VIRUSOLOIJA VRUSI UN RPUSHROMOSOMU ENTISKIE ELEMENTI IEVADS VIRUSOLOIJAS

VIRUSOLOĢIJA (VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI) IEVADS, VIRUSOLOĢIJAS PRIEKŠMETS, VĒSTURE, VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ INDRIĶIS MUIŽNIEKS

Biol 3019 : Mikrobioloģija II Virusoloģija http: //estudijas. lu. lv/course/view. php? id=293 http: //priede. bf. lu. lv/grozs/Mikrobiologijas/virusol

Izmantojamā literatūra

Izmantojamā literatūra

Izmantojamā literatūra

Izmantojamā literatūra Ludmila Vīksna, et al. Infekcijas slimības / Rīga: Medicīnas apgāds, 2011. , 588 lpp. , 2. nodaļa. Virusālās infekcijas 69. -178. lpp. Ivars Mazjānis, Edgars Tirāns. Infekcijas slimības : rokasgrāmata, Rīga: autorizdevums, 2006. , 1008 lpp. V. Ī. Kalniņa. Virusoloģijas rokasgrāmata. Rīga : Nacionālais apg. , 2003. , 272 lpp. А. В. Жилевич, Д. К. Ринкужа, У. Э. Виестур: Микроорганизмы и вирусы, Рига, Зинатне, 1992, 265 стр.

Izmantojamā literatūra Trends in Microbiology, Trends in Biotechnology – fakultātes bibliotēka un http: //www. sciencedirect. com/ Vīrusu bilžu grāmata: http: //www. virology. net/Big_Virology/BVHome. Page. html Proc. Natnl. Acad. Sci USA: http: //www. pnas. org/ Dažādi žurnāli, arī Virus Genes, Archives of Virology http: //www. springerlink. com/ Dažādi žurnāli, arī Journal of Virological Methods, Current Opinion in Virology, http: //www. sciencedirect. com/ ASV Mikrobioloģijas biedrības žurnāli - http: //journals. asm. org/ Universālā vīrusu datubāze: http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/ICTVdb/

Izmantojamā literatūra

Publikāciju bibliometriskā analīze Baltijas jūras reģiona ES dalībvalstis: Latvija (LV), Lietuva (LT), Igaunija (EE), Polija (PL), Dānija (DK), Zviedrija (S), Somija (FI), Vācija (DE) Periods 1996. – 2012. g. g. ; datu avots: Scopus, Scimago. Sākumdati: publicēto zinātnisko dokumentu skaits valstī zinātnes nozarēs (Subject Areas) un apakšnozarēs (Subject Categories); jebkuru citējumu skaits, izņemot pašcitēšanu, uz zinātniskajiem dokumentiem, kas publicēti zinātnes nozarēs un apakšnozarēs valstī.

Publikāciju bibliometriskā analīze Publicēšanas un citēšanas relatīvā intensitāte (PI) un (CI): OECD akceptēta metodika pētījumu intensitātes salīdzināšanai dažādās valstīs PI = publikāciju skaits valstī noteiktā zinātnes apakšnozarē ( ) pret kopējo publikāciju skaitu apakšnozarē reģionā ( ), salīdzināts ar kopējo zinātnisko publikāciju skaitu valstī ( ), pret kopējo publikāciju skaiti reģionā ( ). Papildkritēriji dažāda lieluma kopu salīdzināšanai: Pētījumu redzamība (R vis): = (CI x PI) x (CI/PI) Pētījumu apjoms (R vol) = 0, 1 log(publ. numb. ) x Av. cit. nub. per publ. Specializācijas indekss (IS): IS = R vis + R vol

Publikāciju bibliometriskā analīze : virusoloģija Latvijā Baltijas jūras reģiona salīdzinājumā Specializācijas indekss

VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ

VIRUSOLOĢIJA LATVIJĀ Jurģis Auziņš

Ģenētiskās informācijas nesēji ĢENĒTISKĀ INFORMĀCIJA GENOMS Hromosomas Nukleoīds ĀRPUSHROMOSOMU ĢE: Augi PLAZMONS Mitohondriju DNS Plastīdu DNS Kinetoplastu DNS Plazmīdas, episomas Transpozoni, IS Vīrusi Viroīdi

