Qualche giorno fa un amico mi ha chiesto: “Ma che differenza c’è tra virus e batteri?”
Si tratta di una domanda molto interessante dato che virus e batteri hanno molto in comune: sono entrambi invisibili a occhio nudo, possono essere trasmessi da una persona a un’altra, e spesso ci accorgiamo della loro presenza quando ci causano una malattia.
In realtà però tra virus e batteri ci sono grandi differenze: per iniziare i batteri sono esseri viventi mentre i virus non lo sono (come ho scritto nel primissimo post di questo blog Il magico mondo dei virus).
Ma andiamo con ordine.
Come sono fatti virus e batteri?
I batteri sono esseri viventi composti da una sola cellula (unicellulari) e appartengono al dominio dei procarioti. Il materiale genetico dei batteri è fatto di una sola molecola di DNA, ma spesso sono presenti altre molecole di DNA più piccole dette plasmidi, a loro volta circolari, che possono essere trasferite da un batterio all’altro, inglobate dall’ambiente esterno, o rilasciate altrettanto facilmente. Le cellule batteriche sono circondate da una membrana e da una parete cellulare specifica di ogni specie batterica.
I virus invece non sono esseri viventi ma potremmo definirli come un contenitore di informazioni genetiche. Possono contenere DNA o RNA in diverse conformazioni (lineare o circolare, compreso in un’una o più molecole). Il materiale genetico è contenuto in una struttura proteica chiamata capside e spesso è presente anche un involucro esterno formato da lipidi e proteine. Inoltre i virus sono circa 100 volte più piccoli dei batteri.
Da dove prendono la loro energia virus e batteri?
I batteri hanno un proprio metabolismo, cioè sono in grado di ottenere energia dai nutrienti.
I virus invece sono parassiti obbligati: non sono capaci di funzionare autonomamente (non sono vivi) e devono utilizzare l’energia e spesso anche gli organelli della cellula infettata.
Come si riproducono virus e batteri?
I batteri si moltiplicano facendo una copia extra del proprio DNA e dividendo tutto il materiale cellulare per dare vita a due cellule figlie identiche tra loro (fissione binaria).
I virus usano le strutture della cellula per fare molte copie del loro materiale genetico e produrre le proteine che serviranno per costruire nuove particelle virali. In alcuni casi la presenza di tutte queste particelle virali fa letteralmente scoppiare la cellula: la cellula infettata muore e i nuovi virus vanno ad infettare le cellule vicine. Altri virus invece non fanno morire la cellula ma la sfruttano per continuare a produrre nuovi virus che continuano a fuoriuscire dalla superficie cellulare per infettare altre cellule.
Cosa fanno virus e batteri nel nostro organismo?
Alcuni batteri sono intracellulari (hanno bisogno di trovarsi dentro una cellula per completare il loro ciclo vitale), ma la maggior parte sono extracellulari: colonizzano i tessuti occupando gli spazi tra le cellule, aderendo alla superficie dei tessuti o circolando nel sangue.
Non tutti i batteri causano malattie: molti sono simbionti o commensali come quelli della flora batterica intestinale e vaginale e quelli che si trovano sulla nostra pelle. Alcuni di essi offrono un “servizio”, ad esempio digeriscono sostanze che le cellule dell’intestino non sono in grado di digerire, mentre altri semplicemente con la loro presenza impediscono a batteri pericolosi di occupare quello spazio e causare malattie.
Tutti i virus sono intracellulari e la maggior parte di essi sono patogeni, ma in alcuni casi le infezioni possono concludersi senza che si sviluppi la malattia (infezioni sub-cliniche).
Le infezioni sub-cliniche possono essere utili per istruire il sistema immunitario a riconoscere ed eliminare efficientemente il virus; in altri casi infezioni virali di questo tipo “ingannano” il sistema immunitario facendolo diventare tollerante al virus che può così continuare a moltiplicarsi più o meno lentamente fino a causare un’infezione cronica (come nel caso del virus dell’epatite B).
Virus e batteri oltre l’organismo umano
Oltre ai virus e batteri che conosciamo perché infettano il corpo umano, ne esistono tantissimi altri che infettano animali e piante. Altri vivono nelle acque degli oceani, sottoterra, negli ambienti che ci sembrano più inospitali (per esempio ad altissime temperature o in assenza di ossigeno), e probabilmente anche nello spazio extraterrestre!
L’importanza delle biotecnologie
La conoscenza avanzata dei batteri e delle loro caratteristiche genetiche ha permesso lo sviluppo delle biotecnologie microbiche: i batteri vengono sfruttati per produrre farmaci come antibiotici, antivirali, antitumorali e vaccini. Inoltre un meccanismo utilizzato dai batteri per distruggere molecole di DNA estraneo, è stato modificato e ulteriormente sviluppato in laboratorio, ed è oggi uno degli strumenti più promettenti per la cura delle malattie genetiche (CRISPR-Cas).
Anche i virus possono diventare nostri alleati grazie alle biotecnologie. Per esempio i virus che infettano i batteri, chiamati batteriofagi o semplicemente fagi, sono oggetto di studio per sviluppare terapie alternative per le infezioni causate da batteri resistenti agli antibiotici. Un’altra applicazione biotecnologica che sfrutta le caratteristiche dei virus è la terapia genica, in cui i virus vengono utilizzati come vettori per trasportare copie funzionanti di un gene dentro le cellule dei pazienti con malattie rare.
Immagine: Disegni di virus e batteri (fuori scala) di pikisuperstar da Freepik
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