komórki poprzez plazmodesmy - nitki cytoplazmatyczne przechodzące przez pory ścian komórkowych. Wirus mozaiki tytoniu odkryty przez Iwanowskiego w 1935 roku ma kształt pałeczkowaty i tworzy heliksalny kapsomer z zawartą w środku nicią RNA - która jest materiałem genetycznym większości wirusów roślinnych.
Wiroidy są najmniejszymi czynnikami chorobotwórczymi roślin. Jest to sam kwas nukleinowy - jednołańcuchowy RNA złożony z ok 300 zasad tworzących III-rzędową strukturę. Brak otoczki białkowej wynika z możliwości infekowania komórek roślinnych bez konieczności przenikania przez błonę komórkową. Replikacja RNA wiroidów przebiega w jądrze komórkowym, a zakażone rośliny wydają nasiona zarażone tymi patogenami. Są to twory odporne na działanie jakichkolwiek antybiotyków.
Priony
Prion jest białkiem infekcyjnym zbudowanym z ok. 250 aminokwasów. Priony chorobotwórcze w białkach prawidłowych powstają w wyniku mutacji genów je kodujących w komórce. Powoduje to zmianę przeważającej struktury alfahelikalnej w strukturę beta-kartek. Taka struktura ułatwia ich agregację i zaleganie w tkankach, co wywołuje zaburzenia w funkcjonowaniu organizmu.
Choroby prionowe:
Rainhardt