Viry Doprovodn prezentace k textu Viry Jan Novk

Viry Doprovodná prezentace k textu Viry Jan Novák

Jak s prezentací pracovat? n prezentace obsahuje dva druhy snímků ¡ ¡ osnovy vlastní snímky n osnovy obsahují u každého tématu jeden z odkazů, který Vás odešle na příslušný snímek: n vlastní snímky obsahují vždy v pravém dolním rohu jeden z výše uvedených symbolů a při kliknutí na něj se dostane na další snímek symbol fága vás odešle na původní osnovu a nachází se na konci každé části (i menší části) n ZKUSTE KLIKNOUT

Osnova n n n n Co jsou to viry? Trocha historie Stavba viru Virová infekce Zástupci virů Virová onemocnění Jak se bránit? Využití virů

Osnova n n n n Co jsou to viry? Trocha historie Stavba viru Virová infekce Zástupci virů Virová onemocnění Jak se bránit? Využití virů

Co jsou to viry? n Definice Velikost Základní pojmy Systémové zařazení n Praorganismy n n n

Definice viru a jeho velikost VIRUS Viry jsou: n vnitrobuněční parazité n nebuněčné částice Virus není buňka! Velikost: n 15 -390 nm BAKTERIE JÁDRO ŽIVOČIŠNÉ BUŇKY

Základní pojmy n Hostitel ¡ ¡ n organismus, na jehož těle nebo uvnitř jehož těla cizopasí (v našem případě) virus hostitelem mohou být buňky eukaryotické i prokaryotické Tělesná stavba ¡ ¡ viry nemají buněčnou stavbu jejich tělo se skládá z bílkoviny a nukleové kyseliny (výjimečně i z lipidu)

Systémové zařazení Říše Živočichové Houby Rostliny Prvobuněční Oddělení DNA - viry Bakteriofágy Mykoviry Nebuněční Viry Praorganismy RNA - Viry Rostlinné viry Živočišné viry

Praorganismy n n spolu s viry patří do říše nebuněční hypotetické první organismy vyvinuly se pravděpodobně z koacervátů vyznačovaly se zřejmě všemi obecnými znaky živých soustav: ¡ ¡ ¡ obsahovaly nukleovou kyselinu skládaly se z bílkovin měly metabolismus měly schopnost autoregulace mohly se dále vyvíjet

Trocha historie n Původ virů ¡ ¡ n Historie objevů ¡ ¡ ¡ n Tři teorie Základní předpoklady První objevený virus Hledání virů Složení virů Elektronový mikroskop ¡ objev a vývoj

Původ virů První teorie Viry vznikly z odštěpků nukleových kyselin n ¡ odštěpky nukleové kyseliny unikly ven z organismu DNA ¡ ¡ ¡ časem získaly schopnost zdvojovat se obalit se bílkovinou a tak zřejmě vznikly první viriony

Původ virů Druhá teorie Viry vznikly zjednodušením svého těla n ¡ viry, jak víme, žijí parazitickým způsobem života BUNĚČNÁ STĚNA SLOŽITÝ VIRUS, ČI JINÝ ORGANISMUS ¡ ¡ časem zjistily, že k takovému životu nepotřebují vykonávat určité funkce a že k tomu jim jsou jisté „organely“ nadbytečné a tak došlo k druhotnému zjednodušení těla

Původ virů Třetí teorie Viry vznikly ještě před buňkami n ¡ RNA-svět někteří vědci předpokládají, že svět ve kterém dnes žijeme DNA-svět je tzv. DNA-svět -dnes. DNA -dříve- ¡ ¡ před naším světem ale existoval tzv. RNA-svět a některé RNA-viry jsou „posly z minulosti“ z tohoto světa

Základní předpoklady n Pokud viry vznikly až po buňkách pak: ¡ DNA a RNA viry nemají stejný původ DNA-VIRY PŘEDCHŮDCE ¡ RNA-VIRY viry prokaryotických buněk vznikly v prokaryotických buňkách OK ¡ Viry prokaryotických buněk viry eukaryotických buněk vznikly v eukaryotických buňkách OK Viry eukaryotických buněk

