Concetti Chiave
- I virus sono parassiti intracellulari obbligati che non si riproducono autonomamente e utilizzano le cellule ospiti per replicarsi, causando la loro distruzione.
- La struttura dei virioni comprende acido nucleico avvolto in un capside proteico, e alcuni presentano un pericapside derivato da cellule ospiti infettate.
- I cicli di vita virale includono il ciclo litico, che distrugge l'ospite, e il ciclo lisogeno, in cui il virus integra il proprio DNA nel genoma dell'ospite, rimanendo inattivo.
- I batteri possono scambiarsi DNA tramite coniugazione, trasformazione e trasduzione, ciascuno con meccanismi specifici per il trasferimento genetico.
- I plasmidi nei batteri hanno diverse funzioni, tra cui la produzione di pili, resistenza agli antibiotici e aumento della virulenza, mentre i trasposoni possono alterare la struttura cromosomica spostandosi all'interno del genoma.
Virus → acido nucleico e proteine, non si riproducono autonomamente → Parassiti intracellulari obbligati, utilizzano gli apparati della cellula ospite distruggendola, dopo la cellula madre libera le cellule virali figlie che andranno ad infettare l’organismo.
Indice
Struttura e riproduzione dei virioni
Si presentano come cellula singola → virioni, formato da acido nucleico (DNA o RNA) avvolto dal capside (una o più proteine).
Alcuni hanno anche il pericapside, che deriva da ospiti infettati. Alcuni possiedono degli enzimi ma riproducono le informazioni solo con un’assistenza esterna. Il cromosoma virale codifica per le proteine di rivestimento e per gli enzimi che demoliscono la cellula ospite. Non avendo una parete cellulare e un proprio metabolismo non risentono degli antibiotici.
I virus che infettano i batteri sono i batteriofagi.
Cicli litico e lisogeno
Ciclo litico→ si riproduce subito e uccide la cellula ospite che si rompe e libera i nuovi virioni. Il virus si definisce virulento se compie solo il ciclo litico.
Ciclo lisogeno→ il virus inserisce l'acido nucleico nel genoma della cellula ospite e viene ospitato, il virus si definisce profago ed è temperato, posticipa la riproduzione. Il profago può rimanere inattivo per molto tempo.
Meccanismi di penetrazione virale
La penetrazione nelle cellule ospiti (ciclo litico) avviene per:
endocitosi: il virus con o senza rivestimento viene inglobato e all’interno si libera e si attiva (es. influenza). Il virus contiene l’enzima per la duplicazione del proprio genoma a RNA. E’ una RNA polimerasi particolare che usa come stampo il RNA. Il nuovo filamento serve sia da messaggero sia per formare altre copie del genoma virale
fusione: tra la membrana cellulare e il rivestimento virale, se il virus lo possiede, i retrovirus (HIV), hanno un ciclo riproduttivo più complesso, la sintesi del DNA è guidata dall’RNA, il processo è catalizzato dalla trascrittasi inversa, per fare da un filamento di RNA un doppio filamento di DNA (DNA virale integrato in un cromosoma di una cellula eucariotica=provirus, che diventa parte del genoma). Il trascritto primario (pre-mRNA) si divide in Tot e Rev. Il virus dovrà produrre trascritti corrispondenti all’interno del genoma: produce nuove proteine per il capside e genomi virali per nuovi virioni.
Trasduzione e trasformazione batterica
Trasduzione→ trasferimento di DNA da un batterio a un altro per opera di un virus
generalizzata→ DNA batterico generato casualmente e deriva dal ciclo litico
specializzata→ pezzo adiacente al sito del profago
Trasformazione→ la cellula batterica è impermeabile al DNA, grazie a dei fattori di competenza che allargano la membrana, il DNA può entrare
Coniugazione e plasmidi
Coniugazione→ i batteri entrano a contatto diretto e si passano frammenti di DNA o dei plasmidi. I pili sessuali sono dei ponti che permettono lo scambio. I batteri hanno i plasmidi, che contengono i fattori di fertilità che producono i pili.
5 tipi di plasmidi:
● Fattori di fertilità→ producono i pili
● plasmidi metabolici→ consentono di demolire particolari sostanze (idrocarburi)
● fattori di resistenza→ permettono di demolire o disattivare sostanze antibatteriche
● plasmidi di virulenza→ rendono più aggressivi, quindi patogeni i batteri
● col→ producono colicine, proteine che uccidono altri batteri
Funzione dei trasposoni
Trasposoni→ frammenti di DNA, capace di spostarsi autonomamente da un sito cromosomico all’altro.
Possono alterare la struttura dei cromosomi in due modi:
1. Inserendosi direttamente nel gene, interrompendo la funz.
2. Modificando una sequenza di DNA
Copia e incolla → copia il frammento e lo sposti
Taglia e incolla → tagli il frammento e lo sposti
Struttura dell'operone
Operone è l’unità formato da:
● promotore→ sequenza di DNA che legandosi all’RNA polimerasi permette l’inizio della trascrizione
● operatore → sequenza di DNA che regola l’espressione dei geni strutturali grazie a una proteina regolatrice detta repressore
● geni strutturali → codificano la struttura primaria delle proteine
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura fondamentale dei virus e come si riproducono?
- Qual è la differenza tra ciclo litico e ciclo lisogeno?
- Come avviene la penetrazione virale nelle cellule ospiti?
- Cosa sono i plasmidi e quali sono i loro tipi principali?
- Qual è il ruolo dei trasposoni nel DNA?
I virus, o virioni, sono composti da acido nucleico (DNA o RNA) avvolto da un capside proteico. Non si riproducono autonomamente, ma utilizzano le cellule ospiti per replicarsi, distruggendo la cellula madre nel processo.
Nel ciclo litico, il virus si riproduce immediatamente e uccide la cellula ospite, liberando nuovi virioni. Nel ciclo lisogeno, il virus integra il proprio acido nucleico nel genoma della cellula ospite, rimanendo inattivo per un periodo.
La penetrazione può avvenire tramite endocitosi, dove il virus viene inglobato dalla cellula, o fusione, dove il rivestimento virale si unisce alla membrana cellulare. Questi processi attivano il virus per la replicazione.
I plasmidi sono frammenti di DNA nei batteri che possono conferire diverse funzioni, come la produzione di pili (fattori di fertilità), la resistenza agli antibiotici, e la virulenza. Esistono vari tipi di plasmidi, ognuno con specifiche funzioni.
I trasposoni sono frammenti di DNA che possono spostarsi autonomamente all'interno del genoma, alterando la struttura cromosomica. Possono interrompere la funzionalità genica o modificare sequenze di DNA attraverso meccanismi di copia e incolla o taglia e incolla.
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