6 GRAA I UMNOAVANJE VIRUSA Medicinska kola u

6. GRAĐA I UMNOŽAVANJE VIRUSA Medicinska škola u Rijeci III-5, zdravstveno-laboratorijski tehničari MIKROBIOLOGIJA I PARAZITOLOGIJA

GRAĐA VIRUSA - svaka virusna čestica je građena od: 1) nukleinske kiseline ili genoma 2) proteinske ljuske ili kapside - sve što je proteinsko u virusu kodirano je njegovim genomom, sve što je lipidno i polisaharidno potječe od stanice nosioca

GENOM - sastoji se iz DNA ili RNA nukleinskih kiselina; prema tome viruse dijelimo na DNA i RNA viruse - one mogu biti jednolančane (većina RNA virusa) ili dvolančane (većina DNA virusa), cirkularne ili linearne - virusni genom nosi sve informacije za sintezu vlastitih strukturnih elemenata i informacije za sintezu proteina, poglavito enzima koji su mu potrebni za razmnožavanje

NUKLEINSKE KISELINE - po polaritetu nukleinske kiseline svi RNA I DNA virusi se mogu podijeliti na pozitivne (+) i negativne (-) - pozitivni RNA virusi su indentični m. RNA i oni mogu odmah biti translatirani od strane stanice nosioca - negativni RNA virusi su komplementarni m. RNA i moraju biti konvertirani u RNA (+) viruse od strane polimeraze prije translacije - DNA virusna nomenklatura je analogna RNA nomenklaturi

GENETSKI DRIFT - virusi su podložni genetskim promjenama kroz nekoliko mehanizama; uključuju procese genetskog drifta gdje pojedine baze DNA i RNA mutiraju u druge baze; mnoge od ovih point mutacija su tihe i one ne mijenjaju protein koji genom virusa sintetizira; međutim, postoje druge koje mogu dovesti i do rezistencije na antiviralne lijekove

KAPSIDA - proteinska ljuska koja obavija nukleinsku kiselinu i štiti je od djelovanja enzima stanice (nukleaza) - građena je od proteinskih podjedinica kapsomera (kuglastog ili prizmatičnog oblika) i nositelj je virusnih antigena

NUKLEOKAPSIDA - kapsida i genom čine kompletnu virusnu česticu, tj. nukleokapsidu - kapsida osigurava strukturu i simetriju virusa i nosioc je antigenske specifičnosti - simetrija virusa podijeljena je po sljedećim načelima: 1) spiralnom (svi štapićasti virusi); nisu svi kapsomeri iste veličine i proporcija 2) izometričnom; svi kapsomeri jednaki 3) posebni oblici simetričnosti (baktriofagi)

OVOJNICA - svi virusi sa spiralnom simetrijom i neki s izometričnom imaju i ovojnicu - virusi ovojnicu stječu uglavnom napuštanjem stanice i obično potječe od citoplazmatske membrane; herpes virusi uzimaju membranu jezgre ili Golgijevog aparata, rubi virusi od endoplazmatskog retikuluma

PEPLOMERI - na površini ovojnice prisutni su peplomeri, nastavci obično glikoproteiske građe, kodirani od strane virusnog genoma, a ispod njih se nalazi lipoproteinski dvosloj koji predstavlja modificiranu staničnu membranu na čijoj se membranskoj strani nalazi matriksni protein za koji se vezuje kapsida - glikoproteini služe vezivanju za stanične receptore (fazu adsorpcije) i za sintezu neutralizirajućih antigena

GLIKOPROTEINI - najvažniji glikoproteini su: 1) hemaglutinin H; služi aglutinaciji eritrocita 2) neuramidaza N; posjeduje enzimsku akivnost, razlaže neuramin i omogućava ogoljavanje receptora za glikoprotein H 3) fuzioni faktor F; također bitan za ulazak u stanicu; svi virusi koji posjeduju faktor F ulaze u stanicu fuzijom (HIV, paramiksovirusi, herpes virusi)