První objevený virus n Charles Chamberland svým objevem porcelánové filtru zároveň objevuhe i první popsaný virus – virus tabákové mozaiky

Hledání virů n po objevu viru tabákové mozaiky provádí ruský vědec Dimitrij Ivanovskij pokusy s napadenými listy a zjišťuje, že jsou infekční i po odfiltrování „částic způsobujících nemoc“ n těmito částicemi se zabývali i jiní a shodli se v jednom – nejedná se o bakterie

Hledání virů II n n slovo virus pochází z latiny a jeho český překlad zní jed poprvé jej používá nizozemský mikrobiolog Martinus Beijerinck n n blíží se 20. století a Frederick Twort zjišťuje, že viry mohou napadnout bakterie nezávisle na něm Felix d´Herelle pěstuje viry na buněčných kulturách a pozorováním tzv. „mrtvých oblastí“ určuje počet virů v kultuře

Složení virů n blíží se rok 1935 a lidstvo díky objevu Wendella Stanleyho, který krystalizoval virus tabákové mozaiky, zjišťuje, že se viry skládají z bílkovin n nedlouho po tomto objevu se daří dalším vědcům rozdělit virus na bílkovinou část a nukleovou kyselinu

Elektronový mikroskop n vynález elektronového mikroskopu provedli roku 1931 němečtí inženýři Ernst Ruska a Max Knoll n jejich mikroskop je však nepoužitelný pro praxi a první použitelný vyrábí až roku 1938 Eli Franklin Burton na Torontské univerzitě n první elektronový mikroskop zvětšoval 400 x a přesto dnešní mikroskopy fungují stále na stejném principu

Stavba viru n Dělení virů ¡ ¡ n Podle nukleové kyseliny Podle hostitele Stavba viru ¡ ¡ Obecně Bakteriofág Rostlinný vir Živočišný vir

Dělení virů n podle toho, jakou nukleovou kyselinu viry obsahují je dělíme na: ¡ ¡ n DNA viry RNA viry podle toho, jaké buňky jsou virům hostitelem je dělíme na: ¡ ¡ bakteriální viry (bakteriofágy) rostlinné viry živočišné viry (viry hub – mykoviry)

Stavba viru n n viry se skládají pouze z bílkovin a nukleové kyseliny nukleová kyselina nese genetickou informaci a je někdy označována jako chromozom viru bílkoviny tvoří obal viru – tzv. kapsidu celek kapsidy a nukleové kyseliny se označuje jako nukleokapsid NUKLEOVÁ KYSELINA KAPSIDA NUKLEOKAPSID

Stavba viru II n n některé viry mohou mít kolem své kapsidy i buněčnou membránu, kterou získaly při odchodu z buňky takové viry označujeme jako obalené viry OBAL n n KAPSIDA OBALENÝ VIR z kapsidy mohou rovněž vystupovat hroty, nebo výběžky některé viry mohou v kapsidě obsahovat i enzymy ¡ například retroviry obsahují v kapsidě reversní transkriptázu

Stavba viru III n kapsida je složena z jednoho druhu bílkovin – jednotlivým bílkovinám říkáme protomery n protomery tvoří základní stavební jednotky kapsidu – kapsomery n kapsomery tvoří vlastní kapsidu

Stavba bakteriofága Bakteriofágy můžeme podle stavby rozdělit na: n vláknité n bezbičíkaté n nejznámějším tvarem bakteriofága je tvar bakteriofága T 4

Stavba bakteriofága II n Bakteriofág T 4 HLAVOVÁ ČÁST KAPSIDA LÍMEČEK NUKLEOKAPSID DUTINA BIČÍKU NUKLEOVÁ KYSELINA STAŽITELNÝ BIČÍK TĚLNÍ ČÁST VLÁKNA BIČÍKU BAZÁLNÍ DESTIČKA

Stavba rostlinného viru VIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY KAPSOMERY n rostlinné viry nabírají nejčastěji spirálovou strukturu n nukleová kyselina je obalena kapsidou, která je tvořena dobře viditelnými kapsomerami NUKLEOVÁ KYSELINA

