1 / 41

Virusi eukariota

Virusi eukariota. Animalni i biljni virusi. E ukariot ska ćelija. Prostorna razdvojenost replikacije i transkripcije (jedro) i translacije (citoplazma) Nepostojanje policistronskih iRNK Kod biljaka postojanje čvrstog ćelijskog zida.

jonco
Télécharger la présentation

Virusi eukariota

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Virusi eukariota Animalni i biljnivirusi

  2. Eukariotska ćelija • Prostornarazdvojenost replikacije i transkripcije (jedro) i translacije (citoplazma) • Nepostojanje policistronskih iRNK • Kod biljakapostojanje čvrstog ćelijskog zida Virusi eukariota su morali tokom evolucije da se prilagode ovakvim svojstvima svojih domaćina.

  3. Animalni virusi

  4. DNK virusi se repliciraju u jedru(koristedomaćinovu DNK polimerazu), izuzetak Pox virus, koji nosi u virionu sopstvenu DNK polimerazu • RNK virusi se repliciraju u citoplazmi, izuzetak Influenza virus kod koga se replikacija RNK odvija u nukleusu Kod +RNK virusa posebni proteini se transkribuju: • kao poliprotein koji se kasnije iseca (Poliovirus) • sa +RNK translatira se samo RNK replikaza, koja najpre omogućava sintezu -RNK, a zatim se sa nje transkribuju monocistronske iRNK (Corona virus) -RNK virusi nose RNK replikazu; posebni proteini se transkribuju: • RNK replikaza transkribuje monocistronske iRNK sa -RNK (Rhabdovirus) • RNK replikaza transkribuje sa segmentiranih -RNK nekoliko iRNK (Influenca virus)

  5. Picornavirus (Poliovirus) • Izazivač poliomijelitisa • Kapsid ikosaedarne simetrije oko 30 nm • Genom +RNK, na 5’ kraju VPg protein (sapetljama RNK imitirakomplekszaformiranje 5’ kape), na 3’ kraju poliA rep • Ceoprocesreplikacijevirusa u citoplazmi • Translacijom nastaje poliprotein koji podleže samoisecanju inastaju: RNK replikaza, VPg protein, proteaza i strukturni proteini kapsida • RNK replikaza sintetiše – RNK sa koje sintetiše +RNK, finalno oko 1.000.000 kopija, koje se kombinuju sa kapsomerama • Proteaza razgrađuje “cap-binding” protein domaćina, čime inhibira translaciju proteina domaćina

  6. Coronavirus (SARS) • Veliki virusi (do 200 nm), sa omotačem i spajkovima koji grade koronu (venac, kruna) • Kompletna replikacija u citoplazmi • Genom +RNK, oko 30 kb sadrži 5’ kapu i 3’ poliA rep • Sa genomske RNK translatira se najpre samo RNK replikaza koja sintetiše – RNK lanac • Sa –RNK se transkribuju monocistronske iRNK za virusne proteine i sintetiše +RNK pune dužine (genom) • Sazrevanje se vrši u Goldži aparatu i virioni se oslobađaju sa površine ćelije

  7. Rhabdovirusi (virus besnila) • Virion u obliku metka (70x175 nm)spiralna simetrija kapsida, dodatni omotač • Mali –RNK genom • Virion nosi RNK zavisnu RNK polimerazukojatranskribuje dve vrste RNK: nekoliko iRNK i genomsku +RNK • Proteini kapsida se kombinuju sa -RNK • Glikoproteini virusa se ugrađuju u citoplazmatičnu membranu • Virus napušta ćeliju pupljenjem i ponese omotač

  8. Orthomyxovirusi (Influenza virus) • Segmentiran genom, osam -RNK molekula • Spiralna simetrija kapsida, dodatni omotač daje polimorfan oblik • Jedini RNK virus koji se replicira u nukleusu, posle dekapsidacije RNK migrira u nukleus • Virion nosi RNK zavisnu RNK polimerazu i RNK endonukleazu (iseca 5’ krajeveprekursoraćelijskih iRNK koji već sadrže kapu) • Replikacija genoma slična rabdovirusima. iRNK se sintetišu koristeći kao prajmere isečene 5’krajeve ćelijskih iRNK sa kapama. Na iRNK se dodaju i poliA repovi. • Translacija u citoplazmi, sinteza10 proteina • Pakovanje u citoplazmi, pupljenje • Česta promenljivost pri mešovitoj infekciji (‘antigenic shift’): razlog – segmentiran genom • ‘Antigenic drift’ – izmene antigenih determinanti usled mutacija ‘Antigenic shift + drift’ razlog što se svake godine pravi nova vakcina protiv gripa