UMNOŽAVANJE VIRUSA - virusi se umnožavaju u živoj stanici, od koje uzimaju sve osim enzima transkriptaze - virusne komponente se sintetiziraju u različitim dijelovima stanice u različito vrijeme - mogu se replicirati u jezgri ili citoplazmi; svi DNA virusi se repliciraju u jezgri, osim poksvirusa, dok se svi RNA virusi repliciraju u citoplazmi, osim ortomiksovirusa

CIKLUS REPLIKACIJE 1) adsorpcija: vezanje virusnog antireceptora za stanične receptore; virus se može adsorbirati samo na one stanice koje imaju odgovarajuće receptore za njega; virusi koji imaju N faktor mogu se osloboditi sa stanice i prijeći na drugu; za ostale, vezanje je ireverzibilno i zahtijeva prisustvo iona Ca i Mg

CIKLUS REPLIKACIJE 2) penetracija: ulazak virusa u stanicu, može se odvijati na tri načina: a) translokacija; tako ulaze mali virusi bez omotača b) endocitoza i pinocitoza; tako ulaze veći virusi s ovojnicom; s unutrašnje strane stanice vezuje se klatrin, formira se vezikula koja slobodno pluta u citosolu i spaja se s endosomom c) fuzija; tako ulaze virusi koji imaju F faktor na ovojnici; pošto je hidrofoban, istiskuje vodu između dvije membrane, te se stanična membrana destabilizira

CIKLUS REPLIKACIJE 3) dekapsidacija; svlačenje proteinske ovojnice odvija se djelovanjem staničnih enzima, čime se oslobađa infektivna nukleinska kiselina virusa 4) biosinteza virusnih sastavnih dijelova; odvija se po informaciji virusnog genoma; prvo se stvaraju rani geni (proteini i enzimi), i općenito ovisi od mjesta stvaranja: a) u jezgri, gdje DNA virusi koriste staničnu transkriptazu (RNA polimeraza 2) da bi prepisali m. RNA sa dvolančane DNA b) u citoplazmi, gde RNA virusi koriste transkriptazu iz vlastitog genoma da bi sintetizirali m. RNA, osim kod jednolančanih RNA virusa, koji odmah funkcioniraju kao i. RNA

CIKLUS REPLIKACIJE 5) translacija, tj. prevođenje informacija sa i. RNK na ribosome i sinteza proteina; proteini mogu biti konstruktivni (enzimi i regulatorni proteini) i strukturni (ulaze u sastav kapside i ovojnice; skoro uvijek se sintetiziraju u višku, te mogu djelovati toksično na stanicu i izazvati citolizu 6) replikacija virusne nukleinske kiseline; klasična DNA se replicira na semikonzerativan način; DNA polimerazu sintetiziraju svi virusi u ranoj fazi transkripcije, jedino papova virusi koriste jezgrinu DNA polimerazu, virus hepatitisa B ima svoju polimerazu, a samo adenovirusi mogu u kontinuitetu sintetizirati oba lanca

CIKLUS REPLIKACIJE 7) transkripcija kasnih gena i translacija kasnih proteina, koji predstavljaju stukturne proteine kapside 8) morfogeneza, tj. sastavljanje virusa 9) izlazak virusa iz stanice pupanjem (npr. paramiksovirusi) ili lizom inficirane stanice (npr. poliovirusi)

PITANJA 1) Po kojem su principu građeni virusi? 2) Što možeš reći o virusnom genomu? 3) Koje nukleinske kiseline mogu sadržavati virusi, i kako ih prema tome dijelimo? 4) Što je to genetski drift u virusa? 5) Što možeš reći o kapsidi? 6) Što je to nukleokapsida, kako je građena i kako možemo podijeliti viruse s obzirom na tu problematiku? 7) Što možeš reći o virusnoj ovojnici? 8) Što možeš reći o peplomerima?

PITANJA 9) Koja je važnost glikoproteina za viruse? 10) Koji su osnovni principi umnožavanja virusa? 11) Nabroji faze virusnog ciklusa replikacije? 12) Što možeš reći o procesu adsorpcije? 13) Što možeš reći o procesu penetracije? 14) Što možeš reći o procesima dekapsidacije i biosinteze? 15) Što možeš reći o procesima translacije i replikacije virusnog genoma? 16) Koje su to završne faze ciklusa replikacije i što možeš reći o njima?