Viruslarn genel zellikleri Zorunlu hcre ii paraziti n

Virusların genel özellikleri Zorunlu hücre içi paraziti n Ribozom, mitokondri, ER gibi organelleri yok n Bu nedenle kendi başlarına enerji üretebilmeleri veya herhangi bir makromolekül sentezlemeleri mümkün değil n Enerji gereksinimlerini ve viral makromolekül sentezini girdikleri konak hücreden sağlar n 1

O zaman; Çoğalmaları için mutlaka canlı hücrelere girmeleri gerekir n Yani, viruslar hücre içi ortamına bağımlıdırlar n Ancak; konak hücrede bulamayacakları ve çoğalmaları için gerekli ürünlere ve genetik şifresine sahip olmalıdırlar 2

Virusların genel özellikleri Canlı hücreler dışında viruslar üreme yeteneklerinden yoksun ve biyolojik olarak inaktiftir n Yani herhangi bir metabolik aktivite göstermezler n Replikasyon (kopya çıkarma) ile çoğalırlar n Tek tip nükleik aside sahiptirler (DNA veya RNA) n 3

Viruslar 300 nm’den küçük n Cansız ortamda üremez n İkiye bölünerek çoğalmaz n Hem DNA hem de RNA içermez n Ribozom, mitokondri, ER içermez n 4

Büyüklükleri 18 -26 ile 300 nm arasında değişir -Poxvirusların boyu 300 nm’yi aşabilir n -Ebola virus, Marburg virus gibi filoviruslar, sadece 80 nm n çapındadır ancak 1000 nm’nin üzerinde uzunluğa erişebilen n uzun iplikler halinde uzarlar n -Yakın zamanlarda amipleri enfekte eden birkaç çok büyük n virus keşfedilmiştir *Megavirus; çapı 400 nm’dir *Pandoravirus; uzunluğu 1000 nm’ye yaklaşan eliptik veya ovoid yapıya sahiptir n 5

Virusların temel yapıları n n Nükleik asid + Kapsid = Nükleokapsid Çıplak (zarfsız) virus= Nükleik asid + Kapsid Zarflı virus = Nükleik asid + Kapsid + Zarf Tam bir virus partikülüne viryon adı verilir *Enfeksiyöz (bulaşıcı) bir virus partikülüne viryon denir. 6

Kapsid Viral genomu çevreleyen protein kılıftır n Tekrarlayan protein ünitelerinden oluşmuştur n Yapıyı oluşturan en alt birim proteindir n Kapsid proteinleri; gittikçe daha büyük yapıları oluşturacak şekilde birleşmeye ve birbirlerine uygun olmalarına izin veren bir kimyasal özelliğe sahiptirler n Protein-Protomer-Kapsid n 7

Sonuçta; Kapsid, aynı veya farklı çok sayıda tekrarlayan protein alt birimlerinin birleşmesiyle meydana gelen yapıdır n Farklı protein sayısı virustan virusa değişir n n Hatırla: Çoğu virusun genomu çok küçük Genler protein yapmak için talimatları kodlar. Küçük genomlar pek çok proteini kodlayamaz. Bu nedenle, virusun kapsidi, yapıyı oluşturmak için defalarca tekrarlanan, bir veya birkaç proteinden oluşur. 8

Kapsid n Sert bir yapıdadır dayanıklılık) (zor çevre koşullarına Viral genomu korur (nükleazlar) n Antijenik özelliğe sahiptir n Tutunma ve girişte rol oynar n (zarfsız virus) 9

Kapsidi oluşturan kapsomerler ve bunları meydana getiren yapı üniteleri birbirlerine eşit durumda ve belirli bir simetri içinde bulunurlar n Virion; kapsid morfolojisine göre iki çeşit simetri gösterir -Kübik simetri (ikozahedral) -Helikal simetri n 10

Kübik Simetri İkozahedron yapısıdır n Her birisi eşkenar üçgen şeklinde 20 yüz, 12 köşe n 11

İkozahedral bir virusta toplam kapsomer sayısı hesabı N = 10 (n-1)2 + 2 N=Toplam kapsomer sayısı n=Eşkenar üçgenin bir kenarındaki kapsomer sayısı (n, 2 -10 arasında değişebilmektedir) 12

İkozahedral simetrili viruslarda Kapsomerlerin yüzeylere, kenarlara ve köşelere tam olarak yerleşebilmesi için kapsomerlerin belirli düzenlemeler içinde bulunmaları gerekmektedir n Köşeler: 5 Komşu kapsomer PENTON n Diğerleri: 6 komşu kapsomer HEKZON n 13

İkozahedral yapı: • Viruslar tarafından en çok kullanılan kapsid şeklidir • Çünkü hem RNA hem de DNA paketleyebilmekte 14

