VIRUSURI

1. VIRUSURI PARTEA GENERALA

2. Definitii • VIRION: particula matura, infectioasa = “ünitate integrata ca structura si functie, dotata cu proprietati de infectiozitate” • Reprezinta faza extracelulara a ciclului infectios al virusului. • Contine una sau mai multe molecule de DNA sau RNA. • VIRUS: include pe lânga virion si ARNm, proteinele virale care pot lipsi din structura virionului, dar si alte proteine sau structuri.

3. Definitii • Virusurile sunt microorganisme strict parazite intracelular. • Conţin un singur tip de acid , fie ADN,fie ARN, protejat de un înveliş proteic. • Invelisul proteic poate fi dublat de o anvelopă (membrană lipoproteică care deriva din membrane ale gazdei, modificate prin insertia de peplomere). • Sunt lipsite de enzime producătoare de energie si de capacităţi de biosinteză. • Nu se divid, ci sunt replicate de celulele vii pe care le parazitează.

4. Definitii • Lwoff (1957): “virusurile sunt entitati potential patogene care au o faza infectioasa, poseda un singur tip de acid nucleic, multiplica sub forma de material genetic, nu cresc, nu se divid”… • Luria (1959): “virusurile sunt elemente de material genetic care pot sa determine in celulele in care se reproduc biosinteza unui aparat specific in vederea propriului lor transfer in celule”.

5. STRUCTURA VIRIONILOR • Capsida • Genom • Invelis

6. Morfologii • Cilindru sau bastonas, rigid sau flexibil (VMT, fagii filamentosi, V. Ebola). • Sferica (Parvoviridae) • Sferoidala (v. gripal, adenovirusurile) • Paralepipedica (Poxvirusurile) • Obuz (V rabiei – Rhabdovirusuri) • Spermatozoid (fagii cu coada din seria T par ai E coli).

7. Forma cilindrica (ex. Virus gripal)

8. Forme sferice – V Epstein Barr

9. Forma sferica - rotavirusurile

10. Forma sferoidala: virusul gripal

11. Forma paralepipedica: poxvirusurile

12. Forma de obuz sau cartus: V rabic

13. Forma de obuz sau cartus: V rabic

14. Bacteriofagi

15. Bacteriofagi - ME

16. Dimensiuni • 20 – 300 (400) nm • Tehnici de determinare: • ME; • Ultracentrifugare (determinarea dimensiunilor pe baza ratei de sedimentare); • Filtrarea prin membrane cu grade de porozitate cunoscute.

17. CAPSIDA • Este un perete proteic compus din unităţi structurale repetitive, identice sau diferite. • Unitatea structurală cea mai simplă compusă dintr-o unitate proteică se numeşte PROTOMER. • Grupuri de protomere formează CAPSOMERUL care este unitatea structurală de bază a virusului. • Un anumit număr de capsomere (în funcţie de mărimea şi morfologia virionului) asezate într-o ordine precis determinată, se asamblează formând CAPSIDA.

18. FUNCTIILE CAPSIDEI • Protejează genomuil viral de acţiunea distructivă a unor factori de mediu. • Conferă forma caracteristică virionului. • Fixează virionul pe receptori celulari specifici şi iniţiază astfel penetrarea acestuia în celulă. • Conţine determinanţii antigenici faţă de care gazda vertebrată infectată reacţionează prin răspuns imun, inclusiv formare de Ac specifici, care în cazul virusurilor neînvelite (nude) au rol protector; • Prin reacţiile Ag-Ac, folosind seruri imune cunoscute putem identifica un virus pe baza structurii antigenice a capsidei.

19. NUCLEOPCAPSIDA • CAPSIDA • GENOMUL VIRAL: ARN sau DNA , m.c. sau d.c., circular sau linear, unic sau segmentat (e.g. rotavirusuri, virusurile gripale). • Genom cu polaritate pozitiva (notata “+”) sau negativa (notata “-”). • Polaritatea (+): genomul are functie de ARNm.

