16.10.2008
Wirusy (Virales) - bezkomórkowe, niekompletne cząsteczki różniące się od wszystkich żywych organizmów brakiem zdolności do samoodtwarzania się, mogące namnażać się jedynie przy pomocy gospodarza.
Inne cechy wirusów:
- zbudowane z DNA lub RNA i białka
- brak tRNA
- brak enzymów przeprowadzających metabolizm, czyli nie oddychają, nie odżywiają się, nie syntezują swoich składników
- wielkość: od kilkunastu do kilkuset nm
Hipotezy pochodzenia wirusów:
- prymitywne istoty żywe, powstałe na początku formowania się życia na Ziemi
- uproszczone formy pasożytnicze powstałe w wyniku ewolucji z form bardziej skomplikowanych (teoria ewolucji postępującej)
- fragment genoforu gospodarza, wyodrębniony w osobną strukturę, zdolną do powielania (teoria endogeniczna)
Najprostsza budowa:
- kwas nukleinowy
- nukleokapsyd (kapsomer)
- osłonka z kolcami - wypustkami poza osłonką
Kształty wirusów:
- bryłowe (izometryczne) - 20- lub 12- ściany, np. polio, zapalenia mózgu, opryszczki
- spiralne (heliakalne) - wygląd pręcików lub nieregularnych splotów, np. mozaiki tytoniu, świnki, odry
- złożone - kształt cegiełkowaty, np. ospy, krowianki
- mieszane - główka izometryczna, ogonek heliakalny, np. bakteriofagi T2, T4, T6
Budowa wirusów:
- kapsyd - białkowy płaszcz złożony z kapso merów; nagi lub pokryty osłonką
- kwas nukleinowy:
- jednoniciowy DNA (ssDNA)
- dwuniciowy DNA (dsDNA)
- jednoniciowy RNA (ssRNA)
- dwuniciowy RNA (dsRNA)
Rodzaje wirusów:
- bakteryjne (bakteriofagi)
- roślinne
- zwierzęce
Bakteriofagi - mogą zawierać jeden z możliwych kwasów nukleinowych: ssRNA, dsRNA, ssDNA, dsDNA
Budowa bakteriofaga:
- nukleokapsyd (główka) - dna z kapsy dem
- ogonek: szyjka (rdzeń) osłonięty pochewką
- włókna ogonka
- płytka podstawowa z haczykami
Białko flagelina - umożliwia skurczanie i rozkurczanie pochewki
Etapy wnikania wirusa do komórki:
1) rozpoznanie przez wirusa receptorów w ścianie komórki bakterii (rozpoznanie odpowiednich receptorów białkowych)
2) adsorpcja wirusa do komórki bakteryjnej przy pomocy włókien ogonka
3) zakotwiczenie płytki podstawowej dzięki haczykom i skurcz pochewki
4) przebicie się wysuniętego rdzenia do wnętrza komórki bakteryjnej
5) wstrzyknięcie fagowego DNA do wnętrza komórki bakterii
Rozwój wirusów w komórce:
- cykl lityczny
- cykl lizygeniczny
Cykl lityczny
I etap: (adsorpcja - przyłączenie się bakteriofaga do receptora na powierzchni komórki bakterii)
II etap: (wnikanie - wprowadzenie kwasu nukleinowego faga do wnętrza komórki bakterii)
III i IV etap: (replikacja i składanie - fag przejmuje kontrolę nad procesami życiowymi bakterii i doprowadza do powielenia własnego kwasu nukleinowego oraz syntezy białek, które są budulcem główki i ogonka. Jednocześnie bakteryjny DNA ulega rozkładowi. Formują się dojrzałe cząstki faga)
V etap: (liza - następuje uwolnienie wielu bakteriofagów potomnych i komórka bakterii ulega zniszczeniu)
Cykl lizygeniczny - napromieniowanie promieniowaniem UV, hydromycyna
I etap: (adsorpcja - przyłączenie się bakteriofaga do receptora na powierzchni komórki bakterii)
II etap: (wnikanie - wprowadzenie kwasu nukleinowego faga do wnętrza komórki bakterii)
III etap: (Dna bakterii łączy się z przyłączonym kwasem nukleinowym)
Odporność bakterii na zakażenie fagiem:
- zmiana struktury ściany komórkowej, uniemożliwienie adsorpcji faga
- rozbicie DNA faga przez enzym restrykcyjny bakterii
- odporność bakterii lizogennych na powtórne zakażenie fagiem, którego DNA jest w jej genoforze.
