الفيروسات تحتاج لكي “تتكاثر” وتبقى على قيد الحياة ان تخترق خلية حية وتستغلها لكي تنسخ المادة الوراثية DNA الخاصة بها وبهذا تضمن بقائها. الخلية التي يخترقها الفايروس تسمى المضيف (Host). يمكن للخلية المضيفة ان تكون خلية حيوانية, نباتية او خلية بكتيريا. لكل نوع من الخلايا المضيفة هناك طرق للحماية من اختراق الفايروسات, في حالة الخلايا الحيوانية هناك على الاغلب جهاز مناعة يحمي جسم الكائن الحي ويعوق دخول الفايروس للخلية. عند الخلايا النباتية هناك مبنى غير موجود عند الخلايا الحيوانية الا وهو جدار خلية سميك, جدار الخلية مركب من سلاسل سكرية مترابطة ومعقدة, للجدار عدة وظائف منها الحماية ,الدعم المبنوي والحفاظ على توازن ضغط الماء في الخلية النباتية.
خلية البكتيريا (كائن احادي الخلية) تحتوي على جدار خلية ولكن المشكلة ان جدار الخلية عند هذه الكائنات ليس سميك بما يكفي ليمنع الفايروس من الاختراق. ولكن بالمقابل هناك اساليب دفاعية اخرى تتخذها خلايا البكتيريا مثل انزيمات قاطعة للمادة الوراثية (Restriction enzymes) هذه الانزيمات تعمل على قطع المادة الوراثية التابعة للفايروس, المشكلة هي ان الانزيمات يمكن ان تقطع المادة الوراثية الخاصة بالبكتيريا لذلك هناك تعديلات تقوم بها البكتيريا على الDNA الخاص بها لكي تحميه من القطع والتفكيك. فايروسات الخاصة بالبكتيريا تسمى باكتيريوفاج (Bacteriophages).
دورة حياة الفايروس:
المرحلة الاولى هي الاتصال الخارجي (Attachment): في هذه المرحلة يتعرف الفايروس على مستقبلات موجودة على سطح الغشاء الخارجي للخلية, هذه المستقبلات يكون لها عادة وظيفة في عمل الخلية, مثلاً المستقبل الخاص لفايروس T1 هو بروتين وظيفته ادخال عنصر الحديد للخلية من الخارج. بعد تعرف الفايروس على المستقبل الخاص يقوم بالاتصال بشكل مبنوي مع غشاء الخلية. هذه المستقبلات هي التي تحدد درجة التخصصية عند الفايروس فمثلاُ هناك فايروسات بامكانها ان تخترق عدة انواع من الخلايا, لانه بامكانها التعرف على انواع متعددة من المستقبلات. بالمقابل باامكان ان نجد فايروسات متخصصة لنوع واحد من الخلايا فقط الموجود في نسيج معين والتي تتعرف على المستقبلات الخاصة لهذا النوع فقط. طريقة اضافية لمنع الاختراق عند الخلايا هي فقدان المستقبل الخاص للفايروس وبهذا لايتمكن الفايروس من التعرف على الخلية.
المرحلة الثانية – الاختراق (Penetration): هنا يقوم الفايروس باختراق مبنى الخلية الخارجي, هذا الاختراق يمكنه من ادخال المادة الوراثية الخاصة به للخلية المضيفة . يعد ادخال المادة الوراثية تنتهى على الاغلب وظيفة باقي المبنى السابق للفايروس فينقطع الاتصال مع الغشاء الخارجي للخلية وتتفكك البروتينات المبنوية الخاصة بالفايروس.
المرحلة الثالثة – التركيب او التصنيع (Synthesis): بعد ادخال المادة الوراثية يتم ترجمتها, بطرق مختلفة حسب نوع الفايروس, ترجمة المادة الوراثية الخاصة بالفايروس تعطينا بروتينات وحوامض امينية ومركبات اخرى خاصة بالفايروس.
المرحلة الرابعة- تجميع القطع (Assembly): في هذه المرحلة يتم استخدام المركبات التي صنعت في المرحلة السابقة لبناء الاجزاء المختلفة من الفايروس “الناضج”( mature virus).
المرحلة الاخيرة- اطلاق (Release/lysis): عملية اطلاق الفيروسات الجديدة التي تكونت داخل الخلية المضيفة يتسبب بشكل عام بانفجار الخلية ( lysis), بعد تحرر الفايروسات من الخلية تبدأ الدورة من جديد, كل فايروس يخترق خلية جديدة ويستغلها للتكاثر.
من الجدير بالذكر انه هناك نوع من الفايروسات (Temperate)التي يمكنها القيام بعد الاختراق ان تقوم بتفجير الخلية وتحرير الفايروسات الجديدة او ان تقوم بادخال المادة الوراثية الخاصة بها لداخل المادة الوراثية الخاصة بالخلية المضيفة وبهذه الطريقة الخلية المضيفة لاتنفجر.