STRATEGIE REPLIKACJI GENOMW WIRUSOWYCH wirusy RNA wirusy RNA

STRATEGIE REPLIKACJI GENOMÓW WIRUSOWYCH

wirusy RNA

wirusy RNA”+” 1. nić „+” może działać jako m. RNA 2. nić „+” może być matrycą do syntezy nici „-” 1. m. RNA stanowi matrycę do syntezy białek 2. nić „-” jest transkrybowana do „+” wirusy RNA”-” nić „-” musi być transkrybowana do m. RNA 1. nić „+” służy jako m. RNA 2. nić „+” służy jako matryca do syntezy genomów „-” 1. synteza białek 2. synteza genomowych nici „-”

Wirusy RNA”+” Astroviridae Caliciviridae Picornaviridae Coronaviridae Arteriviraidae Flaviviridae Togaviridae

Rodzina: Caliciviridae Rodzaj: Calicivirus „Norwalk-like viruses” „Sapporo-like viruses” Vesivirus nagi, 30 -38 nm Jedna cząsteczka ss. RNA”+” 7. 47. 7 kb, u większości przedstawicieli zawierająca na końcu 5’ białko Vpg Niekiedy dochodzi do enkapsydacji RNA o niepełnej długości - 2. 2 -2. 4 kb

Norwalk-like viruses ORF 1 ORF 2 ORF 3 VPg HEL VPg Lagovirus POL CP ORF 1 VPg HEL PRO VPg PRO ORF 2 POL CP HEL - helikaza, PRO - proteinaza cysteinowa, POL RNA-zależna RNA-polimeraza z genomowego RNA”+” translacji ulegają białka niestrukturalne - HEL, PRO, POL

Norwalk-like viruses ORF 1 ORF 2 VPg HEL VPg PRO POL CP ORF 3 - koduje małe białko - typowo-specyficzny antygen ORF 3

w zakażonych komórkach stwierdza się obecność ds. RNA o długości genomowej i ss. RNA(-); ss. RNA „+” o długości genomu i subgenomowy (-) VPg (+) Obecność ds. RNA o długosci genomowej sugeruje, że replikacja przebiega z wytworzeniem pośredniej formy ss. RNA(-)

Rodzina: Picornaviridae Rodzaj: Enterovirus Rhinovirus Hepatovirus Cardiovirus Aphtovirus Dwudziestościenne, nagie, ok. 30 nm Jedna, zakaźna!!! cząsteczka ss. RNA”+” 7 -8. 5 kb, na końcu 5’ białko Vpg

L/L VP 0 VP 3 VP 1 2 B 2 A 2 C 3 ABBB pro 3 D 3 C VPg Jedna ORF koduje dużą poliproteinę ulegającą kotranslacyjnemu rozszczepianiu na 11 -12 produktów końcowych pol

w gładkim reticulum endoplazmatycznym powstają 6 -8 -niciowe formy pośrednie; część nowopowstałych nici „+” kierowana jest do translacji i wytwarzania nowych nici „-”, pozostałe - do enkapsycji Schemat znajdziesz TU

Rodzina: Coronaviridae Rodzaj: Coronavirus Torovirus Otoczkowe: corona - 120 -160 nm, sferyczne, pleomorficzne toro - 120 -140 nm, dyskowate, nerkowate lub pałeczkowate

1 cząsteczka ss. RNA”+” corona ok. 30 kb toro ok. 20 kb Otoczka powstaje przez wypączkowanie wirionów przez błony siateczki endoplazmatycznej i aparatu Golgi’ego; wystające z otoczki cząsteczki glikoproteinowe tworzą „koronę” wokół wirionu Genomowy RNA jest matrycą dla RNA-polimerazy

translacja z genomowego RNA”+” prowadzi do syntezy RNA-zależnej RNA-polimerazy RNA -zależna RNA-polimeraza w pierwszej fazie syntetyzuje nic „antygenomową” („-”) o pełnej długości nić „-” nie występuje w formie wolnej, spotyka się tylko przejściowej postaci dwuniciowej; jej synteza trwa prawdopodobnie przez cały cykl http: //www. rutherford-research. ca/rrx/pharma/images/virus/sars_concept_2. gif na matrycy nici „-” powstaje genomowy RNA „+” oraz 5 -7 m. RNA do translacji pozostałych białek

transkrypcją steruje 5’-sekwencja wiodąca dł. 60 -70 pz; przepisywana jest z końca 3’ nici „-”, oddziela się od niej, ale pozostaje związana z polimerazą w niekodujących regionach międzygenowych leżą sekwencje częściowo komplementarne do wiodącej transkrypty o różnej długości mają taki sam koniec 3’; każdy większy transkrypt ma na końcu 5’ dodatkowy gen translacji ulega tylko jeden gen położony na końcu 5’ w komórce występują też „-” m. RNA! trabskrybowane prawdopodobnie z m. RNA lub powstające wskutek nieciągłej transkrypcji z nici macierzystej „+”