Wirusy roślinne:
- zawierają wyłącznie RNA (głównie ssRNA)
- kształty bryłowe lub spiralne
- bardzo wytrzymałe na czynniki środowiska
- nie potrafią aktywnie wnikać do tkanki gospodarza (nie adsorbują się na powierzchni komórek)
- wnikają do komórki przez:
a) mechaniczne uszkodzenie ściany komórkowej
b) plazmodesmy
c) wprowadzenie przez owady
Choroby wirusowe roślin:
- mozaikowatość
- liściozwój
- zmiany kształtu i wielkości blaszki liściowej
- karłowatość roślin
- guzy, wypukłości na korzeniach, łodygach i liściach (bujanie tkanek)
- zmiany okwiatu - kształtu płatków, wielobarwność
Wirusy zwierzęce:
- mogą zawierać jeden z możliwych kwasów nukleinowych: dsDNA, ssRNA, lub dsRNA
- swoiste w wyborze zakażenia gospodarza i tkanki (tropizm):
a)neurotropowe - tkanka nerwowa (wścieklizna)
b)pneumotropowe - układ oddechowy (grypa)
c)dermatropowe - nabłonek skóry, błony śluzowe (ospa)
d) pan tropowe - atakują cały organizm (żółta febra)
- sposoby wnikania do organizmu:
a) bezpośredni kontakt
b) draga kropelkowa
c) przenoszenie przez stawonogi, np. kleszcze (kleszczowe zapalenie mózgu)
d) przenoszone przez owady
e) przenoszone wraz z odchodami
Etapy rozwoju infekcji:
- adsorpcja wirusa na powierzchni komórki
- penetracja błony komórkowej częste z udziałem enzymu neuraminidazy (rozluźnienie śluzu pokrywającego nabłonek)
- wniknięcie do komórki całego, nienaruszonego winionu
- rozpad wirusa i uwolnienie kwasu nukleoinowego w komórce
- replikacja uwolnionego kwasu nukleinowego
- synteza białek kapsyd
- tworzenie dojrzałych wirionów przez wtłoczenie kwasu do kapsyd
- dojrzewanie i stopniowe uwalnianie wirusów z komórki
RNA wirusy - świnka, odra, pryszczyca, grypa
DNA wirusy - ospa, półpasiec, zapalenie płuc
Wirusy onkogenne
- mogą zawierać DNA lub RNA
- często utajone
Sposób rozwoju wirusa onkogennego:
- cykl lityczny - śmierć komórki
- cykl lizogeniczny - wirus nie reprodukuje się
- integracja wirusowego DNA z DNA komórki - transformacja nowotworowa - zmiana kształtu, wielkości, stosunku plazmo jądrowego i funkcji enzymatycznych komórki
Nowotwory zwierzęce:
- łagodne - po wniknięciu wirusa do komórki, organizm broni się i powstaje nieszkodliwy torbiel
- złośliwe - niekontrolowany wzrost komórki, przerzuty do innych części ciała
Mechanizm działania retrowirusa HIV (Human Immunodefency Virus)
- wywołuje zespół nabytego braku odporności organizmu
- jest wirusem limfo tropowym
- atakuje limfocyty T
- retrowirus - wirus posiadający prostą budowę: RNA, płaszcz białkowy i osłonkę białkową, enzym odwrotnej transkryptazy
Wiroidy - mała, pozbawiona białkowej otoczki cząsteczka zawierająca koliście zamknięte, jednoniciowy RNA, są patogenami roślin wywołują choroby ziemniaków, cytrusów, ogórków, chmielu
Priony - małe białko, pozbawione kwasów nukleinowych, potrafi aktywować nieczynny gen gospodarza, którego produkt jest przyczyną choroby, np., zespół Creutzfeldta-Jacoba