קטן מכל דבר חי
בשנות ה־90 של המאה ה־19 בדקו חוקרים מחלה של צמחי טבק, וגילו שהמוהל נשאר מדבק גם אחרי שעבר דרך מסננים דקים מספיק כדי לעצור כל חיידק. מה שגרם למחלה היה קטן מכל מחולל מחלה מוכר. זה היה נגיף, ואיש לא ראה נגיף בפועל עד שהגיעו מיקרוסקופי האלקטרונים, בשנות ה־30 של המאה ה־20.
גודלם של רוב הנגיפים הוא בין כ־20 ל־300 ננומטר, כלומר מיליוניות של מילימטר. הציבו עשרים נגיפי קורונה בשורה, והם יגיעו בדיוק לאורכו של חיידק E. coli אחד; וצריך כעשרה חיידקים כאלה כדי לכסות את רוחבו של תא אדם טיפוסי. מיקרוסקופ אור רגיל לא מבחין בשום דבר שקטן בהרבה מ־200 ננומטר, ולכן רוב הנגיפים פשוט בלתי נראים בו.
גנים בקופסה
חלקיק נגיף הוא בקושי יותר מהוראות בתוך אריזה. במרכזו נמצא הגנום: מולקולה ארוכה אחת של DNA או RNA, ובנגיף השפעת שמונה חלקים נפרדים. סביבו יש קפסיד, קליפה שבנויה מעותקים רבים של אותם חלבונים מעטים, ולעיתים קרובות הם משתלבים יחד לצורה בת עשרים פאות. יש נגיפים, כמו נגיפי הקורונה ונגיף השפעת, שלובשים גם מעטפת: פיסת קרום שומני שנלקחה מהתא האחרון שממנו יצאו, וזרועים בה חלבונים משלהם.
מה שחסר לנגיף חשוב לא פחות. אין לו מנגנון להפקת אנרגיה, אין לו דרך לבנות חלבונים, ואין לו אמצעי לשכפל את עצמו. מחוץ לתא הוא אינו פעיל, ולכן ביולוגים עדיין מתווכחים אם לקרוא לנגיפים יצורים חיים.
פורצים פנימה
נגיף נסחף עד שהוא נתקל בתא שנושא על פניו את המולקולה המתאימה. ההתאמה ספציפית: נגיף הקורונה שגורם ל־COVID-19 נאחז בחלבון בשם ACE2, נגיף השפעת נאחז בסוכרים שעל התאים המצפים את דרכי הנשימה שלכם, והבקטריופאג’ T4 נאחז בעטיפה החיצונית של חיידק המעי E. coli. ההתאמה הזאת קובעת אילו פונדקאים, ואילו רקמות, נגיף יכול להדביק.
אחר כך הגנים צריכים להיכנס. נגיפים רבים של בעלי חיים נבלעים בשלמותם בתוך כיס של קרום, ונפתחים בפנים. T4 עושה משהו מכני יותר: הוא נוחת על שש רגליים ארוכות, מכווץ את הנדן הקפיצי שסביב זנבו, נועץ צינור חלול דרך מעטפת התא ומזרים דרכו את ה־DNA שלו.
נסו: בחרו פאג’ T4 וגררו את שלב ההדבקה לאט מהיצמדות אל חדירה. שימו לב איך נדן הזנב מתקצר בזמן שה־DNA יוצא מהראש. אחר כך בחרו נגיף קורונה ובחרו חתוך תחת חיתוך.
מפעל שנכבש
ברגע שהגנים הנגיפיים בפנים, המנגנונים של התא עצמו קוראים אותם כאילו היו הגנים של התא. התא מתחיל לשכפל את הגנום הנגיפי ולבנות חלבונים נגיפיים, והחלקים החדשים מרכיבים את עצמם לחלקיקים חדשים. הדבקה ב־T4 יכולה להפוך חיידק אחד למאה פאג’ים חדשים או יותר בתוך כחצי שעה. אז הנגיפים החדשים יוצאים, או בהנצה החוצה, עטופים בפיסת קרום, או בפיצוץ התא.
למה אנטיביוטיקה לא עובדת
אנטיביוטיקה תוקפת מבנים שיש רק לחיידקים, כמו דופן התא שלהם וסוג הריבוזומים המיוחד להם, שבונים את החלבונים שלהם. לנגיפים אין אף אחד מהם, ולכן אנטיביוטיקה לא יכולה לפגוע בהם; הצטננות או שפעת נגרמות על ידי נגיף, ולכן אנטיביוטיקה לא עוזרת. יש כמה תרופות נוגדות נגיפים, שמכוונות לשלבים במחזור של נגיף מסוים. חיסונים פועלים אחרת: הם מראים למערכת החיסון גרסה לא מזיקה של נגיף, חלק ממנו או את תוכנית הבנייה שלו, כדי שתהיה מוכנה לזהות את הנגיף האמיתי.
מה המודל הזה משאיר בחוץ
הסצנה עוקבת אחרי חלקיק אחד ומראה ארבעה צאצאים. תאים אמיתיים גדולים בהרבה מהחלק המוצג, והדבקות אמיתיות מייצרות מאות עד אלפי עותקים. נגיפי קורונה בעצם מורכבים על קרומים עמוק בתוך התא, ולא יוצאים בהנצה מפני השטח שלו, ונגיף האדנו משכפל את ה־DNA שלו בתוך גרעין התא, שאינו מצויר.