Rodzina: Flaviviridae Rodzaj: Flavivirus Pestivirus Hepacivirus Sferyczne, lipidowa otoczka, 40 -60 nm. Jedna cząsteczka ss. RNA”+”, odpowiednio 10. 7, 12. 5 i 9. 5 kb. Genomowy RNA jest jedynym m. RNA w zakażonej komórce; zawiera pojedyńczą ORF

ORF ulega translacji na polirybosomach membranowych Powstająca poliproteina jest ko- i potranslacyjnie rozszczepiana przez komórkowe i kodowane przez wirus proteazy 5’m 7 G geny strukturalne geny niestrukturalne NS 3 P 3’OH NS 5 H R Replikacja RNA odbywa się po translacji genomowego RNA i przebiega na okołojądrowych błonach reticulum endoplazmatycznego z wytworzeniem pośredniej formy RNA” -”, przy udziale replikazy - NS 3+NS 5

Rodzina: Togaviridae Rodzaj: Alphavirus Rubivirus Sferyczne, lipidowa otoczka, ok. 70 nm. Jedna cząsteczka ss. RNA”+”, 9. 7, 11. 8 kb. Jej część na końcu 5’ służy jako matryca do translacji jednej dużej poliproteiny; dzięki autoproteolitycznej aktywności ulega ona rozpadowi na mniejsze łańcuchy białek niestrukturalnych odpowiedzialnych za replikację genomowego RNA (poprzez formę pośrednią „-”) i wytworzenie krótkiego m. RNA do syntezy białek kapsydu

MT ns. P 1 H P ns. P 2 R ns. P 3 ns. P 4 P 1234 ns. P 1 ns. P 2 ns. P 3 P 123 $ € (+) ns - jako poliproteina oraz w postaci indywidualnych polipeptydów - niezbędne są do replikacji v. RNA ns. P 1 - capping i inicjacja syntezy „-”RNA - proteaza/helikaza replikaza; wymaga ns. P 3 ns. P 2 ns. P 4 -

ns. P 1 ns. P 2 ns. P 3 ns. P 4 P 1234 ns. P 1 ns. P 2 ns. P 3 P 123 $ € (+) (-) transkrypcja (+) P 130 (+)

Wirusy RNA”-” Mononegavirales Filoviridae Paramyxoviridae Rhabdoviridae Bornaviridae

Rząd: Mononegavirales Cechy wspólne rzędu: Liniowy niesegmentowany genom ss. RNA „-” 11 -16 kb Helikalny nukleokapsyd Inicjacja transkrypcji pierwotnej przez wirionową RNAzależną RNA polimerazę Podobny układ genów Uzyskiwanie otoczki przez wypączkowywanie

Rodzina: Filoviridae Nitkowate, do 1400 nm x 80 nm, często rozgałęzione ss. RNA 19. 1 kb, z komplementarnymi sekwencjami końcowymi Nukleokapsyd z osią centralną o średnicy ok. 20 nm http: //education. expasy. org/images/Filovirus_virion. jpg

Zakażenie szerzy się przez bliski kontakt, zwłaszcza za pośrednictwem płynów ustrojowych; możliwa jest transmisja kropelkowa Mają tropizm do komórek układu siateczkowośródbłonkowego, fibroblastów i tkanki śródmiąższowej, w szczególności parenchymy wątroby Wirus rozprowadzany jest do wszystkich tkanek, szczególnie dużo stwierdza się go w wątrobie, nerkach, śledzionie i płucach Powoduje gorączkę krwotoczną o bardzo ciężkim przebiegu: Marburg - śmiertelność 30 -35%, Ebola - śmiertelność 50 -88%

L - RNA transkryptaza-polimeraza GP - glikoproteina powierzchniowa NP - nukleoproteina VP 35 - składnik L zawierają sygnały start-stop i konserwatywny pentamer 3’-UAAUU-5’

transkrypcja i replikacja genomu w cytoplazmie, podobna do paramyxo i rhabdo replikacja z wytworzeniem pełnej długości nici „+” w komórkach spotyka się duże ilości nukleokapsydów tworzących cytoplazmatyczne ciałka wtrętowe

Rodzina: Paramyxoviridae Podrodzina: Paramyxovirinae Rodzaj: Respirovirus Rubulavirus Morbilivirus Podrodzina: Pneumovirinae Rodzaj: Pneumovirus Metapneumovirus Ok. 150 nm. lub większe, pleomorficzne

Ok. 150 nm. lub większe, pleomorficzne, często sferyczne ss. RNA „-” od ok. 15. 1 do ok. 15. 9 kb koduje 10 -12 białek, w tym transkryptazę, transferazy, kinazę, neuraminidazę Część wirionów może zawierać ss. RNA „+” 6 -7 elementów transkrypcyjnych koduje 10 -12 białek z których 4 -5 powstaje z 2 -3 ORF zachodzących na siebie u pneumowirusów - 10 białek, 10 ORF

ss. RNA „-” od ok. 15. 1 do ok. 15. 9 kb koduje 10 -12 białek, w tym transkryptazę, transferazy, kinazę, neuraminidazę http: //www. stanford. edu/group/virus/1999/leanna/paramyxo-replication. html Część wirionów może zawierać ss. RNA „+” synteza RNA”+” wymaga ominięcia kodonów normalnie terminujących transkrypcję - replikacyjna aktywność RNA-polimerazy; mechanizm nieznany

