08 lezione virus
DESCRIPTION
Lezione sui Virus per gli studenti di Farmacia, Università di Palermo (Italy), 2010TRANSCRIPT
1. MICRORGANISMO O AGENTE INFETTIVO ???
COS’E’ UN VIRUS?
SONO DEI PARASSITI INTRACELLULARI
OBBLIGATI
UN PROGRAMMA GENETICO RIVESTITO DA PROTEINE
1.Caratteristiche che i virus condividono con gli esseri viventi
a. Si riproducono.b. Possono mutare.
2. Caratteristiche che li distinguono dagli esseri viventi
a. Non hanno un’organizzazione cellulareb. Non hanno attività metabolica c. Non sempre posseggono un genoma costituito
da DNA a doppia elica
I VIRUS SONO DEGLI ESSERI VIVENTI?
3. Caratteristiche peculiari dei virus a. Presentano un solo tipo di acido nucleico: DNA o RNA, ma non entrambi. b. Sono totalmente dipendenti da una cellula vivente (sono dei parassiti intracellulari obbligati)
4. Coltivazione in vitro dei virus
Non possono crescere nei terreni di coltura. Si ricorre ad animali, uova embrionate, o colture cellulari
Classificazione dei virus
Tutti gli organismi hanno dei virus che li possono parassitare
I virus si suddividono in base a:
Forma o simmetria (icosaedrica, elicoidale, complessa)Presenza di mantello o envelopeTipo di Acido nucleico DNA o RNA ss, ds +/-Spettro d’ospite (animali, vegetali,batteri, archea, funghi)
Nucleocapside: formato dall’acido nucleico (genoma virale) rivestito da un capside proteicoLa struttura del capside può essere:
elicoidaleicosaedricacomplessa o a simmetria
binaria
Mantello o envelop: membrana che può talvolta ricoprire il nucleocapside
Struttura di un virus
Dimensione e forma (simmetria) dei virus (virus animali a RNA)
Da 5 to 300 nanometri (nm)
icosaedrica
elicoidale
DIMENSIONE E FORMA DEI VIRUS (VIRUS ANIMALI a DNA)
DIMENSIONE E FORMA DEI VIRUS (BATTERIOFAGI)
Simmetria complessa
a. Virus a simmetria elicolidale
FORMA O SIMMETRIA ELICOIDALE
capsomero
capside
Acido nucleico
Assemblaggio di un virus a simmetria elicoidale
Virus a simmetria sferica o ICOSAEDRICA
Icosaedro: 20 facce, 12 vertici, 30 spigoli
pentameri esameri
capsomeri
HSV
HERPES VIRUS
Virus della Poliomielite (PICORNAVIRUS)
Virus inviluppati
Virus inviluppato a struttura elicoidale
Virus inviluppato a struttura icosaedrica
Spicole o peplomeri
ORIGINE DEL MANTELLO PERICAPSIDICO
glicoproteine
gemmazione
Mantello pericapsidico o envelop
Tipico dei virus ANIMALI. Il mantello pericapsidico o envelop è costituito da fosfolipidi e glicoproteineDeriva dalle membrane della cellula ospite per mezzo di un processo di gemmazione . Le glicoproteine che formeranno le spicole sono codificate dal virus Queste strutture sono importanti nella fase d’attacco del ciclo replicativo virale
ORTHOMYXOVIRUS (Virus influenzale)
M1 protein
helical nucleocapsid (RNA plus NP protein)
HA - hemagglutinin
polymerase complex
lipid bilayer membrane
NA - neuraminidase
Acido sialico dell’ospite
Immagine al microscopio elettronico dei Coronavirus
Notare le spicole del mantello pericapsidico
HIV
Si nota il nucleocapside all’interno del mantello pericapsidico (envelop)
VIRUSBATTERICI O BATTERIOFAGI
Virus a simmetria complessa
BATTERIOFAGO DI TIPO T
VIRUS A SIMMETRIA COMPLESSA
SIMMETRIA ICOSAEDRICA
SIMMETRIA ELICOIDALE
TESTA
FIBRE CAUDALI
COLLO
Piastra basale
Virus batterici o Batteriofagi
CICLO REPLICATIVO DEI BATTERIOFAGI DI TIPO T PARI
1. ATTACCO O ADSORBIMENTO
2. TRASCRIZIONE VIRALE
3. REPLICAZIONE DEL GENOMA VIRALE
4. SINTESI DELLE PROTEINE, ASSEMBLAGGIO E MATURAZIONE DEL VIRIONE
5. FUORIUSCITA DELLE PARTICELLE VIRALI MATURE
CICLO REPLICATIVO DEI BATTERIOFAGI DI TIPO T PARICICLO LITICO
CICLO REPLICATIVOFASE DI ATTACCO
Interazione con recettori : Antigene O, lipoproteine membrana esterna , porine, pilo F
© CellsAlive - James A. Sullivan
Ciclo replicativo fago T4
La sintesi dei vari mRNA virali viene regolata cronologicamente
CICLO LISOGENICOFago lambda
CICLO LISOGENICO
CICLO LITICO
escissione
Ciclo lisogenico
1. Fase di attacco e inoculazione del Dna virale
2. Attivazione di due funzioni genetiche: repressore(gene CI ); integrasi,
3. Inserimento del genoma virale nel genoma batterico: il batterio può acquisire nuove proprietà
4. Conversione lisogenica del batterio
Ciclo lisogenico e ciclo litico sono importanti nel processo
chiamato TRASDUZIONE
LA TRASDUZIONE E’ UNO DEI PROCESSI DI TRASFERIMENTO GENETICO ORIZZONTALE
NEI BATTERI
VIRUS ANIMALI
CICLO REPLICATIVO
1. ATTACCO O ADSORBIMENTO
2. PENETRAZIONE E RIMOZIONE DEL CAPSIDE
3. REPLICAZIONE DEL GENOMA VIRALE
4. FASE DI ASSEMBLAGGIO E MATURAZIONE
5. FUORIUSCITA DELLE PARTICELLE VIRALI
Fase di attacco
Retrovirus
Orthomixovirus
Il genoma virale
Codifica per la sintesi delle componenti virali e degli enzimi della replicazione
E’ costituito da una molecola di DNA o RNA singola o multipla, segmentata circolare o lineare.
