EntradaMicroorganismos. El significado de los cristales de virus en términos médicos Cómo funcionan los virus
Científicos de la Universidad Federal del Sur (SFU) han descubierto que las estructuras de algunas capas virales se parecen a las estructuras de los cristales. La estructura de la cubierta del virus determina si puede infectar una célula huésped, por lo que comprender la estructura de la cubierta del virus permitirá a los científicos interferir con el proceso de infección. La investigación contó con el apoyo de una subvención de la Fundación Rusa para la Ciencia (RSF) y se publicó en las revistas JPCM y Nanoscale.
“Es muy importante estudiar y comprender las características estructurales de las envolturas virales. La envoltura viral contiene en su interior un genoma que, con la ayuda de esta envoltura, penetrará en la célula huésped si la terapia farmacológica no interrumpe ninguna de las etapas de este proceso”, dijo Serguéi Roshal, coautor del estudio y director del beca RSF, profesor del Departamento de Nanotecnología de la Facultad de Física de la Universidad Federal del Sur.
La capa exterior del virus está formada por proteínas y varía en tamaño y forma. Muy a menudo, la capa exterior, de forma esférica, tiene un tipo de simetría cúbica (icosaédrica). En este caso, las proteínas se organizan en un icosaedro. El icosaedro tiene 20 caras triangulares, 12 vértices y tiene ejes de simetría de segundo, tercer y quinto orden. El eje de simetría, uno de los elementos de simetría de los cristales, es una línea recta imaginaria, cuando se gira alrededor de la cual en el mismo ángulo se combinan partes iguales de una figura geométrica. Así, con cada rotación de 180°, 120°, 72°, las caras del cristal pueden alinearse dos, tres o cinco veces. Los virus pequeños necesitan menos de 60 proteínas para construir una esfera con tal simetría, que se autoensamblan de tal manera que la cubierta viral adquiere la estructura de un cristal.
Collage compuesto por estructuras y modelos de conchas virales.
Sergei Roshal
Para analizar la estructura de las conchas virales esféricas, los científicos utilizan el desarrollo de esferas (la superficie de un cuerpo geométrico desplegado en un plano). Los investigadores examinaron grandes conchas virales que contienen más de 60 proteínas, no en el marco del desarrollo habitual del icosaedro, sino en el marco de un dodecaedro (un poliedro regular que consta de 12 pentágonos equiláteros). Al final resultó que, el patrón de disposición de las proteínas vecinas en las membranas de los virus grandes es muy compatible con el desarrollo dodecaédrico. Las proteínas se ven obligadas a ocupar una posición tal que la envoltura viral adquiere una estructura cuasicristalina. Los cuasicristales pueden tener simetría no sólo de 5, 3, 2 órdenes (icosaédricos), sino también de 10, 12, 14, 18, 20 órdenes.
“La principal conclusión es que la simetría, que en el siglo XX se convirtió en la base fundamental para el estudio de la naturaleza inanimada, resulta de suma importancia para comprender los procesos de autoensamblaje de los virus que ocupan la misteriosa región entre la naturaleza viva y la inanimada. . Descubrimos que las envolturas virales están mucho más cerca de los cristales y cuasicristales de lo que se pensaba”, concluyó Serguéi Roshal.
Los resultados del estudio ayudarán a encontrar medios para la terapia antiviral en la etapa de ensamblaje del virus.
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Los virus fueron descubiertos por D.I Ivanovsky (1892, virus del mosaico del tabaco).
Si los virus se aíslan en su forma pura, entonces existen en forma de cristales (no tienen su propio metabolismo, reproducción y otras propiedades de los seres vivos). Debido a esto, muchos científicos consideran que los virus son una etapa intermedia entre los objetos vivos y los no vivos.
Los virus son formas de vida no celulares. Las partículas virales (viriones) no son células:
- los virus son mucho más pequeños que las células;
- Los virus tienen una estructura mucho más simple que las células: constan únicamente de ácido nucleico y una capa de proteína, que consta de muchas moléculas de proteína idénticas.
- Los virus contienen ADN o ARN.
