Zakażenie

produktywne – ogólny

schemat replikacji

wirusów kręgowców

Podział procesu replikacji wirusów

kręgowców na okresy, fazy i stadia

1. Okres
adsorbcji

2.

Okres penetracji i obnażania g
enomu

3. Okres wewnątrzkomórkowej
biosyntezy

faz
y

a. zahamowanie syntezy komórkowego DNA,
RNA i białek - początek fazy eklipsy i
początek stadium latencji

b. transkrypcja, translacja i synteza białek
wczesnych

c. replikacja kwasu nukleinowego dla
wirionów potomnych

d. transkrypcja z rodzicielskiego i/lub
potomnego DNA (względnie RNA) oraz
translacja i synteza białek późnych i ew.
późnych enzymów

szczegóły replikacji DNA herpeswirusa ludzkiego typu 1
znajdziesz TU

szczegóły transkrypcji różnych klas genów herpeswirusa
ludzkiego typu 1 znajdziesz TU

e. montowanie wirionów potomnych - koniec
fazy eklipsy

4. Okres dojrzewania i uwalniania wirionów
potomnych - koniec stadium latencji

Poziomy oddziaływania wirus-
komórka

1. Interakcje ze strukturami
powierzchniowymi komórki - adsorpcja i
przenikanie

2. Interakcje z aparatem
transkrypcyjnym
3. Interakcje z aparatem translacyjnym

4. Interakcje z aparatem replikacyjnym

5. Interakcje z komórkowym aparatem
dojrzewania białek

6. Wpływ wirusów na strukturę komórek

Poziomy oddziaływania wirus-
komórka

1. Interakcje ze strukturami
powierzchniowymi komórki - adsorpcja
i przenikanie

receptory
komórkowe

Specyficzne dla wąskiej populacji komórek, np.
CD4 dla HIV, c3d dla dopełniacza dla EBV,
acetylocholinowy dla wirusa wścieklizny

Gatunkowo - specyficzne, np. dla polio
występują tylko u naczelnych

przenika
nie

Fuzja otoczki z błoną komórkową

- do cytoplazmy dostaje się

nukleokapsyd

endocytoza

Fuzja otoczki z
błoną
pęcherzyka

Trawienie błony
pęcherzyka przez
białko (-ka)
wirusowe

otoczkowe

otoczkowe i nagie

2. Interakcje z aparatem
transkrypcyjnym

Stymulacja aktywności komórkowej RNA-

polimerazy

3. Interakcje z aparatem translacyjnym

4. Interakcje z aparatem replikacyjnym

Dodawanie nowych elementów do aparatu

replikacyjnego

6. Wpływ wirusów na strukturę
komórek

Promocja fuzji - wirusy
otoczkowe

Zmiana przepuszczalności
błon komórkowych, np. dla
jonów

Depolimeryzacja
cytoszkieletu

Inne oddziaływania na
cytoszkielet

- przyłączanie białek

wirusowych, dysocjacja mRNA
gospodarza, włączanie komponent
cytoszkieletu do struktur powstających
w zakażonej komórce

5. Interakcje z komórkowym aparatem
dojrzewania białek

Zakażenie
nieproduktywne

1. Replikacja wirionów
zahamowana

2. Ograniczona ekspresja
genów wirusowych

3. Brak objawów klinicznych

Zakażenie
latentne

1. Replikacja wirionów zahamowana,
ale PO przebyciu zakażenia
produktywnego i replikacji

2. Ograniczona ekspresja genów
wirusowych

3. Brak objawów klinicznych

4. Wirus może być reaktywowany, co
prowadzi do „endogennego” zakażenia
produktywnego

Zakażenia
nieproduktywne

LATENTN
E

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

MECHANIZMY

WIRUSOWEJ

ONKOGENEZY

i

TRANSFORMACJI

KOMÓRKI

„Be warned! One sneeze can generate an aerosol
of enough cold viruses to infect an entire
regiment!”

Linda Stannard

TRANSFORMAC

JA KOMÓRKI

„ZMIANY BIOLOGICZNYCH FUNKCJI

KOMÓRKI KTÓRE SĄ EFEKTEM

REGULACJI PROCESÓW KOMÓRKOWYCH

PRZEZ GENY WIRUSOWE I KTÓRE

NADAJĄ KOMÓRCE PEWNE CECHY

WŁAŚCIWE DLA NOWOTWORU”

Richard C. Hunt

Ogólne cechy wirusowej

transformacji komórki

1. Towarzyszy jej przetrwanie całego
lub części genomu wirusa; zwykle
występuje on w formie niezakaźnej,
zintegrowany z komórkowym DNA; nie
powstają wiriony potomne
2. Towarzyszy jej ciągła ekspresja
ograniczonej liczby genów wirusowych
(często 1, rzadziej więcej niż 2)