Può essere a singolo filamento (ss)
A doppio filamento (ds)
L’mRNA virale si lega ai ribosomi della cellula ospite e viene tradotto in proteine virali
GROUP FAMILY EXAMPLES GENOME SIZE (~)
I. (ds DNA) Papillomaviruses HPVs 8 Kbp
Adenoviruses Adenoviruses 40 Kbp
Herpesviruses HSV-1 & 2, VZV, EBV, CMV 130 - 230 Kbp
PoxvirusesSmallpox (Variola) and Vaccinia
150 - 250 Kbp
II. (ss DNA) Parvoviruses Parvovirus 5 Kb
III. (ds RNA) Reoviruses Rotavirus 22 Kbp (11 pieces)
IV. (+ ss RNA) PicornavirusesPoliovirus, Rhinoviruses, Hep. A
8 Kb
Coronaviruses SARS 29 Kb
Togaviruses Rubella 12 Kb
FlavivirusesYellow Fever, West Nile, Hep. C
10 Kb
V. ( - ss RNA) Rhabdoviruses Rabies 11 Kb
Paramyxoviruses Measles and Mumps 14 Kb
Orthomyxoviruses Influenza A and B 12 Kb (8 pieces)
Bunyaviruses Hantavirus 18 Kb (3 pieces)
Arenaviruses Lassa 12 Kb (2 pieces)
Filoviruses Ebola and Marburg 19 Kb
VI. (RNA rev. trans.) Retroviruses HIV and HTLV 10 Kb
VII (DNA rev. trans.) Hepadnaviruses Hep. B 3 Kbp
PROCESSO DI TRASCRIZIONE DEL GENOMA VIRALE NEL mRNA virale
UN (+) RNA PUO’ ESSERE TRADOTTO IN PROTEINE VIRALI. I filamenti(+) e (-) sono complementari
Classe I
DNA a doppia elica
Es. Herpesviridae
Classe IV
Virus a RNA ss
polarità +
Es. PICORNAVIRUS
Poliovirus
Classe V
RNA ss polarità –
Es. Orthomixovirus
Virus influenzale
Ciclo replicativo nei virus animali
Citoplasma Nucleo
Virus a DNA: non possono utilizzare l’apparato di replicazione cellulare, es.POXVIRUS(vaiolo)
Virus a RNA: non possono utilizzare l’apparato di replicazione cellulare, es.PARAMIXOVIRUS(MORBILLO)
Virus a DNA: possono utilizzare l’apparato di replicazione cellulare, es. Adenovirus
Virus a RNA: non possono utilizzare l’apparato di replicazione cellulare, es.ORTHOMIXOVIRUS
(INFLUENZA)
CICLO REPLICATIVO
HIV
Retrovirus
HIV e AIDSHIV e AIDS
Il virus cresce sui linfociti T4 che proliferano in risposta a uno stimolo immunitario
•Robert Gallo : HTLV-3
• Luc Montagnier: LAV
Human immunodeficiency viral (CDC)Human Immunodeficiency
Virus (HIV)
Struttura dell’ HIV
Ciclo replicativo dei Retrovirus
Trascrittasi-inversa
gemmazione
Membrana citoplasmatica dell’ospite
Retrovirus
(b) Mappa genetica di un retrovirus tipico(c) Mappa genetica del virus del sarcoma Rous
gp120 gp41matrice capside
Trascrittasi inversa
proteasi
integrasi
HIV, gemmazione da una cellula ospite
Fase di rilascio
placche
HIV
Glicoproteine (frecce) incassate nel mantello
HIV
I nucleocapsidi (frecce) all’interno del mantello (envelope).
CARATTERISTICHE DELLE INFEZIONI VIRALI
CARATTERISTICHE DELLE INFEZIONI VIRALI
1. INFEZIONI ACUTE: HANNO CARATTERE AUTOLIMITANTE
2. INFEZIONI PERSISTENTI
CRONICHE
LATENTI
LENTE
Meccanismi di persistenza virale
1. Integrazione nel genoma dell’ospite2. Condizioni in cui il sistema
immunitario non è efficiente3. Persistenza nel SNC
Risposta dell’ospite all’infezione virale
• Meccanismi di difesa costitutivi- risposta infiammatoria: febbre- interferone
• Meccanismi di difesa specifica- Immunità umorale- Immunità cellulo-mediata
Principali caratteristiche dei tre tipi di Interferone (IFN)
Interferon
Caratteristiche Alfa Beta Gamma
Derivazione cellulare Linfociti, monociti Fibroblasti, cellule
epitelialiLinfociti T, celluleNK
Attività antivirale rapida rapida lenta
Struttura e peso molecolare proteina19-26 KD Glicoproteina 20KD Glicoproteina
20KD
Numero aminoacidi 165 177 166
Induttori Virus (RNA>DNA)dsRNA
Viruses(RNA>DNA)dsRNA Antigeni, Mitogeni
Stabilità a pH2 Stabile Stabile Labile
INTERFERONE
Meccanismo d’azione dell’Interferone
2’-5’ oligoadenilato-sintetasi
endoribonuclesasi
chinasi
Fosforilazione eIF
INIBIZIONE SINTESI PROTEICA
DEGRADAZIONE mRNA virali