Síntesis de componentes virales:
- El ácido nucleico del virus contiene información sobre las proteínas virales. La célula produce estas proteínas por sí misma, en sus ribosomas.
- La célula reproduce el ácido nucleico del propio virus, con la ayuda de sus enzimas.
- Entonces se produce el autoensamblaje de partículas virales.
Significado de virus:
- provocar enfermedades infecciosas (gripe, herpes, SIDA, etc.)
- Algunos virus pueden insertar su ADN en los cromosomas de la célula huésped, provocando mutaciones.
SIDA
El virus del SIDA es muy inestable y se destruye fácilmente en el aire. Puede infectarse sólo a través de relaciones sexuales sin condón y mediante una transfusión de sangre contaminada.
Respuesta
Establecer una correspondencia entre las características de un objeto biológico y el objeto al que pertenece esta característica: 1) bacteriófago, 2) E. coli. Escribe los números 1 y 2 en el orden correcto.
A) consta de ácido nucleico y cápside.
B) pared celular hecha de mureína
C) fuera del cuerpo está en forma de cristales
D) puede estar en simbiosis con los humanos
D) tiene ribosomas
E) tiene un canal de cola
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. La ciencia estudia las formas de vida precelulares
1) virología
2) micología
3) bacteriología
4) histología
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. El virus del SIDA infecta la sangre humana.
1) glóbulos rojos
2) plaquetas
3) linfocitos
4) plaquetas sanguíneas
Respuesta
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. ¿Las células de qué organismos se ven afectadas por el bacteriófago?
1) líquenes
2) champiñones
3) procariota
4) protozoos
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. El virus de la inmunodeficiencia afecta principalmente
1) glóbulos rojos
2) plaquetas
3) fagocitos
4) linfocitos
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. ¿En qué entorno suele morir el virus del SIDA?
1) en la linfa
2) en la leche materna
3) en saliva
4) en el aire
Respuesta
Elija una, la opción más correcta. Los virus tienen signos de seres vivos como
1) comida
2) crecimiento
3) metabolismo
4) herencia
Respuesta
Respuesta
1. Establecer la secuencia correcta de etapas de reproducción de los virus de ADN. Escribe la secuencia de números correspondiente en la tabla.
1) liberación del virus al medio ambiente
2) síntesis de proteínas virales en la célula
3) introducción de ADN en la célula
4) síntesis de ADN viral en la célula.
5) unión del virus a la célula
Respuesta
2. Establecer la secuencia de etapas del ciclo de vida de los bacteriófagos. Escribe la secuencia de números correspondiente.
1) biosíntesis de ADN y proteínas de bacteriófagos por una célula bacteriana
2) ruptura de la membrana bacteriana, liberación de bacteriófagos e infección de nuevas células bacterianas
3) penetración del ADN del bacteriófago en la célula y su integración en el ADN circular de la bacteria
4) unión del bacteriófago a la membrana celular bacteriana
5) ensamblaje de nuevos bacteriófagos
Respuesta
Respuesta
1) tener un núcleo informe
2) reproducirse solo en otras células
3) no tienen orgánulos de membrana
4) realizar quimiosíntesis
5) capaz de cristalizar
6) formado por una cubierta proteica y ácido nucleico
Respuesta
Respuesta
Elija tres respuestas correctas de seis y escriba los números bajo los cuales se indican. Virus frente a bacterias
1) tener una estructura celular
2) tener un núcleo informe
3) formado por una cubierta proteica y ácido nucleico
4) pertenecen a formas de vida libre
5) reproducirse solo en otras células
6) son una forma de vida no celular
Respuesta
1. Establecer una correspondencia entre la característica de un organismo y el grupo del que es característico: 1) procariotas, 2) virus.
A) estructura celular del cuerpo
B) la presencia de su propio metabolismo
C) integración del propio ADN en el ADN de la célula huésped
D) consta de un ácido nucleico y una cubierta proteica.
D) reproducción por división en dos
E) la capacidad de revertir la transcripción
Respuesta
Respuesta
Respuesta
Respuesta
Respuesta
Respuesta
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019
CRISTALES DE VIRUS
1) formaciones cristalinas, que son acumulaciones de viriones en células infectadas con ciertos virus; 2) preparación de virus altamente purificada; cada K.v. consta de muchos viriones.
