WIRUSY ZWIERZĘCE

Cechy wirusów zwierzęcych:

• Samoreplikujące się wewnątrzkomórkowe pasożyty – wysoce specyficzne

• Wirion wnika do komórki gospodarza. Dekapsydacja wewnątrz komórki gospodarza

• Na powierzchni kapsydu najczęściej otoczka

• Genom: DNA, RNA (ss, ds., L, C); może być segmentowy, spotykane zjawisko nachodzenia genów (nachodzenie genów: gen pierwszego białka może nachodzić się z genem zapisującym drugie białko) – cechy adaptacyjne, przystosowane do organizmów eukariotycznych (dopasowały się do gospodarza: elementy kodujące przedzielone elementami niekodującymi) – występują egzony i introny

Klasyfikacja:

1. Typ kwasu nukleinowego – pierwsza cecha

2. Następnie jest brana pod uwagę: struktura, morfologia kasydu - liczba kapsomerów

Wyróżnia się:

- 11 rodzin RNA wirusów

- 6 rodzin DNA wirusów

Przyrostek Viridae – rodzina

RNA wirusy – wyróżniają się retrowirusy – dwie identyczne nici RNA niekomplementarne

D NA wirusy – odróżnia się Parvoviridae – pojedyncza nić DNA jako genom

Podział ze względu na budowę kapsydu:

a) Proste: kapsyd, jeden typ kwasu nukleinowego (występuje liniowo, bez segmentowania i nachodzenia się genów)

b) Złożone: enzymy, segmentowy kwas nukleinowy, złożone kapsydy (mogą być dodatkowe frakcje lipidowe)

Otoczki wirusowe:

Warstwa błonowa, lipidowa (zewnętrzna błona cytoplazmatyczna lub fragmenty retikulm); węglowodany – pochodzące od gospodarza (znaczniki gatunkowe, najczęściej znajdują się na otoczce wirusowej)

INFEKJA – sposoby wnikania wirusa – różnią się w zależności od tego, czy jest to wirus otoczkowy czy nie

a) Fagocytoza – wiropeksja, głównie nagie (powstaje endosom – pęcherzyk z wirionem w środku – ulega on fuzji z lizosomem i enzymy hydrolityczne gospodarza uwalniają genom wirusa)

b) Fuzja błon cytoplazmatycznych (otoczone są błonami, które pasują do błony gospodarza, następują fuzja błony i dekapsydacja – jest ona stymulowana lokalnym spadkiem pH lub poprzez fuzję z lizosomem i enzymatycznie), pozostaje znacznik biochemiczny – łata biochemiczna – miejsce, w którym mamy na zewnątrz wyeksponowane fragmenty otoczki wirusa, co może stymulować układ immunologiczny

CECHY REPLIKACJI RÓŻNYCH KLAS WIRUSÓW ZWIERZĘCYCH

REPLIKACJA U DNA WIRUSÓW

1. Replikacja w jądrze – w nim jest możliwa replikacja i transkrypcja, dlatego genom wirusa musi w pierwszym rzędzie trafić do jądra

2. Nukleotydy, aparat syntetyczny gospodarza

3. Polimeraza DNA gospodarza lub własna (własną mają tylko: poxwirusy, herpeswirusy) – jest to enzym zależny od DNA

Nosicielem retrowirusa jest się zawsze, jeśli raz zostało się zainfekowanym

DNA wirus – herpes, replikacja w jądrze (wyjątek poxwirusy) transkrypcja wczesnych, późnych mRNA – enzymy gospodarza

1. Adsorpcja, wejście

2. Dekapsydacja

3. Biosynteza białek (wczesne: polimeraza RNA wirusa zależna od RNA)

4. Synteza kwasu nukleinowego

5. Dojrzewanie

6. Uwolnienie

Etapy replikacji GENOMU retrowirusa

Nić RNA DNA-RNA (nić hybrydowa) – w sposób komplementarny uwolnienie transkryptu DNA może być dosyntetyzowana druga nić na zasadzie komplementarności (może włączyć się w genom gospodarza)

Muszą istnieć sekwencje komplementarne (retrowirusy je mają – elementy podobne do naszego genomu), muszą przyjmować formę cykliczną. Wszystkie komórki zainfekowane posiadają formę prowirusa.

Retrowirus – wirus wywołujący AIDS – zawsze jest się nosicielem, bo nie można selektywnie usuwać genów obcych gatunkowo

BIOSYNTEZA BIAŁEK WIRUSOWYCH

a) Translacja pojedynczej długiej nici mRNA – gigantyczny polipeptyd (np. poliwirus +RNA wirus) - na drodze translacji bardzo długi łańcuch polipeptydowy przekształcany następnie w mniejsze, funkcjonalne białka wirusowe (modyfikacje posttranslacyjne) – dzieje się to za pomocą enzymów gospodarza

b) Wiele mRNA z ciągłego genomu (charakterystyczny dla wirusów o genomie(-)ssRNA - modyfikacja posttranskrypcyjna, wiele fragmentów mRNA – każdy odpowiada właściwemu białku, które nie podlega już potem żadnej modyfikacji

c) Wiele mRNA z genomu nieciągłego (np. orthomyxoviruses, charakterystyczne dla

(-)ssRNA)-> odpowiedni fragment genomu wirusa – odpowiednie mRNA- odpowiednie białko