3. Jest procesem „pojedynczego
uderzenia” - do transformacji
wrażliwej komórki wystarczy jeden
wirion

Cechy komórek

transformowanych

1. Zmiany w regulacji wzrostu

- brak hamowania kontaktowego

- uniezależnienie od czynników
wzrostowych
- uniezależnienie (lub obniżona
zależność) od zakotwiczenia w
podłożu stałym

2. Zmiany morfologiczne

- struktury cytoszkieletu

- składu powierzchniowych
struktur błony komórkowej
(enzymów, receptorów etc.)
- składu zewnątrzkomórkowego
matrix (fibronektyny, kolagenu,
lamininy)

wirusy transformujące a
nowotwory

DN
A

Hepadnaviridae - carcinoma komórek
wątrobowych

Polyomaviridae - guzy lite

Papillomaviridae - carcinoma i papilloma

Adenoviridae - guzy lite

Herpesviridae - carcinoma i lymphoma

Poxviridae - myxoma i fibroma

wirusy transformujące a
nowotwory

RN
A

Retroviridae - nowotwory
hematopoietyczne (lymphoma, myeloma,
erythroma), sarcoma i carcinoma

Mechanizmy

onkogennego działania

DNA wirusów

1. Zaburzenie transdukcji
sygnałów do wnętrza komórki

2. Interakcja z aparatem
regulującym funkcjonowanie
genów komórkowych

Na poziomie białek jądrowych
przyłączających się do DNA

Na poziomie czynników
pośrednio i bezpośrednio
zaangażowanych w regulację
ekspresji genów i replikację

2. Interakcja z aparatem
regulującym funkcjonowanie
genów komórkowych

Czynniki
wzrostu

białka
membranowe
-receptory dla
czynników
wzrostu

membranowe
kinazy
tyrozynowe

białko G
transdukuj
ące sygnały

kinazy
cytoplazmaty
czne

białka jądrowe
-czynniki
transkrypcyjne,
receptor
hormonów

Si
s

Erb,
Fms,
Kit

Src, Abl,
Yes

Ra
s

Mos, Raf,
Fps

Jun, Fos,
Myc, Myb,
Rel, ErbA

następstwa interakcji białek

wirusowych z białkami

komórkowymi

aktywacja protoonkogenów
komórkowych

inaktywacja anty-onkogenów

stymulacja transkrypcji

stymulacja ekspresji genów
komórkowych

stymulacja replikacji

komórkowego DNA

stymulacja mitozy

modulacja apoptozy

ADENOWIRU
SY

E1
A

trans-aktywuje transkrypcję genów
komórkowych przez RNA-polimerazę II

współdziała z ras - białkiem biorącym udział
w przekazywaniu sygnałów do komórki

stymuluje syntezę komórkowego DNA i
proliferację komórki

aktywator
transkrypcji

bierze udział w wiązaniu białka
Rb

ADENOWIRU
SY

E1B
19k

hamując BAX i BAK warunkuje
unieśmiertelnienie komórek

bierze udział w wiązaniu p53 i Rb – tumor
suppressor proteins

Homolog komórkowego białka
BCL-2

E1B
55k

aktywuje c-jun-kinazę i regulowaną
przez c-jun transkrypcję

POLYOMAWIRUSY

Antygen T - mały, średni i
duży

współdziała z białkiem src stymulując 10-
50x jego aktywność fosforylacyjną

stymuluje ekspresję genów komórkowych
przez fosforylację czynników
transkrypcyjnych

śred
ni

SV-40 - antygen T mały i
duży

duż
y

wiąże białko Rb

bierze udział w wiązaniu i
rozplataniu DNA; stymuluje
replikację komórkowego DNA

wpływa na aktywność komórkowych
czynników transkrypcyjnych AP1 i
AP2

SV-40 - antygen T mały i
duży

mał
y

trans-aktywuje promotory RNA-
polimerazy II i III

indukuje transkrypcję c-myc i c-fos

działa synergistycznie z innymi
antygenami T
może działać mitogennie i
stymulować syntezę DNA
komórkowego

PAPILLOMAWIRU
SY

E
2

E
7

Transaktywator, rozpoznaje i
wiąże określone sekwencje
DNA

HPV-16 i HPV-18 - zdolny do aktywacji
promotora E2 ADENO; wiąże białko
Rb prowadząc do rozwoju
retinoblastomy



E
5

E
7

Powoduje zmianę aktywności
białek membranowych
zaangażowanych w proliferację
komórek

Białko o zdolnościach
transformacyjnych, podobnie do
E1A

Modulator
transkrypcji

Może współdziałać z
aktywowanym ras

E1 i E2 - wchodzą w interakcje z DNA-pol
komórki

mają zdolność stymulacji syntezy
komórkowego DNA

derepresji niektórych genów

i

E6 i E7 - mogą tworzyć hybrydę H6/H7 -
białko fuzji indukujące fenotyp
„transformowany” (w tym uniezależnienie
od podłoża)

Genom wirusa może
integrować się z genomem
gospodarza, również w
okolicy

c-onc,

np. HPV-16, 18,

33