Términos médicos. 2012
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- CRISTALES en el Diccionario Enciclopédico Todo sobre el vino:
formaciones naturales e inofensivas de ácido tartárico que interactúan con varios elementos del vino (que se encuentran en algunos blancos... - CRISTALES
(del griego krystallos originalmente - hielo), sólidos, átomos o moléculas que forman una estructura periódica ordenada (red cristalina). Los cristales tienen... - CRISTALES en el Gran Diccionario Enciclopédico Ruso:
CRISTALES (del griego krystallos, originalmente hielo), tv. Cuerpos, átomos o moléculas de los cuales forman un periódico ordenado. estructura (red cristalina). K. tiene... - CRISTALES en el Diccionario Explicativo Moderno, TSB:
(del griego krystallos, originalmente hielo), sólidos cuyos átomos o moléculas forman una estructura periódica ordenada (red cristalina). Los cristales tienen... - COMPLEMENTACIÓN UNIDIRECCIONAL DE VIRUS en términos médicos:
(sin. k. virus no recíprocos) K. v., en el que la proteína de solo uno de los que se reproducen conjuntamente ... - COMPLEMENTACIÓN BILATERAL DE VIRUS en términos médicos:
(sin. k. virus recíprocos) K. v., en el que las proteínas de ambos se reproducen conjuntamente ... - CRISTALES SINTÉTICOS
cristales, cristales cultivados artificialmente en condiciones de laboratorio o fábrica. Del total de sustancias orgánicas, unas 104 pertenecen a sustancias inorgánicas. ... - CRISTALES (FÍSICOS) en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
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, parásitos intracelulares de organismos vivos; diminutas partículas no celulares que consisten en ácido nucleico (ADN o ARN) recubierto con una cubierta proteica. ... - DIARREA VIRAL en el Diccionario médico.
- DIARREA VIRAL en el gran diccionario médico.
- VIRUS ONCOGENICOS en el Gran Diccionario Enciclopédico:
(virus tumorales) son los agentes causantes de algunos tumores animales que ocurren naturalmente y también de muchos tumores experimentales. Los virus oncogénicos incluyen representantes de varios grupos taxonómicos... - BORREL en el Gran Diccionario Enciclopédico:
(Borrel) Amadeus (1867-1936) microbiólogo y virólogo francés. Las obras están dedicadas a la fagocitosis, la bacteriofagia, el estudio de los virus y la patogénesis de la peste. Junto con E. Ru y... - SCHLESINGER MAX en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
(Schlesinger) Max (1904 - 4.2.1937, Londres), bioquímico húngaro, uno de los fundadores de la biología molecular de los virus. Graduado de la Universidad de Budapest. Desde 1931 trabajó... - SÓLIDO en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB.
- LA URSS. CIENCIAS NATURALES en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
ciencias Matemáticas La investigación científica en el campo de las matemáticas comenzó a realizarse en Rusia en el siglo XVIII, cuando Leningrado se convirtió en miembro de la Academia de Ciencias de San Petersburgo... - SERODIAGNÓSTICO en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
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Rous (Rous) Francis Peyton (5/10/1879, Baltimore - 16/02/1970, Nueva York), patólogo estadounidense, miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos y muchas otras academias y ... - PICORNAVIRUS en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
[del español pico - valor pequeño y ARN, abbr. Inglés ácido ribonucleico - ácido ribonucleico (ARN)], nanivirus (del griego nanos ... - VIRUS TUMORALES en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
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Víctor Mijáilovich [n. 1(13).2.1914, pág. Shtepino, ahora región de Donetsk, RSS de Ucrania], virólogo soviético, académico de la Academia de Ciencias Médicas de la URSS (1960). Miembro del PCUS desde 1941. ... - GENÉTICA DE MICROORGANISMOS en la Gran Enciclopedia Soviética, TSB:
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tecnología, un conjunto de métodos de investigación, equipos y reactivos que aseguran el cultivo de virus y el estudio de sus propiedades. Hasta principios de los años cincuenta. método principal... - EPIDOTA
uno de los minerales más comunes y frecuentes. Sus cristales pertenecen a la clase prismática del sistema monoclinoédrico, la relación de los ejes a: b... - ZEOLITAS en el Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Euphron:
- un grupo de minerales que contiene una veintena de minerales. Todos los C. en su composición química son aluminosilicatos acuosos de calcio, sodio, bario y potasio. ... - CLORITO en el Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Euphron.