  9. Reovirusi (Rotavirus) • Najčešći uzročnik diareje kod beba • Ikosaedarni dupli kapsid, 60-80 nm • Genom od 10-12 molekula linearne dsRNK • U virionu je spakovana RNK replikaza i drugi neophodni enzimi • Ulaze endocitozom, transportuju se u lizozom • U lizozomu se gubi spoljašnji kapsid i čestica sa oslobađa u citoplazmu gde dolazi do replikacije RNK unutar “subvirusnih čestica” • Pomoću RNK replikaze sa -RNK sintetišu se iRNK, dodaju se 5’ kape i 3’ poliA repovi pomoću virusnih enzima i dolazi do translacije virusnih proteina u citoplazmi • RNK replikaza sa +RNK sintetiše komplementarne – RNK, nastaje dsRNK genom • Sazrevanje i oslobađanje lizom ćelije

  10. Dvolančani DNK virusi • Polioma virusi (SV40) ikosaedarne simetrije (45 nm) sa cirkularnom superspiralizovanom DNK, koja se replicira teta replikacijom pomoću DNK polimeraze domaćina. Indukuju tumore kod životinja. • Papiloma virusi, uzrokuju bradavice i kondilome, neki tipovi indukuju kancer grlića materice. • Herpes virusi (herpes, genitalni herpes, herpes zoster i ovčije boginje), Epstein-Barr virus (virus mononukleoze, indukuje tumore – Burkitov limfom) i citomegalovirus (CMV). • Pox virusi (velike boginje, kravlje boginje), veliki virusi sa linearnom DNK, jedini koji se repliciraju u citoplazmi. • Adenovirusi, ikosaedarne simetrije sa linearnom DNK (36 kbp), sa 5’ vezanim terminalnim proteinom, sadrži invertovane ponovke na krajevima. Lanci se repliciraju različito, jedan kao linearan, drugi kao cirkularan pomoću DNK polimeraze kodirane virusom. Izazivaju blage respiratorne infekcije.

  11. Herpes simplex virus • Virion 150 nm, sa omotačem i amorfnim slojem između nukleokapsida i omotača. • Ulazi fuzijom omotača sa membranom, nukleokapsid se transportuje u nukleus • DNK linearna, preko 150 kbp, cirkularizuje se posle infekcije • Sintezu ranih (“immediate early”) iRNK vrši RNK polimeraza domaćina, sa njih se sintetišu rani proteini (regulatorni) koji omogućavaju ekspresiju gena za srednje, “delayed early”proteine (proteini replikacije, uključuju virusnu DNK polimerazu) i gena za kasne proteine (proteini kapsida) • Replikacija po tipu kotrljajućeg obruča, konkatemeri se isecaju na pojedinačne genome • Sazrevanje u nukleusu, omotač poreklom od unutrašnje membrane jedra, oslobađanje kroz ER

  12. Pox virusi (vakcinija virus) • Među najkompleksnijim i najvećim animalnim virusima (400 x 240 x 200 nm) • Nukleokapsid, 2 lateralna tela iokonjihomotač od tubularnog proteina • Linearan DNK genom, 185 kbp, jedinstven po tome što su lanci međusobno kovalentno povezani na krajevima • Ulaze endocitozom • Virion sadrži RNK polimerazu koja transkribuje iRNK za protein dekapsidacije • Nakon dekapsidacije nastaju tzv. inkluziona tela u citoplazmi u kojima se virus replicira i sazreva • Jedini DNK virusi koji se repliciraju u citoplazmi pomoću sopstvene DNK polimeraze • Svako inkluziono telo je poreklom od 1 virusa • Oslobađanje dezintegracijom ćelije

  13. Retrovirusi • izazivači AIDS-a i nekih oblika kancera (spadaju u grupu onkogenih virusa) • poseduju višeslojan dodatni omotač (spoljašnji omotač ‘coat’ i unutrašnji ‘core’), nose u virionu proteine (enzimski: reverzna transkriptaza – prepisivanje RNK u DNK, DNK endonukleaza/integraza, proteaza) i specifični tRNK (služi kao prajmer za reverznu transkriptazu) • genom 2 identična ssRNK • životni ciklus: • ulazak fuzijom sa membranom domaćina • uklanjanje spoljašnjeg omotača – ‘uncoating’ • reverzna transkripcija 1 RNK lanca u RNK:DNK hibrid, pa sinteza dsDNK • ulazak dsDNK u nukleus i integracija u genom domaćina (provirus) • transkripcija provirusa u iRNK i genomsku RNK virusa (za pakovanje u kapsid) • sazrevanje virusa i oslobađanje pupljenjem

  14. Retrovirusi

  15. Hepadna virusi (Hepatitis B virus) • Mali virusi nepravilne štapićaste forme, sa omotačem • Mali genom (3-4 kb), sadrži gene koji se preklapaju • DNK cirkularna, parcijalno dvolančana, kompletira se posle infekcije • DNK polimeraza/reverzna transkriptaza je spakovana u virionu, služi još i kao proteinski prajmer za sintezu DNK • Replicira se u nukleusu pomoću RNK polimeraze domaćina • Nastala RNK sa terminalnim ponavljanjem se kopira u parcijalno dvolančanu DNK pomoću reverzne transkriptaze