Helikal Simetri Nükleik asit molekülü ve kapsomerler bir heliks veya spiral oluşturacak şekilde birlikte bulunurlar Bir helikal virus durumunda; -viral nükleik asit spiral bir şekle girer -kapsid proteinleri, nükleik asitin etrafını sararlar -böylece uzun bir tüp veya çubuk benzeri bir yapı oluştururlar n 15

Helikal kapsid oluşturmanın avantajları: n n Tek çeşit kapsid proteini gereklidir Bu protein altbirimi kapsidi oluşturmak için defalarca tekrarlanır Bu yapı basittir ve bir araya toplanmaları için çoklu proteinlerden oluşan bir kapsidden daha az serbest enerji gerektirir Bir nükleokapsid proteinine sahip olmak, birkaç yerine sadece bir gene ihtiyaç gerektirdiğinden, gereken nükleik asit uzunluğu da azalır 16

Helikal virus Zarflı veya çıplak olabilir n Bitki viruslarının çoğu helikaldir ve helikal bir bitki virusunun zarflı olması çok nadirdir n Tüm helikal hayvan virusları zarflıdır n 17

Kübik ve helikal simetrinin bazı özelliklerinin karşılaştırılması Kübik Simetri Helikal Simetri DNA veya RNA paketleyebilir Sadece RNA paketleyebilir Çıplak veya zarflı olabilir Hayvan zarflıdır Yapısal birim bir veya birden fazla proteinden oluşur Yapısal birim tek bir proteinin tekrarıyla oluşur viruslarının hepsi 18

Bazı viruslar kübik ve helikal simetri gösteren viruslara göre daha karmaşık bir yapıya sahiptirler n Bunlara “kompleks yapılı viruslar” denir n Örnek: Poxviridae ailesi n 19

Zarf Virusun konak hücreden tomurcuklanması sırasında hücresel membranlardan kazandığı yapıdır n Lipidler n Proteinler n Glikoproteinler *Kuruluk, asit ortamlar, deterjanlar, eter gibi çözücülerle kolaylıkla harap olur. Çoğu GIS’in zorlu koşullarına dayanıksızdır. 20

Önemli n Viral zarf sellüler membrandan sağlanmasına karşın, bunlar konak hücre membranıyla aynı değildir 21

Viral lipidler, zarflı virusların kuru madde ağırlığının %20 -35’ini oluşturur n Zarflı viruslar, zarf yapılarındaki lipid içeriği nedeniyle eter, kloroform, sodyum deoksikolat gibi lipid çözücü maddelere duyarlıdırlar n Çıplak viruslarda lipid yapı bulunmadığından, lipid çözücü maddelerle harap olmazlar n 22

Zarf Proteinleri -Glikoprotein (peplomer) -Matriks proteini n Büyük bölümü zarf dışında yer alır ancak kuyruk kısmı hidrofobik aminoasitlerle birlikte lipid membran içerisine gömülü haldedir n Bir virus zarfında tek çeşit veya farklı yapıda glikoproteinler olabilir n Önemli fonksiyonlara sahiptir (tutunma, penetrasyon, füzyon) 23

Matriks Proteini n n Viral zarfın iç kısmında bulunur Zarflı virusların hücre membranından tomurcuklanma yolu ile olgunlaşmasında önemli rol oynar 24

Viryonun dış tabakası n n n Çıplak viruslarda kapsid, zarflı viruslarda zarf yapısındadır Virusu dış ortama karşı korur Viryonun konak hedef hücre ilişkisini sağlar (tutunma, içeri girme) Bunlar harap olursa viryon inaktif hale gelir Antijenik özelliğe sahiptirler Konakçıda bu yapısal komponentlere karşı koruyucu antikor cevabı oluşur *Dış yapılar virusun korunmasında, bir konaktan diğerine geçişinde, konak içinde yayılışında işlev yaparlar. 25

Viral Genom n n Ya RNA ya da DNA yapısındadır Genomun mutlaka çift iplikli olması gerekmez Virus partikülünün boyutu değiştiği gibi, genom boyutu da virustan virusa değişir Tipik virus genomu 7000 -20000 baz çifti aralığında değişir 26

Virusun yapısal ve yapısal olmayan proteinleri için genetik şifreyi içerir n Küçük virus genomu 3 -4 gen taşırken, büyük viruslarda bu sayı 200 -300’e kadar çıkar n Retroviridae ailesi dışında yer alan bütün viruslar haploid’dir. Yani virion içinde viral nükleik asitten yalnız bir kopya vardır n 27

Viral Genomların Özellikleri Tek veya çift iplikçikli (sarmallı) olma n Linear veya çembersel (sirküler) olma n Tek molekül halinde veya parçacıklı (segmentli) olma n Polarite: Pozitif polariteli, negatif polariteli (bunlarda RNA’ya bağlı RNA polimeraz enzimi vardır) n 28