Los científicos han debatido si los virus son materia viva o no. El hecho de que pudieran reproducirse y transmitir enfermedades ciertamente atestiguaba su pertenencia a la materia viva. Pero en 1935, W.M. Stanley recibió datos que indicaban que es muy probable que los virus sean representantes de materia no viva. Trituró minuciosamente hojas de tabaco infectadas con el virus del mosaico del tabaco y trató de aislar el virus en su forma pura a partir del jugo resultante, utilizando métodos de aislamiento de proteínas. El resultado superó todas las expectativas del investigador: ¡recibió el virus en forma cristalina! La preparación de virus que obtuvo tenía la misma forma de cristales que las moléculas de proteína, mientras que el virus estaba intacto y, cuando se disolvía en líquido, también provocaba el desarrollo de la enfermedad como antes.
Por la obtención de virus en forma cristalina, Stanley recibió el título de Premio Nobel de Química en 1946 (junto con él, el premio lo recibieron Sumner y Northrop, quienes lograron cristalizar enzimas).
Otros 20 años después de los exitosos experimentos de Stanley, todos los virus que los científicos lograron cristalizar pertenecían al grupo de los bastante simples. virus vegetales(aquellos que sólo podrían afectar a las plantas). Primero virus animales Se obtuvo en forma cristalina recién en 1955, era el virus de la polio, y fue cristalizado por Carlton E. Schwerdt y Frederick L. Shaffer.
El hecho de que los virus puedan existir en forma de cristales les pareció a muchos, incluido Stanley, una prueba de que eran proteínas ordinarias, representantes de la materia inanimada. Después de todo, nada viviente puede cristalizarse; La vida y la capacidad de cristalizar parecían ser conceptos mutuamente excluyentes. La vida es algo móvil, cambiante, dinámico y la estructura de un cristal es rígida, inmutable, estrictamente organizada.
Sólo un hecho no encajaba en la hipótesis sobre la naturaleza inanimada de los virus: podían crecer y multiplicarse incluso estando en estado cristalino. Y la capacidad de crecer y reproducirse siempre se ha considerado una característica indispensable de los seres vivos.
La situación empezó a aclararse después de que dos bioquímicos británicos, Frederick Charles Bowden y Norman W. Pyrie, descubrieran que el virus del mosaico del tabaco contenía ácido ribonucleico. No mucho, por supuesto, pero contiene. Según su análisis, el virus que estudiaron estaba formado por un 94 por ciento de proteínas y un 6 por ciento de ARN. ¡Definitivamente era una nucleoproteína! Además, todos los demás virus conocidos también resultaron ser nucleoproteínas que contienen ARN, ADN o ambos ácidos nucleicos.
La diferencia entre la existencia de una nucleoproteína y la existencia de una proteína simple es prácticamente la diferencia entre materia viva y no viva. Resulta que los virus estaban hechos del mismo material que los genes. Y los genes son la verdadera esencia de la vida. Los virus grandes eran muy similares a los cromosomas no torcidos. Algunos virus contenían 75 genes, cada uno de los cuales controlaba un cierto detalle de la estructura del virus: dónde se alargaba y dónde se plegaba. Al provocar mutaciones en el ácido nucleico, fue posible obtener genes dañados y así descubrir cuál es la función de un gen en particular y cuál es su localización. De manera similar, fue posible descifrar completamente los genes del virus, realizar su análisis estructural y funcional y, por supuesto, este fue solo el primer pequeño paso hacia descifrar el aparato genético mucho más complejo de los organismos celulares.