Stavba živočišného viru n živočišné viry mají nejčastěji tvar kulovitý nebo oválný KYJOVITÉ VÝBĚŽKY OBAL HROTY NUKLEOVÁ KYSELINA n n KAPSIDA ENZYM často jsou obalené často mají na povrchu hroty a kyjovité výběžky často obsahují více molekul nukleové kyseliny často obsahují v kapsidě i enzym

Virová infekce n n n Výběr hostitele Co se děje s nukleovou kyselinou? Virová infekce ¡ Bakteriofág n n n ¡ ¡ Virulentní Mírný Lytický a lysogenní cyklus Rostlinný vir Živočišný vir n n n Průnik do buňky a odchod z ní Aparentní infekce Latentní infekce

Výběr hostitele n to, jakou buňku virus napadne není náhoda n na povrchu virů se nacházejí hroty a kyjovité výběžky, které plní roli receptorů n na povrchu buňky se nacházejí obdobné receptory n v okamžiku, kdy virus najde receptory, do kterých ty jeho „zapadají“ vstupuje do buňky ¡ příklad si ukážeme na viru oparu Herpes

Co se děje s nukleovou kyselinou? n viry mohou obsahovat DNA nebo RNA a každá z nich se po vstupu do buňky chová jinak n celkem se můžeme setkat s šesti případy: 1) 1) 1) Dvouřetězcová DNA Jednořetězcová (+)RNA neboli m-RNA Jednořetězcová (–)RNA Dvouřetězcová RNA Retroviry

Dvouřetězcová a jednořetězcová DNA n Dvouřetězcová DNA ¡ ¡ DNA se přepíše do m. RNA se přemístí do ribozómů a je přeložena do bílkovin viru PŘEPIS DNA n m. RNA PŘEKLAD RIBOZÓMY BÍLKOVINY Jednořetězcová DNA ¡ ¡ ¡ DNA si syntetizuje komplementární vlákno přepíše se do m. RNA se přemístí do ribozómů a je přeložena do bílkovin viru SYNTÉZA DNA PŘEPIS DNA m. RNA PŘEKLAD RIBOZÓMY BÍLKOVINY

Jednořetězcová (+) a (–) RNA n Jednořetězcová (+)RNA (=m. RNA) ¡ ¡ ihned po vstupu se překládá v ribozómech do bílkovin později dochází k: (+)RNA → (–)RNA → mnoho kopií (+)RNA m. RNA n PŘEKLAD RIBOZÓMY BÍLKOVINY Jednořětězcová (–)RNA ¡ ¡ (–)RNA si syntetizuje (+)RNA, která se překládá v ribozómech později dochází k: (+)RNA → (–)RNA (pro nové viriony) (–) RNA SYNTÉZA m. RNA PŘEKLAD RIBOZÓMY BÍLKOVINY

Dvouřetězcová RNA n Dvouřetězcová RNA obsahuje vlákno (+)RNA i vlákno (–)RNA ¡ (+)RNA se přesouvá do ribozómů a vytváří bílkoviny m. RNA ¡ PŘEKLAD RIBOZÓMY BÍLKOVINY (–)RNA syntetizuje další vlákna (+)RNA, která později vytvářejí nová vlákna (–)RNA pro nové viriony PŘEKLAD RIBOZÓMY (–) RNA BÍLKOVINY SYNTÉZA m. RNA SYNTÉZA (–) RNA

Retroviry n n n retroviry jsou zvláštní případ virů obsahujících (+)RNA kromě (+)RNA si nesou i enzym reversní transkriptázu pomocí té se z (+)RNA syntetizuje vlákno (–)DNA ke kterému ihned vzniká (+)DNA vlákno vzniká dvouřetězcová DNA ta se integruje do genomu buňky PROVIROVÁ DNA + m. RNA REVERSNÍ TRANSKRIPTÁZA (–)DNA (+)DNA JÁDRO BUŇKY