Ģenētiskās informācijas nesēji Hromosomas Piem. – E. coli nukleoīds – 4. 5 x 106 nukleotīdu pārus (bp. ), satur informāciju par baktērijas šūnas uzbūvi un pamatfunkcijām, apm. 4500 gēnu

Ārpushromosomu ģenētiskie elementi Mitohondriju, plastīdu, kinetoplastu DNS Piem. - H. sapiens mitohondriālā DNS, 16, 5 k. b. p. autonomi replicējošās un stabili pa mātes līniju pārmantojama informācija, kas nepieciešama specifisku, mitohondrija darbībai nepieciešamu proteīnu sintēzei.

Mitohondriju genoma izmēri

Cilvēka mitohondriālās DNS karte HVS I and HVS II (1121 bp) Cilvēka mt DNS = 16 569 b. p. , satur 37 gēnus (no tiem 22 r. RNA un t. RNA gēni (HV) -14766 Mse. I (X) +14465 Acc. I (J) -13704 Bst. OI -4529 Hae. II (I) (T) +13366 Bam. HI -4577 Nla. III (V) (U) +12308 Hinf. I (M) +10394 Dde. I -7025 Alu. I (H) (W) -8994 Hae. III

Mitohondriju genoma funkcijas

Cilvēka populāciju vēsture, spriežot pēc mitohondriālās DNS

Tobas vulkāna izvirdums pirms apm. 70 000 gadu izraisīja vulkānisko ziemu vairāku gadu garumā. Vairums hominīdu sugu izmira, izņemot. . . http: //www. bradshawfoundation. com/stanley_ambrose. php Katastrofas un evolūcija: modernā cilvēka izplatība

Kinetoplastu DNS Leishmania un citas tripanosomas satur vienu mitohondriju, kurā atrodams liels daudzums mitohondriālās jeb t. s. kinetoplasta DNS. http: //dna. kdna. ucla. edu/parasite_course-old/kdna/subchapters/kdna 1. htm

Ārpushromosomu ģenētiskie elementi Episomas, plazmīdas Gredzenveida DNS molekulas 3 x 103 - 1 x 106 b. p. , atrodamas gan autonomā, gan hromosomās integrētā veidā, var nest pretantibiotiku rezistences, dzimumfunkciju, ksenobiotiku degradācijas u. c. gēnus

Ārpushromosomu ģenētiskie elementi Lizogēns fāgs Baktēriju vīruss, kurš spēj eksistēt kā autonomā, tā arī hromosomā integrētā veidā. Plazmīda - vīruss Lizogēns fāgs P 2 spēj ieģērbt savu proteīnu apvalkā plazmīdu P 4, pārvēršot to par vīrusu; Epšteina-Barra vīruss vai l-fāgs, kas zaudējis integrācijai nepieciešamos gēnus, spēj eksistēt šūnā autonomā formā.

Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi Transpozoni 2 x 103 - 4 x 104 b. p. garas DNS molekulas, spēj pārvietoties no viens integrācijas vietas uz citu viena replikona robežās vai starp replikoniem šūnā, nes gan pārvietošanās funkcijai nepieciešamos gēnus, gan arī papildus funkciju, piem. , pretantibiotiku rezistences gēnus.

Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi Inserciju (IS) elementi 750 - 1 x 104 b. p. garas DNS molekulas, spēj pārvietoties no viens integrācijas vietas uz citu viena replikona robežās vai starp replikoniem šūnā, nes tikai pārvietošanās funkcijai nepieciešamos gēnus.

Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi Retrotranspozoni Transpozoni, kuru replikācijai nepieciešamas DNSRNS-DNS stadijas, lai pārvietotos pa genomu, kodē šajā procesā piedalošos fermentu - atgriezenisko (reverso) transkriptāzi - revertāzi.