  16. Posledice infekcije animalnih ćelija virusom • Litička infekcija • Perzistentna infekcija • Latentna infekcija • Transformacija ćelija • onkogeni virusi (DNK virusi) • virusni proteini imaju onkogeni potencijal

  17. Biljni virusi • Većinom +RNK virusi spiralne simetrije (TMV) • DNK virusi (gemini virus, virus mozaične bolesti karfiola, Chlorella virusi, fikovirusi) • Virus mozaične bolesti karfiola koristi reverznu transkripciju tokom replikacije • Mogu se prenositi iz jedne ćelije u drugu kroz plazmodezme • Česti su virusi sateliti, defektni virusi (TNV + TNSV) • Postoje virusi sa podeljenim genomom: virus deteline ima 4 RNK molekula spakovana u 3 kapsida i neophodna je združena infekcija

  18. Virus mozaične bolesti duvana TMV • Genom je jednolančana +RNK koja kodira 4 proteinaiima 5’ kapui 3’ petljunaliktRNK • MTH enzim – metil transferaza (caping protein) i RNK helikaza • RNP gen kodira RNK replikazu(sintetiše se kao deo MTH-RNP poliproteina, redak događaj) • MP – “protein za kretanje”, omogućava transfer virusne +RNK kroz plazmodezme (iRNK se sintetiše sa -RNK) • CP - protein kapsida (iRNK se sintetiše sa -RNK)

  19. Mimi virus Mimi virus • Smatrao se doskora najvećimvirusom, srodan biljnim DNK virusima (fikovirusi) i Pox virusima • Ikosaedarni kapsid sa filamentoznim nastavcima 390+120 nm u prečniku, ispod dvoslojna lipidna membrana, sadrži mRNK za DNK polimerazu • Genom dsDNK 1,2 Mbp • Parazitira na amebi Acanthamoeba polyphaga, a postoje indicije da prouzrokuje pneumoniu kod ljudi (animalni ili biljni virus !?) • Danas najveći Megaviruschilensis(dimenzije 44o+75 nm u prečniku), srodan Mimi virusu Megavirus

  20. Subvirusne infektivne čestice - viroidi • Kratke nekodirajuće jednolančane cirkularne RNK (243 - 399 nt) sa ekstenzivnim komplementarnim sparivanjem • Izazivaju bolesti kokosa, krompira, limuna, hrizantema • Ulaze kroz povredu, nema receptora • U ćeliji koriste RNK polimerazu domaćina za replikaciju • Kreću se kroz plazmodezme • Utiču na rast biljke, verovatno kao male regulatorne RNK

  21. Subvirusne infektivne čestice - prioni • Infektivni proteini • Izazivaju spongiformne encefalopatije – degenerativne bolesti CNS čoveka i životinja (scrapie, bolest ludih krava, kuru, KJD) • Zahvaljujući konformaciji (β ploče) ekstremno otporni na denaturaciju i proteaze • U neuronima se sintetišu normalni prion proteini PrPc koji u interakciji sa infektivnim pronima menjaju konformaciju u PrPSc, prave agregacije i talože se • Kod sporadičnih prionskih bolesti nema infekcije već se radi o slučajnom pogrešnom savijanju PrPcproteina (u oblikPrPSc) • Kod naslednih prionskih bolesti PrPcgen je mutiran i pogrešno se savija(u oblikPrPSc)

  22. Promenljivostmikroorganizama

  23. Promenljivost mikroorganizama • Možebitifenotipska ili genotipska • Genotip–skupsvihgenetičkihinformacijasadržanih u genomućelije (organizma) • Fenotip-skupvidljivih (strukturnih i fizioloških) osobinaćelije i rezultat jeinterakcijespoljašnjesredine sagenotipom

  24. Fenotipska i genotipska promenljivost • Fenotipska promenljivost – adaptacija na uslove u kojima se jedinke nalaze, zahvata sve jedinke u populaciji, ne nasleđuje se. • Genotipska promenljivost – promena u genotipu, zahvata retke jedinke u populaciji i nasleđuje se. • Postojanje genetičke varijabilnosti u populaciji je neophodno za adaptaciju na izmenjene uslove sredine, opstanak i evoluciju živih organizama.