Memelilerde RNA’yı kalıp olarak kullanarak RNA ya da DNA sentezi yapabilen enzimler yoktur n Bu nedenle RNA virusları replikasyon için kendi enzimlerini kullanmak zorundadır (RNA polimeraz, reverse transkriptaz) *Negatif polariteli RNA viruslarının hepsinin içinde RNA’ya bağlı RNA polimeraz enzimi bulunur n 29

n Çoğu virusta viryon içinde bir veya daha fazla sayıda enzim bulunmaktadır (RNA polimeraz, DNA polimeraz, reverse transkriptaz, proteinkinaz, endoribonükleaz vs) Çoğu nükleik asit transkripsiyonunda görev alır n Bu enzimlerin hepsinin sentezi viral genler tarafından gerçekleştirilir n Çok küçük miktarlarda olduklarından viral partikülün kimyasal yapısını etkilemezler n 30

Virusların sınıflandırmasında Morfolojik ve Kimyasal Kriterler n n n Nükleik asit tipi (RNA veya DNA) Kapsidin simetri durumu Virionun zarflı ya da zarfsız oluşu Nükleokapsidin çapı, kapsomerlerin sayısı, nükleokapsidin kalınlığı ve diğer özellikleri Nükleik asitin tek veya çift iplikli oluşu, segmentasyonu ve moleküler ağırlığı Virus partikülünün diğer morfolojik ve fizikokimyasal özellikleri (p. H stabilitesi, yoğunluğu, virionun şekli ve zarfın yüzeyel yapısı) 31

Virusların Sınıflandırılması n n n Order (Takım): “virales” eki ile sonlanır; virusların yaklaşık yarısı şu anda order seviyesinde sınıflandırılmıştır (örnek; Picornavirales) Familya (aile): “viridae” eki ile sonlanır; subfamilyalar (altaileler) “virinae” eki ile belirtilir (örnek; Picornaviridae) Genus (cins): “virus” eki ile sonlanır (örnek; Enterovirus ) 32

Biyolojik Kriterler Replikasyon stratejisi n Genom-sekans ilişkisi n Doğal konak spektrumu n Patojenite ve sitopatoloji n Bulaşma yolu n Viral proteinlerin antijenik özellikleri n 33

İnsan RNA viruslarının özellikleri Genom Virion Familya Molekül ağırlığı ( x 106 dalton) Yapısı* Şekli Büyüklük (nm) RNA polimeraz& Zarf Picornaviridae 2. 5 ss, + ikozahedral 25 -30 - - Caliciviridae 2. 6 ss, + ikozahedral 35 -40 - - Togaviridae 4 -5 ss, + ikozahedral 60 -70 - + Flaviviridae 4 -7 ss, + ikozahedral 40 -50 - + Coronaviridae 6 -7 ss, + helikal 80 -130 - + Paramyxoviridae 5 -7 ss, - helikal 150 -300 + + Rhabdoviridae 4 -7 ss, - helikal 180 x 75 + + Filoviridae 4 -7 ss, - helikal 80 x 800 + + Orthomyxoviridae 5 -7 ss, -, seg helikal 80 -120 + + Bunyaviridae 4 -7 ss, -, seg helikal 90 -110 + + Arenaviridae 3 -5 ss, -, seg helikal 50 -300 + + 11 -15 ds, seg ikozahedral 60 -80 + - 2 x(2 -3)** ss, + ikozahedral 80 -110 + + Reoviridae Retroviridae *ss=tek iplikli, ds=çift iplikli, seg=segmentli, + veya -=tek iplikli nükleik asitin polaritesi **Genomda iki tane idantik ss. RNA vardır &RNA polimeraz virionda taşınmaktadır Revers transkriptaz 34

İnsan DNA viruslarının özellikleri Genom* Virion Molekül ağırlığı ( x 106 dalton) Yapısı Şekli Büyüklük (nm) DNA polimeraz Zarf 1. 8 ds, sirküler ikozahedral 42 + + 1. 5 -2 ss, linear ikozahedral 18 -26 - - 3 -5 ds, sirküler ikozahedral 45 -55 - - Adenoviridae 20 -25 ds, linear ikozahedral 70 -90 + - Herpesviridae 100 -150 ds, linear İkozahedral 180 -200 + + Poxviridae 85 -140 ds, linear Kompleks 300 x 240 x 100 + + Familya Hepadnaviridae Parvoviridae Papillomaviridae Polyomaviridae (tuğla şeklinde) *genom değişmez şekilde tek moleküldür. ds=çift iplikli, ss=tek iplikli virus tarafından kodlanan polimeraz DNA polimeraz virionda taşınır sirküler molekülün büyük kısmı çift ipliklidir, fakat tek iplikli bir bölge ihtiva eder revers transkriptaz 35