Ārpushromosomu – hromosomu atspoles elementi Retrovīrusi Retrotranspozoniem radniecīgas, 9 - 12 x 103 b. p. garas DNS molekulas, kuras papildus kodē proteīnus, kas spēj veidot RNS stadijas apvalku, tā dodot RNS iespējas pārvietoties no šūnas uz šūnu, t. i. - padara to infekciozu.

VĪRUSU RADNIECĪBA AR MIGRĒJOŠO UN EGOISTISKO DNS

VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ Migrējošie gēni, kas cilvēka genomā veido ~50% no 3 miljardus n. p. garās sekvences, ir strukturāli tuvi radniecīgi retrovīrusiem. Cilvēka proteīnus kodējošie gēni veido ~ 2 % genoma sekvences. Vīrusu loma evolūcijas tempa paātrināšanā?

No kā sastāv cilvēka genoms ?

VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ 1960 - to gadu beigās Lina Margulis (Margulis, 1938) izvirzīja hipotēzi par to, ka mitohondriji, kuros notiek ATP sintēze, ir simbiotisku baktēriju pēcteči. Līdzīgas idejas tika izvirzītas par hloroplastu izcelšanos.

VĪRUSU IESPĒJAMĀ LOMA EVOLŪCIJĀ Hipotēzes par eikariotu šūnu un to organellu izcelšanos Filips Bells (Philip Bell, postdoctoral research fellow at Macquarie University, New South Wales, Australia; founding Director of Microbiogen Pty Ltd. ) vīrusu eikarioģenēzes teorijas (2001. – 2004. ) autors. Lielie DNS vīrusi kā iespējamie šūnas kodola priekšteči evolūcijā.

Studiju objekti

Vīrusu ģenētisko informāciju var nest: DNS: divpavedienu (ds) vienpavediena (ss) RNS divpavedienu (ds) vienpavediena (ss) lineāra gredzenveida lineāra m. RNS (+) komplementāra m. RNS (-) Vīrusu ģenētiskā informācija var būt ierakstīta vienā vairākās NS molekulās, var būt sadalīta pa vairākām vīrusu daļiņām (polipartiti vīrusi)

DZĪVĪBAS MOLEKULĀRAIS ALGORITMS (PILNA VERSIJA) TRANSKRIPCIJA RNS polimerāze DNS TRANSLĀCIJA RNS ATKARĪGA DNS SINTĒZE REPLIKĀCIJA DNS polimerāze Atgriezeniskā transkriptāze = revertāze Proteīns RNS PAŠREPLIKĀCIJA Transkriptāze

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU Ar bakām un poliomielītu slimoja jau senajā Ēģiptē Ramzesa IV mūmija ar baku infekcijas radîtiem ādas bojājumiem. Ēģiptes XVIII dinastijas laika akmens stēla, kurā attēlots cilvēks ar paralîtīskā poliomielîta sakropļotu kāju.

Vīrusu izraisītas epidēmijas un pandēmijas Melnās bakas – Dzeltenais drudzis – Hanta vīrusi Gripa – – Poliomielīts – HIV/AIDS – regulāri, epidēmijas laikā mira apm. 1/3 inficēto cilvēku; uzskata, ka XX gadsimtā ar bakām miruši apm. 500 milj. cilvēku. baku loma acteku un maiju impēriju bojā ejā. lokāli, bet ar ļoti augstu letalitāti; “klīstošie holandieši”, Panamas kanāls. Dienvidamerikas civilizāciju noslēpums. Regulāras pandēmijas kopš vissenākajiem laikiem, 1918 – 1920 gadā ar “spāņu gripu” Eiropā un Ziemeļamerikā mirst apm. 20 miljoni cilvēku, pasaulē - ap 100 miljonu. Sastopams kopš vissenākajiem laikiem, epidēmija Eiropā un Ziemeļamerikā 1945. – 1955. gadā – ap miljonu cilvēku paralizēti vai miruši. Kopš 1982. gada miruši vairāk nekā 40 miljoni cilvēku.