Los virus en una célula pueden imaginarse como paracaidistas que aterrizaron en ella, bloquearon los genes que controlan la vida de la célula y obligaron a los procesos químicos en la célula a avanzar en la dirección que necesitaban. Una interferencia tan grave a menudo conduce a la muerte celular o a la muerte de todo el organismo huésped. A veces, los virus en una célula pueden incluso reemplazar un gen o un grupo de genes por el suyo propio, otorgando a la célula nuevas propiedades, que posteriormente transmitirá a las células hijas. Este fenómeno se llama transducción.
Si la presencia de genes es un signo de un organismo vivo, entonces los virus son materia viva. Por supuesto, mucho depende de cómo definamos el concepto de “vida”. Por ejemplo, me inclino a considerar viva cualquier nucleoproteína capaz de reproducirse. Si consideramos los virus desde este punto de vista, entonces son los mismos seres vivos que, por ejemplo, los elefantes o las personas.
Sin embargo, todos los hechos sobre la existencia de virus eran indirectos y ningún hecho indirecto puede compararse con evidencia directa. Hemos trabajado mucho con los virus, pero
Los virus son una forma de vida no celular que tiene su propio genoma, la capacidad de reproducirse (reproducción) en las células de organismos vivos o cultivos celulares, propiedades adaptativas y variabilidad.
Separado en un reino separado: Vira.
Hay dos formas de existencia de virus: extracelular e intracelular.
Virus extracelular = virión. Esta es la forma latente (madura) del virus. No muestra actividad vital. Funciones: conservación del virus en el medio externo y transferencia de un organismo a otro organismo o de una célula a otra.
Un virus intracelular, un virus vegetativo, se reproduce en una célula infectada, provocando una infección reproductiva que termina con la formación de una generación hija de viriones y, por regla general, con la muerte celular. El proceso de reproducción puede ser incompleto, sin la formación de viriones: se produce una infección abortiva.
Algunos virus son capaces de integrar su material genético en los cromosomas de la célula huésped en forma de provirus, que se replica junto con este cromosoma durante la división y pasa a las células hijas. Esta es una infección integradora; puede existir durante mucho tiempo o volver a ser productiva.
estructura de los virus (viriones). Los tamaños de los virus están en el rango de 20 a 350 nm.
Pueden tener formas en forma de varilla, multifacéticas, de bala, esféricas, filiformes o de maza.
Los hay: virus simples (sin envoltura) y complejos (con envoltura). Tienen una molécula de ácido nucleico (ADN/ARN) en el centro, rodeada por una capa de proteína: la cápside. Toda la estructura se llama nucleocápside.
Los virus simples son ácidos nucleicos asociados con proteínas internas y una cápside (es decir, son una nucleocápside).
Virus complejos: la nucleocápside es el núcleo del virión, la supercápside está ubicada en la parte superior; la capa exterior es una membrana modificada de origen celular, en la que el virión se "viste" cuando sale de la célula por gemación. Las proteínas de superficie específicas del virus están integradas en la doble capa lipídica de la membrana: glicoproteínas (hemaglutininas, neuraminidasa, proteínas de fusión y otras, responsables de unir el virión a los receptores celulares y penetrar en él), ubicadas transmembrana y sobresaliendo hacia afuera en forma de espinas. Las glicoproteínas son Ags protectores.
En muchos virus complejos, una capa de proteína de matriz (capa M) está adyacente a la nucleocápside desde el interior. Algunos virus tienen otras estructuras adicionales.
La cubierta proteica protectora, la cápside, consta de muchas subunidades proteicas homogéneas. Porque Esta estructura de la cápside requiere poca información genética; es importante para los virus con un genoma pequeño. Las cápsides se construyen según un tipo de simetría helicoidal o cúbica, dependiendo de la ubicación de las subunidades proteicas.
Composición química del virus. Los principales componentes del virus son el ácido nucleico y las proteínas. Los virus simples se componen únicamente de ellos. Los virus complejos incluyen carbohidratos y lípidos de origen celular.
Según el tipo de ácido nucleico, los virus se dividen en genomas de ADN y ARN.
El ADN viral suele ser bicatenario y rara vez monocatenario.
ADN de doble hebra: lineal con extremos abiertos, lineal con extremos cerrados, circular, circular con una hebra de ADN incompleta.
Los ARN virales son monocatenarios o bicatenarios con un genoma fragmentado.