Rodzina: Rhabdoviridae Rodzaj: Vesiculovirus Lyssavirus Ephemerovirus Cytorhabdovirus Nucleorhabdovirus 100 -430 x 45 -100 nm ss. RNA „-”, 11 -15 kb

nukleokapsyd aktywny transkrypcyjnie, składnik L zaangażowany w transkrypcję i replikację genomu G - białko odpowiedzialne za przyleganie wirionu do receptorów, endocytozę i fuzję http: //www. mcb. uct. ac. za/cann/335/Rhabdo 3. gif N - składnik nukleokapsydu, bierze udział w transkrypcji i replikacji, generuje odporność NS (P, M 1) - składnik polimerazy m (M 2) - regulator transkrypcji, hamuje syntezy komórkowe

Translacja M, L, N i NS – na polisomach cytoplazmatycznych G - na membranowych N i NS - białka odpowiedzialne za przełączenie działania L z transkrypcyjnego na replikacyjne i umożliwiające wytworzenie pośredniej formy „+”

Wirusy RNA”-” genom segementowany Orthomyxoviridae Bunyaviridae Arenaviridae

Rodzina: Orthomyxoviridae Rodzaj: Influenzavirus A (8) Influenzavirus B (8) Influenzavirus C (7) Thogotovirus (6) wiriony sferyczne lub pleomorficzne 80 -120 nm, ss. RNA”-” segmentowany, 10 -14 kb, segmenty od 900 do 2500 nt

transkrypcja wymaga aktywności enzymatycznej białek wirusowych i komórkowych - RNA-zależnej RNApolimerazy i RNApol. II gospodarza odpowiedzialnej za syntezę starterów (met i cap) – powstaje m. RNA http: //www. mcb. uct. ac. za/cann/335/Orthomyxo 3. gif NP. warunkuje przełączenie działania RNA polimerazy na aktywność replikatywną pierwszy etapem transkrypcji replikatywnej jest wykonanie kopii wszystkich segmentów (bez met i cap, bez poly-A) „+” kopie segementów pozostają w jądrze jako nukleokapsydy (koliste)

Rodzina: Bunyaviridae Rodzaj: Bunyavirus Hantavirus Nairovirus Phlebovirus Tospovirus sferyczne lub pleomorficzne, otoczka lipidowa uzyskiwana przez pączkowanie przez błony aparatu Golgiego gospodarza 3 segmenty ss. RNA”-” lub ambisensownego (segment S Phlebo i Tospo), 11 -20 kb Schemat replikacji genomu znajdziesz TU

Rodzina: Arenaviridae http: //staff. vbi. vt. edu/pathport/pathi nfo_images/CCHFV/rc. jpe

białko L (pol) + 3’ 5’ L RNA - białko Z białko N (NP) + 3’ 5’ S RNA - białko GPC (membranowe) 5’ 3’ anty-L RNA + 5’ anty-S RNA + L i N – transkrypcja z genomowego RNA 3’

5’ 3’ anty-L RNA + białko Z - 5’ anty-S RNA 3’ + białko GPC (membranowe) 3’ + genomowy-S RNA 3’ 5’ + genomowy-L RNA - 5’

Wirusy ds. RNA genom segementowany Reoviridae Birnaviridae

Rodzina: Reoviridae Rodzaj: Orthoreovirus Orbivirus Rotavirus Coltivirus Aquareovirus Cypovirus stawonogi Fijivirus rośliny Phytoreovirus rośliny i stawonogi Oryzavirus rośliny i stawonogi

genom złożony z 10 -12 segmentów ds. RNA transkrypcja konserwatywna, wewnątrz rdzenia; rodzicielski RNA pozostaje w rdzeniu http: //instruct 1. cit. cornell. edu/research/parker_lab /IMAGES/replication%20 diagram. jpg transkrypcja wczesna, na ds. RNA rodzicielskim; najpierw powstają 4 transkrypty o pełnej długości służące jako m. RNA i matryce do dobudowania nici „-” ich produkty niezbędne są do odblokowania transkrypcji pozostałych segmentów, blokowanych prawdopodobnie przez gospodarza

replikacja genomu - przez dobudowanie nici „-” transkrypcja późna - zachodzi na ds. RNA potomnym nie występują wolne segmenty „-” i wolne segmenty ds. RNA

Rodzina: Birnaviridae Rodzaj: Aquabirnavirus Avibirnavirus Entomobirnavirus ok. 60 nm, nagie, jednowarstwowy kapsyd ds. RNA - dwa segmenty (A i B), ok. 3100 i 2800 bp; na segmencie A występują 2 ORFs, na B - 1 ORF 2 daje początek jednej poliproteinie która jest kotranslacyjnie rozszczepiana (przez NS) na 3 polipeptydy

Vp 1/Vpg - RNA-zależna RNA-polimeraza wytwarza 2 nici m. RNA o pełnej długości wiadomo, że występują replikacyjne formy pośrednie, ale nie jest jasne, czy powstają wolne nici „-” nie obserwuje się syntezy białek wczesnych lub późnych