Infekce bakteriofága n podle druhu infekce dělíme bakteriofágy na: ¡ ¡ virulentní mírné n virulentní fágové se po vstupu do buňky silně pomnoží a zničí ji (zlyzují) n mírní fágové se po vstupu do buňky začleňují do jejího genomu a žijí dál ve stavu profága mohou být však aktivováni a pak mohou buňku zničit n

Virulentní fág n fág se přichycuje na povrch buňky n stažitelná část bičíku se stáhne a trubice bičíku pronikne do buňky přes trubici pronikne do buňky nukleová kyselina n n nukleová kyselina se pomnoží a začínají se tvořit nové viriony n jakmile je nových virionů moc, dochází k lyzi buňky Průnik nukleové kyseliny do buňky si můžete prohlédnout i na této adrese: http: //seyet. com/video/T 4_web. swf

Mírný fág n mírný fág se přichytí na povrch buňky a jeho nukleová kyselina do ní pronikne dutinou bičíku n oproti virulentnímu fágovi se ta jeho začlení do genomu buňky n je-li fágová nukleová kyselina začleněna do genomu buňky, mluvíme o profágovi n profág se dělí spolu s buňkou a dostává se tak do dceřiných buněk

Lytický a lysogenní cyklus n n n lytický cyklus je cyklus virulentního fága – končí lyzí lysogenní cyklus je cyklus mírného fága – fág se začlení do genomu buňky a dělí se s ní při aktivaci dochází k přechodu lysogenního cyklu na lytický (k lyzi) ZAČLENĚNÍ DO GENOMU POMNOŽENÍ VIRŮ DĚLENÍ LYZE AKTIVACE DĚLENÍ

Infekce rostlinného viru n rostlinné viry pronikají do buňky často za pomoci hmyzu, či jiných vektorů, které jim pomohou překonat buněčnou stěnu n po vniknutí do buňky, se virus šíří do okolních buněk a vzniká lokální ložisko infekce n některé viry se omezují na vznik lokálního ložiska, jiné se šíří po celé rostlině – systémová infekce LOKÁLNÍ LOŽISKO INFEKCE

Infekce rostlinného viru II n projevy infekce jsou různé nelze podle nich určit druh viru n projevy viru bývají: n ¡ ¡ ¡ mozaikové skvrny na listech prosvětlení listové žilnatiny změna barvy listů deformace různých částí rostliny úhyn rostliny

Infekce živočišného viru n Průnik do buňky ¡ živočišné viry pronikají do organismu mnoha způsoby: n n ¡ průnik do buňky se odehrává za aktivní účasti jejího povrchu n ¡ n poraněním pokožky dýchacími cestami sliznicemi trávícím traktem vnik do buňky viru oparu Herpes vir se po té může pomnožit v místě svého vstupu, nebo může putovat tělem dokud nenarazí na své cílové buňky Odchod z buňky ¡ ¡ odchod z buňky nemusí vést k jejímu zániku probíhá za aktivní účasti jejího povrchu a viry se při něm často obalují n odchod z buňku viru oparu Herpes

Aparentní infekce n poškozuje-li virus své cílové buňky ihned po svém vstupu do nich, nazýváme jeho infekci aparentní, neboli zjevnou n při aparentní infekci se po určité inkubační době projeví u napadeného organismu známky nemoci n infekci retrovirem, která končí ničením buňky, si můžete prohlédnout na této adrese: n http: //www. whfreeman. com/kuby/content/anm/kb 03 a n 01. htm

Latentní infekce n n n latentní (skrytá) infekce se často označuje jako virogenie při latentní infekci se DNA viru začlení do genomu buňky a zůstává v ní na dlouho dobu (i na celý život) DNA viru začleněné v genomu buňky říkáme provirová DNA a viru provirus latentní infekce může přejít aktivací na aparentní – potom se projevují příznaky nemoci na těchto adresách můžete najít animace životního cyklu různých virů: ¡ ¡ http: //science. nhmccd. edu/biol/animatio. htm#micro http: //www. hopkins-aids. edu/hiv_lifecycle/hivcycle_txt. html http: //darwin. bio. uci. edu/~faculty/wagner/movieindex. html http: //www. sumanasinc. com/webcontent/anisamples/microbiology /herpessimplex. html