20. FUNCTIILE GENOMULUI • Purtătorul informaţiei genetice necesară pentru sinteza unui nou virus; se realizează prin devierea metabolismului gazdei în direcţia sintezei de noi genoame şi ai celorlalţi constituienţi ai virionilor progeni. • Acizii nucleici sînt determinanţii infecţiozităţii virusului; fără acid nucleic capsida rămasă goală nu este infecţioasă. • Genomul viral poate suferi mutatii: în timpul replicării pot apare virioni descendenţi diferiţi de cei parentali; la rîndul lor mutanţii pot să producă descendenţi modificaţi genetic.

21. ORGANIZAREA GENOMULUI

22. ORGANIZAREA GENOMULUI

23. Tipuri de simetrie ale nucleocapsidei • Simetrie icosaedrică • Acidul nucleic condensat este cuprins într-o capsidă cu forma unui icosaedru (figură geometrică cu faţete triunghiulare echilaterale, 30 muchii şi 20 vîrfuri) de unde forma aparent sferică a nucleo-capsidei). • Pot fi nude sau au anvelopă. Ex: Picornaviridae • Simetrie helicală • Capsomerele înconjură spirala de acid nucleic într-o teacă helicală. • Exemple: ortho- şi paramixovirusurile, rhabdo-virusurile. • Au anvelopă.

24. Tipuri de simetrie ale nucleocapsidei • Simetrie binară: fagii din seria T au nucleocapsidă icosaedrică, coada helicală. • Organizarea complexă a poxvirusurilor: miez biconcav, doi corpi laterali şi o membrană externă din microtubuli dispuşi lateral.

25. Simetria icosaedrica

26. Simetrie icosaedrică – VHA in ME

27. Simetrie helicală: V. rabic

28. Simetrie complexă

29. Simetrie binară

30. Invelisul viral (peplos = manta) • Derivă din sistemulmembranar al celuleigazdă (membranacitoplasmică, reticul endoplasmic). • Poateprezentaspiculiglicoproteiciviraliceaparpesuprafaţă cu: • funcţie de ligand(e.g. hemaglutinina); • funcţieenzimatică(e.g. neuraminidază). • Lipsită de regiditateapare cu diferiteformeînmicroscopiaelectronică: • celemaimulte suntsferice; • rhabdovirusurile au formă de glonţ; • virusulgripal are formăsfericăsaufilamentoasă. • Unitateastructurala: PEPLOMERUL

31. Virusuri învelite - HIV

32. Virusuri învelite – HIV (me)

33. Funcţiile invelisului viral (1) • Unele dintre proiecţiile invelisului au funcţia de atasare la receptorii celulei gazdă mijlocind pătrunderea virionului în celulă; ex: hemaglutinina v. gripal mijloceşte atasarea de receptorii de suprafaţă ai hematiilor şi produce aglutinarea lor; • altele posedă activitate enzimatică: neuraminidaza clivează acidul neuraminic din glicoproteinele celulei gazdă; lizează glicocalixul eucariot; favorizează penetrarea barierelor epiteliale şi tisulare;

34. Functiile invelisului viral (2) • Fiind de naturăproteicapeplomerele suntimunogene; • Ac-ii specificirezultaţi pot inhiba: • atasarea la receptoriicelulari (neutralizareainfecţivităţii); • la receptoriihematiilor (inhibareahemaglutinării); • anulaactivitateaenzimatica (inhibareaneuraminidazei).

35. Enzime virale • Neuraminidaza: • hidrolizează legăturile galactoză - acid N-acetilneuraminic şi extremităţile oligozaharidice; • rol probabil în eliberarea virionilor din celula care i-a format. • ARN polimerază. • ADN polimerază ARN dependentă, numită transcriptază reversă (reverstrancriptază – RT; o regăsim la retrovirusuri (transcrie ARNm.c. în ADNd.c.: ADN transcris se integrează în genomul celulei gazdă).