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU 1945. - 1955. g. g. poliomielīta epidēmija, ap 12 milj. upuru. 1955 - 1961. g. g. poliomielīta ierobežošana, inaktivētu (Jonas Salk) vai novājinātu (Albert Sabin) vīrusu saturošas vakcīnas

XVII gadsimtā Holandes puķkopji īpaši augstu vērtēja ar vīrusiem inficētas tulpes 1637. gada februārī: viena šo tulpju sīpola cena = laba amatnieka 20 gadu darba alga. 1637. gada pavasarī tirgus sabruka. Viceroy Semper Augustus Wikipedia

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU Vīrusu epidēmijas izdevās ierobežot jau pirms vīrusu atklāšanas: Viduslaiku Ķīna –variolizācija pret bakām (pēc Lady Mary Wortley Montague iniciatīvas šo metodi izmanto arī 18. g. s. Anglijā);

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU 1776. -1798. g. g. - Edward Jenner (Edvards Dženners), baku vakcîna (variola vaccinae) 1880. -1885. g. g. - Louis Pasteur (Lujs Pastērs) trakumsērgas vakcîna.

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU 1966. - 1979. g. g. - WHO (World Health Organisation) programma baku infekcijas iznīdēšanai. 1967. g. - 280 000 saslimšanas gadījumi 69 valstīs. 1977. g. oktobrî pēdējais reģistrētais baku infekcijas gadījums dabā, Somālija, Ali Maolin. 1978. g. pēdējā reģistrētā laboratorijas infekcija, Birmingema (Jannet Parker, Henry Bedson)

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU 1917. - 1919. g. g. - A tipa gripas pandēmija, ap 20 milj. upuru Eiropā un Ziemeļamerikā. Kopējais mirušo skaits pasaulē: 50 – 100 milj.

VĪRUSU SASKARSME AR CILVĒKU Ebolas vīrusa infekcijas uzliesmojums 2014. gadā Rietumāfrikā.

Zika vīruss Brazīlijā, Centrālamerikā, 2016.

Uz Zemes dzīvo ap 7 miljardiem cilvēku. Ik gadus nomirst ap 65 miljoni cilvēku. C. D. Mathers, T. Boerma, D. Ma Fat Global and regional causes of death British Medical Bulletin Advance Access published online on September 22, 2009 Sirds išēmiskās un un smadzeņu asinsvadu slimības ir nozīmīgākie nāves cēloņi, tiem seko apakšējo elpceļu infekcijas (plaušu karsoņi), hroniskās obstruktīvās plaušu slimības (bronhīti) un diarejas (caurejas). AIDS un tuberkuloze ir sestais un septītais biežāk sastopamais nāves cēlonis, zemākās vietās nekā bija vērtēts agrāk. Pusi no bērnu mirstības veido četras novēršamas un ārstējamas infekcijas slimības (plaušu karsoņi, caurejas, jaundzimušo infekcijas vai masalas, malārija). Pasaulē kopumā no 10 nāves gadījumiem apmēram sešus izraisa neinfekciozas slimības, trīs – infekcijas un vienu – ievainojumi.

VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE Dimitrijs Ivanovskis /Ивановский/ (1864. - 1920. ) Martins Beijerinks /Beijerinck/ (1851. -1931. ) Tabakas mozaīkas vīruss 1892. un 1898. gadā

VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE

VIRUSOLOĢIJAS SĀKUMI

VĪRUSOLOĢIJAS VĒSTURE T. Rīds F. Tvorts F. Leflers F. d’Errels

Makss Delbruks Salvatore Luria

VIRUSOLOĢIJAS ATTSĪTĪBA

VIRUSOLOĢIJAS ATTĪSTĪBA

Nature 1989 Aug 10; 340(6233): 467 -8 High abundance of viruses found in aquatic environments. Bergh O, Borsheim KY, Bratbak G, Heldal M Department of Microbiology and Plant Physiology, University of Bergen, Norway Upju un ezeru ūdens mililitrā atrodams līdz 2. 5 x 108 vīrusveidīgu daļiņu http: //www. nature. com/nprot/journal/v 2/n 2/images/nprot. 20 07. 6 -F 1. jpg The rectangle indicates two prokaryotes, the ellipse indicates >25 virus-like particles and the circle indicates one protist.