Zástupci virů OBR. 01 BAKTERIOFÁG OBR. 02 BAKTERIOFÁG OBR. 03 BAKTERIOFÁG

Zástupci virů OBR. 04 VIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY OBR. 05 VIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY OBR. 06 VIRUS ŽLUTÝCH RAJČAT (vlevo) A VIRUS KUKUŘICE (vpravo)

Zástupci virů OBR. 07 VIRUS NEŠTOVIC OBR. 08 VIRUS HIV OBR. 10 VIRUS PTAČÍ CHŘIPKY OBR. 09 VIRUS VZTEKLINY

Zástupci virů OBR. 11 VIRUS EBOLA OBR. 12 VIRUS H 5 N 1 OBR. 13 VIRUS HEPATITIDY A

Virová onemocnění n Onemocnění vyvolaná DNA viry ¡ ¡ ¡ n opar neštovice dětská obrna Onemocnění vyvolaná RNA viry ¡ ¡ ¡ ¡ rýma encefalitida vzteklina zarděnky spalničky chřipka AIDS BUŇKA ZNIČENÁ VIREM OPARU VIRY HIV UNIKAJÍCÍ Z BUŇKY

Jak se bránit? n Očkování ¡ ¡ První očkování Princip očkování

První očkování n první očkování provedl roku 1796 Edward Jenner n pomocí hnisu, který obsahoval virus kravských neštovic „očkoval“ anglického chlapce když se chlapec setkal po šesti týdnech s virem pravých neštovic, byl proti němu imunní n

Princip očkování n n n při očkování rozlišujeme pasivní a aktivní imunizaci při pasivní imunizaci jsou do těla vpraveny hotové protilátky při aktivní imunizaci je do těla vpraven oslabený původce nemoci a tělo si protilátky vytváří samo PROTILÁTKY OSLABENÝ VIR

Využití virů n n Přírodní vědy Evoluční význam Baterie Zbraně

Přírodní vědy n Molekulární biologie ¡ i přes jejich odlišnost lze viry využívat jako modelový systém pro poznávání n n Genetika ¡ n n GENOM VIRU objev reversní transkriptázy změnil základní dogma genetiky n n základních procesů v buňce sledování koexistence dvou genomů obecných zákonitostí genové exprese GENOM BUŇKY základní mechanismy replikace DNA transkripce, translace, přenos proteinů Imunologie Genové inženýrství

Evoluční význam, baterie, zbraně n Evoluční význam ¡ n Baterie ¡ n viry fungují jako přírodní vektory, přispívají tak k variabilitě genetické informace v dubnu roku 2006 Massechussets Institut Of Technology vytvořil pomocí viru mikrovlákna a následně baterii s elektronovou hustotou 3 x větší než u běžné baterie Zbraně ¡ ¡ poprvé byly viry jako „zbraně“ využity dobyvateli nových území (původní obyvatelé neměli v krvi protilátky a umírali) dnes je výzkum virů jako biologických zbraní (snad) zastaven

Závěrečné shrnutí n n n n viry jsou nebuněčné částice skládající se z NK a bílkovin, nemají buněčnou stavbu a vedou parazitický způsob života rozlišujeme DNA a RNA viry, které dále dělíme na bakteriofágy, fytoviry a živočišné viry tělo virů se skládá z bílkovinné kapsidy a v ní uložené NK tvary těla se vzájemně liší – bakteriofágy nalézáme jako kapsidy s bičíkem, fytoviry jako spirálovité trubičky a živočišné viry jako „koule“ průběhy virové infekce se liší u každého viru, ale společnými znaky je průnik do buňky, uvolnění NK, replikace viru (nebo integrace NK do genomu buňky), únik z buňky u všech buněk je infekce zakončena lyzí, která se projevuje u bakterií smrtí a u rostlin a živočichů nemocí proti virům existuje prozatím jediná účinná obrana - očkování

Konec prezentace Děkuji za pozornost Doufám, že Vám prezentace posloužila Jan Novák

Zdroje obrázků I

Zdroje obrázků II