Wirusy to twory o różnej formie i strukturze stojące na pograniczu świata żywego i materii nieożywionej. Są one bardzo dobrze przystosowane do pasożytniczego trybu życia i mogą powielać się jedynie w komórkach żywych organizmów. Materiałem, na którym zapisana jest informacja o budowie wirusa, jest DNA lub, częściej, RNA. Zapis ten jest identyczny jak w organizmach żywych, podlega takim samym procesom i w ten sam sposób jest kodowany. Wirusy nie posiadają jednak bardzo ważnych cech organizmów żywych - nie są one zdolne do przeprowadzania przemiany materii (nie posiadają własnego systemu enzymów) i nie posiadają budowy komórkowej. Od organizmów żywych odróżnia także wirusy umiejętność tworzenia kryształów (krystalizacji).
Pochodzenie wirusów nie jest jasne. Wśród wielu hipotez najbardziej prawdopodobna jest ta, która sugeruje, że są to fragmenty komórek chromosomów lub kwasów nukleinowych, które same uniezależniły się od komórki macierzystej lub zostały przez nią wydalone.
Wielkość wirusa może być różna, od 10 do nawet 400 nm. Jednym z najmniejszych jest wirus choroby Heinego-Medina, zaś do największych zaliczamy np. wirus ospy, który można zobaczyć w mikroskopie świetlnym. Kształt wirusów może być zróżnicowany i do pewnego stopnia skomplikowany. Jest on wynikiem sposobu ułożenia elementów kapsydu. Wyróżnia się trzy zasadnicze typy budowy wirusów: pałeczkowate, bryłowate i bryłowato- -spiralne.
Wirion, czyli pojedyncza cząstka wirusa, odpowiada osobnikowi (u żywych organizmów). Dwa najważniejsze składniki wirionu to nić kwasu nukleinowego (w przypadku wirusów roślinnych - RNA, u zwierzęcych - RNA lub DNA, zaś dla bakteriofagów z reguły DNA) oraz białkowa otoczka, zwana kapsydem.
Kapsyd budują kapsomery - podjednostki białkowe o regularnej budowie. Kapsyd ma za zadanie ochronę przed środowiskiem zewnętrznym nici kw. nukleinowego w czasie przebywania wirusa poza ustrojem żywiciela. W celu wzmocnienia tej ochrony niektóre wirusy, w tym wirus HIV, pokrywa dodatkowo osłonka lipoproteinowa. Jej budowa jest zbliżona do struktury błony komórkowej. W budowie białek osłonki lipoproteinowej mogą zachodzić zmiany, co prowadzi do powstawania kolejnych odmian wirusa, a badaczom utrudnia prace nad skutecznymi szczepionkami. Aby wirus mógł się namnażać i odtwarzać cząstki potomne potrzebuje kwasu nukleinowego. Wirusy wprawdzie posiadają informację genetyczną, ale nie są w stanie przekazać jej wirusom potomnym. W tym celu niezbędny jest im organizm żywiciela. Własny materiał genetyczny wirusa pozwala mu na narzucanie zmian metabolizmu w komórkach gospodarza tak, aby rozpoczęły one syntezę wszystkich jego podjednostek (kwasu nukleinowego i białek kapsydu). Z tego wynika, że wirusy są pasożytami i, co ciekawe, poza organizmem gospodarza nie przejawiają żadnych oznak życia.
Infekcja, czyli wtargnięcie wirusa do organizmu gospodarza, przebiega następująco:
- adsorpcja (przyłączenie) wirusa na powierzchni komórki gospodarza przez specyficzne receptory;
- wnikanie całego wirusa do światła komórki;
- replikacja, której początkiem jest rozpuszczenie kapsydu przez enzymy komórki gospodarza i uwolnienie kwasu nukleinowego wirusa; następnie wirus przechodzi w okres utajenia, w czasie którego nie jest możliwe mikroskopowe stwierdzenie jego przebywania w komórce, którą zainfekował; kwas nukleinowy wirusa po uwolnieniu z otoczki jest w stanie zaangażować dla swoich potrzeb całość procesów odpowiedzialnych w komórce za przetwarzanie materiału genetycznego, w tym enzymy, rybosomy i energię;
- składanie, w czasie którego poszczególne poprawnie wykształcone części wirusa łączą się tworząc jego wierną kopię; etap ten następuje w momencie nagromadzenia wystarczającej ilości zreplikowanych białkowych podjednostek kapsydu oraz materiału genetycznego;
- uwolnienie, które kończy infekcję; najczęściej jest to moment, w którym następuje liza, tzn. zniszczenie, komórki gospodarza; dochodzi do uwolnienia dojrzałych wirusów, które są zdolne do zakażenia kolejnej komórki.
Istnieją dwa możliwe sposoby zakończenia infekcji. Wirusy uwalniając się z komórki mogą doprowadzić do jej śmieci (jest to tzw. cykl lityczny) lub wydostać się nie uszkadzając jej (tzw. cykl lizogenny).
Wirusy atakują zarówno rośliny (powodują karłowatość lub mozaiki - plamistość liści) i zwierzęta (wścieklizna, pryszczyca, nosówka), jak również człowieka (wywołują ospę, opryszczkę, świnkę, różyczkę, grypę oraz AIDS). Niektóre z tych chorób nie stanowią już zagrożenia dzięki wynalezionym przeciwko nim skutecznym szczepionkom.