36. REPLICAREA VIRUSURILOR • ATASAREA • PENETRAREA • DECAPSIDAREA • SINTEZA COMPENENTELOR VIRALE (TRANSCRIPTIA SI TRANSLATIA, REPLICAREA GENOMULUI) • MORFOGENEZA • ELIBERAREA

37. ETAPELE REPLICARII

38. ADSROBTIA • Receptor specifica: structuri virale (liganzi) interactioneaza cu receptori celulari specifici. • Specifictatea de receptor explica: • spectrul de gazde (nu orice virus poate infecta o gazda) • tropismul de organ, tesut sau celula (e.g. virusul gripal recunoaste glicoproteine ale mucoasei respiratorii ce contin acid sialic; virusull rabic recunoaste receptorii de acetil colina, virusul polio recunoaste enterocitele si neuronii SNC, HIV se ataseaza pe celule CD4 +).

39. Adsorbtia- receptor specifica (polio)

40. ADSORBTIA (e.g. HIV)

41. Penetrarea • Virusurile nude (sirarceleinvelite) patrundprinpinocitoza(receptor dependenta) cu includereavirionilor in endozomi. • Picornavirusurilesipapovavirusrile pot intra printranslocareadirecta a membraneicitoplasmatice (viropexie). • Virusurileinvelitepatrundprinfuziunesieliberarea NC direct in citoplasma. • Virusurileinvelite pot penetrasiprinendocitoza, fenomeninsotie de decapsidare.

42. Penetrarea

43. Penetrarea - HIV

44. Decapsidarea • Are loc sub actiunea enzimelor lizozomale sau direct in citoplasma. • Genomul ajunge la sediul replicarii pentru a deveni accesibil transcriptiei (producerea de ARNm sub actiunea transcriptazei virale sau cea furnizata de catre gazda). • Translatia: atasarea ARNm la ribozomii celulei gazda si dirijarea sintezei proteice specificate de virus, adica proteine functionale (nestructurale – de regula enzime) si proteine structurale.

45. Sinteza componentelor virale • Include: replicarea genomului, • Sinteza de ARNm si sintezele proteice.

46. REPLICAREA: • Sediul: in citoplasma pentru virusurile ARN (cu exeptia virusului gripal) si in nucleu, pentru cele ADN (cu exceptia poxvirusurilor, care se replica in citoplasma). • Se desfasoara diferit, in functie de tipul de genom (clasificarea Baltimore).

47. Clasificarea Baltimore (VII clase) • Clasa I: virusuri ADN d.c. (adenovirusuri, papovavirusuri, herpesvirusuri, poxvirusuri) • Formarea ARNm se realizează prin transcriere asimetrică – este transcrisă o singură catenă.

48. Virusurile ADN dublu catenar (e.g. herpesvirusurile). • Decapsidareafinalărealizatăînnucleu, nu încitoplasmă. • Sinteza de ARNmcontrolată de ARN polimeraza II a gazdei cu participarea de factorivirali. • Fazaprecocesitardivă a sintezeiproteicebine definite. • TranscriereagenelorprecoceînnucleusitraducereaARNmprecoceîncitoplasmă cu sintezaproteicăprecoce (enzimesauproteine care se leagă de ADN oriinhibăsintezaproteică a gazdei). • Replicarea ADN viral sitranscriereagenelortardiveşisintezatardivă: proteinesiglicoproteinestructurale. • Asamblareaşimaturareavirionilor.

49. Virusurile ADN dublu catenar (e.g. herpesvirusurile)

50. Clasificarea Baltimore (clasa a II-a) • Virusuri mici, ADNm.c., cu polaritate pozitivă, deci indentică cu cea a ARNm corespunzători (parvovirusurile). • Sinteza ARNm presupune formarea unei catene ADN complementare (numită şi antigenom), cu polaritate (-). • Această catenă va deveni prin transcriere, ARNm.