• Samoorganizacja i uwolnienie wirusów w miejscach naznaczonych biochemicznie

• Dojrzewanie wirusów jest sterowane fizykochemicznie oraz przez białka dojrzewania – podejrzewa się, że muszą być spełnione warunki fizykochemiczne – odpowiednie pH – ale ciągle w fazie badań

EFEKTY WYWOŁYWANE PRZEZ WIRUSY W KOMÓRKACH GOSPODARZA – zawsze będą to zmiany metaboliczne (przestawienie metabolizmu gospodarza)

1. Cytotoksyczny – śmierć komórki gospodarza, przez inhibicję biosyntezy białek, mRNA, rRNA

2. Indukcyjny

- cząstki wirusa zmieniają błonę cytoplazmatyczną gospodarza i aktywują układ immunologiczny, zniszczenie komórki (jeśli wzrasta temperatura – organizm walczy, np. w wirusie grypy, a w wirusach grypopodobnych nie występuje wzrastanie temperatury)

- wniknięcie wirusa powoduje biosyntezę białek uniemożliwiających replikację wirusa w innych komórkach (może to być produkcja interferonu)

INTERFERONY – BIAŁKA INDUKOWANE PRZEZ WIRUSY TYPU dsRNA

1. Wyłączenie procesów (przez aktywację interferonu) – zapobiega syntetyzowaniu cząstek wirusa, ale też cząstek potrzebnych u eukariota

eIF-2 to białkowy czynnik inicjacji translacji u eucaryota

interferon indukuje kinazę białkową -> czynnik eIF-2 zostaje ufosforylowany (eIF-2B) – cząsteczka nieaktywna -> po pewnym czasie ( może to być po zwalczeniu infekcji) enzym fosfataza eIF-2 usuwa resztę fosforanową i ponownie mamy aktywny czynnik

2. interferon doprowadza do degradacji transkryptu mRNA (zarówno wirusowego jak i gospodarza)

interferon indukuje syntezę 2,5 A -> powstaje polimer poliadenylowy (polinukleotyd) ->aktywuje RNazę L – hydrolizuje liniowe cząsteczki RNA, co degraduje całe mRNA znajdujące się w komórce (ale ta sama nukleaza może hydrolizować polinukleotyd i wracamy do sytuacji wyjściowej)

polinukleotyd ma połączenie między węglem 5’ a 2’ dla rozróżnienia od wiązania fosfodiestrowego

5’ i 3’

EFEKTY WYWOŁYWANE PREZ WIRUSY W KOMÓRKACH GOSPODARZA

TRANSFORMACJA WIRUSOWA (charakterystyczne dla wirusów onkogennych, których genom wbudowuje się w genom gospodarza, co daje początek linii komórek transformowanych)

Wirusy onkogenne:

- RSV – Rous Sarcoma Virus, terowirus – dwie pojedyncze nici RNA ssRNA, tkanki łączne

- SV40 – Simian Virus – malpi wirus Dna, nerki

- Epstein- Bar;a Virus – tkanki limfatyczne

Potencjalne onkogeny: hepatitis B – komórki wątroby, żółtaczka

Herpex simplex – opryszczki

ONKOGENNOŚĆ U RSV

RSV – dwie nici ss(+)RNA – retrowirus

Przenoszony jako prowirus w komórkach transformowanych.

Onkogenność jest związana z genem „src”, ma on dwie postacie:

1. V-src – wirusowy, ciągły, analog C-src

2. C-src – komórkowy, kurczaki, ma 6 intronów – różnica między V-src a C-src (introny nie mają swoich produktów białkowych)

Oba regulują proliferację – podziały komórek

Protoonkogen c-src (może w jakiś sposób przekształcić się w onkogen)

GENOM RSV, proliferacja

• I droga: Białkowe produkty genów wpływających na proliferację są analogami strukturalnymi czynników lub hormonów wzrostu

• II droga: wprowadzenie innego strukturalnie czynnika imitującego działanie hormonów wzrostu lub czynników wzrostu

Białka rdzenia, odwrotna transkryptaza, glikoproteiny otoczki wirusowej, kinaza białkowa, produkt onkogenu, fosforyluje określone reszty aminokwasów

REGULATORY PROLIFERACJI:

1. Białkowe – GF (growth factor)

Na powierzchni komórek receptory dla czynników wzrostu lub hormonów wzrostu, nabłonkowy czynnik wzrostu (EGF) łączy się z receptorem EGF, domena receptora, posiada kinazę białkową (przyłączenie nabłonkowego czynnika wzrostu uaktywnia ten enzym), fosforyluje ona tyrozynę (ufosforylowane białko) – takie białko aktywuje proliferację, czyli podziały komórkowe

2. Hormonalne regulatory – nie ma wirusa

Hormonalna aktywacja cyklazy adenylowej

Trzy białka: receptor dla hormonu – łączy się z hormonem, co łączy się z białkiem G, przyłączony GTP, co łączy się z cyklazą adenylową, co daje początek cyklicznemu AMP (cAMP – skutkuje reakcją komórkową) ;)

MECHANIZM TRANSFORMACJI – RSV

Infekcja -> odwrotna transkrytaza dsDNA -> integracja, prowirus -> transformowana linia komórek niekontrolowany wzrost