ARN monocatenario: lineal completo, lineal fragmentado (segmentado), segmentado circular.
Hay ARN con un genoma positivo: +ARN (simultáneamente un genoma y un ARN mensajero (i-ARN), sirve como matriz para los genomas hijos);
y ARN con genoma negativo - –
ARN (solo función genómica, es decir, plantilla para la síntesis del genoma y del ARNm).
La característica más importante de los ácidos nucleicos virales es la infectividad (la capacidad de iniciar una infección productiva en la célula huésped sin la participación de otros componentes del virus). La mayoría del ADN y ARN viral lo tienen.
Proteínas virales.
# estructural – parte del virión:
- proteínas de la cápside - forman la cápside
- proteínas internas - proteínas genómicas y enzimas (polimerasas) implicadas en el proceso de reproducción y asociación del genoma con la cápside.
- Las proteínas de la matriz de virus complejos forman la capa M debajo de la supercápside. Participan en las etapas finales del autoensamblaje del virión y su estabilización.
- proteínas de la superficie de la supercápside: las glicoproteínas, Ags protectoras, participan en la unión de los viriones a los receptores celulares y su penetración en la célula.
# Proteínas no estructurales: sintetizadas en una célula infectada para garantizar los procesos de reproducción; no forman parte de los virus.
- las enzimas inducidas por virus sirven para la transcripción y traducción del genoma viral.
- proteínas reguladoras
- proteínas inestables – precursores a partir de los cuales se forman las proteínas estructurales del virión
- enzimas que modifican las proteínas virales (proteasas, proteínas quinasas)
Lípidos. Se convierten en parte de viriones de las membranas celulares, nucleares y otras membranas internas de una célula infectada durante la gemación. Son el componente principal de las supercápsides y contribuyen a la estabilidad del virión. Cuando se trata con éter, la supercápside se destruye debido a la pérdida de lípidos.
Carbohidratos. Origen celular. Forman parte de proteínas de superficie: glicoproteínas. Su glucólisis la llevan a cabo enzimas celulares durante el transporte de proteínas a la superficie exterior de la supercápside, mientras que las proteínas celulares son expulsadas de las membranas.
La clasificación de los virus se basa en las siguientes categorías:
Tipo de ácido nucleico (ADN o ARN), su estructura, número de hebras (una o dos), características de reproducción del genoma viral;
Tamaño y morfología de viriones, número de capsómeros y tipo de simetría;
Presencia de una supercápside;
Sensibilidad al éter y al desoxicolato;
Sitio de reproducción en la célula;
Propiedades antigénicas, etc.
Los virus tienen un genoma único porque contienen ADN o ARN.. Por lo tanto, se hace una distinción entre virus que contienen ADN y virus que contienen ARN. Generalmente son haploides, es decir tener un conjunto de genes. El genoma de los virus está representado por varios tipos de ácidos nucleicos: bicatenario, monocatenario, lineal, circular, fragmentado. Entre los virus que contienen ARN, se distinguen los virus con un genoma positivo (ARN de cadena positiva). El ARN de cadena positiva de estos virus realiza funciones hereditarias y de ARN mensajero (ARNm). También hay virus de ARN con un genoma negativo (ARN de cadena negativa). La cadena negativa de ARN de estos virus realiza sólo una función hereditaria.
Forma Los viriones pueden ser diferentes: en forma de bastón (virus del mosaico del tabaco), en forma de bala (virus de la rabia), esféricos (virus de la poliomielitis, VIH), filamentosos (filovirus), en forma de esperma (muchos bacteriófagos). Hay virus simples y complejos.
Virus simples o sin envoltura Consisten en un ácido nucleico y una cubierta proteica llamada cápside. La cápside consta de subunidades morfológicas repetidas: capsómeros. El ácido nucleico y la cápside interactúan entre sí para formar la nucleocápside.
Virus complejos o envueltos El exterior de la cápside está rodeado por una capa de lipoproteína (supercápside o peplos). Esta capa es una estructura derivada de las membranas de una célula infectada por un virus. En la cubierta del virus hay picos de glicoproteínas o espinas (peplómeros). Debajo de la capa de algunos virus hay una proteína M de matriz.