  25. Mehanizmi genotipske promenljivosti • Mutacije – promene u broju i redosledu nukleotida u molekulu DNK • Rekombinacije – stvaranje nove kombinacije gena;kodbakterijaprenosom dela genetičke informacije iz jedne ćelije u drugu (horizontalni transfer gena) • Transpozicije – premeštanje jednog ili više gena sa jednog mesta na drugo ili sa jednog replikona na drugi

  26. Mutacije • Promene u broju ili redosledu nukleotida u molekulu DNK • Obično imajuzaposledicuizmenuredosleda aminokiselina u proteinukoji postaje nefunkcionalan • Mutacije suredak i slučajandogađaj i uglavnom imaju negativan efekat • Malibrojmutacijaomogućavaevolutivnepromene

  27. Tipovi mutacija • Tačkaste mutacije (zamenebaza i promeneokviračitanja) • Delecije (gubitakrazličitog brojabaznih parova) • Adicije (dodavanje različitog brojabaznih parova) • Insercije (adicijavećegbrojabaznih parova) • Inverzije (deo DNK se iseca i umeće u obrnutomsmeru) • Duplikacije(oblikadicijakod kojih sudodati nizovi bazaidentični)

  28. Zamene baza i efekat na funkciju proteina

  29. Vanfazne - frameshift mutacije

  30. Reverzije Mutacije koje uspostavljaju fenotip divljeg soja • Prave reverzije – nova mutacija je na istom mestu gde i prethodna (restaurira se izvorni genotip) • Supresije – nova mutacija je na drugom mestu ali poništava efekat prethodne • Intragenske supresije – nova mutacija u istom genu, npr. frameshift • Intergenske supresije – nova mutacija u drugom genu, npr. supresija nonsense mutacije pomoću supresorskih tRNK

  31. Spontane mutacije • Greške u replikaciji izazvane tautomerijom baza • “Proklizavanje” DNK Pol III na monotonim nizovima nukleotida • Replikacija ili reparacija koja greši endogenih oštećenja DNK (oksidativnaoštećenja, depurinacija, itd) Glavni mehanizmi u ćeliji koji kontrolišu nivo spontanih mutacija: • Selekcija baza i editorska funkcija DNK Pol III • Reparacija pogrešno sparenih baza – MMR • Redak događaj, u proseku 10-10 nukleotida

  32. Indukovane mutacije • Izazvane brojnim hemijskim, fizičkim i biološkim agensima, mutagenima, koji mogu izazvati različita oštećenja u molekulu DNK i povećati stopu mutacija Glavni mehanizmi nastanka indukovanih mutacija: • Zamena purinske ili pirimidinske baze (bazni analozi) • Hemijska promena baze koja izaziva pogrešno sparivanje (alkilacija, oksidativna deaminacija) • Interkalacija (EtBr, akridin oranž) • Hemijska promena baze koja izaziva potpuni gubitak sposobnosti sparivanja (pirimidinski dimeri, adukti)

  33. Fiksacija mutacija • Proces od nastanka oštećenja do nastanka mutacije • Potrebne dve replikacije za fiksaciju mutacija • U prvoj replikaciji dolazi do ugrađivanja nekomplementarnog nukleotida u novi lanac DNK • U drugoj replikaciji dolazi do kopiranja templeta sa pogrešnim nukleotidom i stvara se mutirana DNK

  34. Posledice delovanja mutagena • Smrt ćelije • Ispravka oštećenja reparacionim mehanizmima koji ne greše • Replikacija oštećenja ili ispravka oštećenja reparacionim mehanizmima koji greše - indukcija mutacija • Manje od 1/1000 oštećenjaće biti fiksirano u mutaciju

  35. Mutanti Jedinkekod kojih je došlo do mutacija i kojese fenotipski razlikuju od roditelja • Mutanti u morfologiji • Mutanti u ishrani (auksotrofi) • Mutanti rezistentni na antibiotike • Mutanti u reparaciji DNK • Uslovni mutantu

  36. Izolovanje auksotrofnih mutanata tehnikom kopiranja

  37. Ames-ov test za detekciju mutagena • Reverzni test na bakteriji S. typhimurium(pratireverznemutacije) • Auksotrofni mutantiu histidinskom operonu • Reverzije his-→His+ (bazne zamene i frameshift-i) • Mutacije se prate naminimalnimpodlogamajernanjimarastusamoreverznimutanti (His+) Bruce Ames

  38. Na površinuagara sabakterijamapostavljajuse filter papirinatopljeni supstancom kojase testira Ukoliko je supstanca mutagenaokonatoplenog papiraće se pojaviti revertanti u većem broju nego oko kontrolnog filter papira Omogućava i testiranje toksičnosti potencijalnog mutagena “Spot” test

  39. “Plateincorporation” test • Testirana supstanca i bakterije se dodaju u soft agari smeša se razliva napovršinupetri šolje • Na kontroloj petri šolji se umesto testirane supstance dodaje rastvarač • Ukoliko je supstanca mutagenapostojaće razlika u broju kolonija revertanata u kontrolnoj i test petri šolji

More Related