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宇宙中许多病毒粒子在其表面上具有额外的蛋白质 ， 用于识别和结合宿主细胞表面 。 这些蛋白质通常可以在多面体病毒粒子的顶点、螺旋病毒粒子的一端或两端或包膜病毒粒子的表面上找到 。 多面体和螺旋结构在病毒世界中很普遍 ， 主要是出于几何原因 。 这两种结构都可以由数量有限的衣壳蛋白亚基组成 ， 通过重复使用相同的蛋白质可以相对容易地增加它们的体积 。 这限制了形成病毒体所需的不同衣壳蛋白基因的数量 ， 从而保持了紧凑的病毒基因组 。 由以二十面体对称排列的子结构制成的粒子是形成具有重复子单元的大体积三维结构的高效方法 。
【?极端微生物中的病毒体多样性】
螺旋对称性不仅与核酸对称性相匹配 ， 而且允许衣壳蛋白亚基彼此具有相同的相互作用 ， 除了它们的末端 ， 病毒衣壳的几何效率被认为是由于核酸编码蛋白质的效率相对较低 ， 因此相对较大 。 多次使用一个或几个基因产物并将它们对称排列是限制基因组大小的最佳策略 。 有趣的是 ， 一些具有最大基因组的病毒也具有二十面体病毒粒子 ， 这种几何守恒“规则”有一些值得注意的例外 ， 特别是古细菌的“极端”病毒 ， 鉴于病毒体结构独特而独特 ， 因此很容易将病毒体用作生物印记 。
然而 ， 为了可视化大多数病毒粒子的形态 ， 需要使用透射电子显微镜 。 虽然这在地球上可能并不困难 ， 但在可预见的未来似乎不太可能将透射电子显微镜安装在航天器上 。 用于太空探索的扫描电子显微镜技术取得了进展 ， 但目前这种扫描电子显微镜没有足够高的分辨率来识别病毒体结构 。 使用动态光散射、纳米粒子跟踪分析 ， 和有前途的纳米孔技术枚举病毒大小的粒子也取得了进展 ， 但这些技术都没有适用于含有未知病毒体的天然样品 。
此外 ， 这些技术提供的形状信息最少 ， 限制了它们在最终病毒粒子鉴定中的使用 。 然而 ， 这些技术可用于对病毒大小的颗粒进行预分类以进行下游处理 ， 可能包括测序 。 它们也比透射电子显微镜更适合任务仪器 。
细菌病毒主要由所谓的头尾噬菌体控制 ， 它们在分类学上分为三个病毒科 ， 肌病毒科、足病毒科和长尾病毒科 ， 通过它们的尾部结构进行区分 ， 并共同形成尾病毒目 。 这些头尾病毒有一个二十面体的“头” ， 充满了双链DNA基因组 ， 连接到一个线性圆柱形“尾” ， 用于将病毒基因组附着并注入宿主细菌中 。 感染 。 对来自土壤或水生环境样品的病毒样颗粒的直接透射电子显微镜观察表明 ， 超过95%的这些纳米尺寸颗粒具有头尾形态 。 一些具有其他病毒体结构的细菌病毒是已知的 ， 例如丝状或无尾多面体结构 。 细菌病毒目前分为九个分类科 。 大多数真核病毒粒子包含一些变化的二十面体或螺旋形态 ， 并且许多被圆形或多形形态所包围 。
另一方面 ， 古细菌病毒具有令人惊讶的多样化形态 。 在细菌或真核病毒中发现了一些古菌病毒形态类型 ， 例如多面体或二十面体 ， 螺旋型 ， 最近提出了“三线病毒科”和多形性 。 此外 ， 许多古细菌病毒还表现出以前从未观察到的形态 。 这些包括柠檬或纺锤形病毒科、尾纺锤形病毒科液滴形瓶形和螺旋状或弹簧状病毒 。 总之 ， 尽管分离的数量要少得多 ， 但古细菌病毒目前被分类为15个细菌病毒家族 ， 远远超过九个细菌病毒家族 。 古细菌占主导地位的环境 ， 例如温泉或盐湖充满了非常多样化的病毒样颗粒 。 古生菌特异性柠檬或纺锤形病毒经常从类似的富含古生菌的环境中分离出来 ， 从酸性和中性温泉、深海热液喷口和盐湖 ， 并与颅骨和大古菌宿主分离 ， 任何天体病毒学病毒粒子检测方法都必须包含这种多样性 。
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