Appunti di Virologia e batteriologia

SVESTIMENTO

TRASCRIZIONE E TRADUZIONE DEL GENOMA

c'è l'mRNA → qualsiasi sia il punto di partenza della replicazione tutti passano per l'mRNA. In base agli step che il virus usa per arrivare ad avere l'mrNA si classificano:

1. dsDNA
2. ssRNA-
3. ssDNA
4. ssRNA+
5. dsRNA
6. ssRNA+ ma che non può essere usato come mRNA e passa per un intermedio a DNA
7. dsDNA con buchi (epatite B)

Prima classe (dsDNA)

Dividono il genoma in tre classi geniche che comprendono tre gruppi di geni trascritti e tradotti in tempi diversi:

• geni precocissimi (immediate early genes): si creano mRNA per questi geni che vengono tradotti a formare immediate early proteins→ proteine regolatorie funzionali. Le proteine ritornano nel nucleo e stimolano la trascrizione degli early genes. Il primo passaggio è mediato da polimerasi cellulari
• geni precoci (early genes): codificano per proteine early che sono funzionali e regolatorie, rientrano nel nucleo e vanno ad attivare trascrizione dei geni late tardivi

processo a cascata- geni tardivi (late genes): proteine strutturali di capside ed envelope

Bisogna replicare l' an da mettere nel capside, tra le proteine early c'è una DNA polimerasi DNA dipendente che serve a replicare il genoma a DNA del virus → assemblaggio progenie virale.

La divisione in tre gruppi di geni è possibile solo per virus grandi (es. herpes), quelli più piccoli hanno solo early e late. I virus più piccoli che non possono permettersi di produrre una DNA pol propria, usano per la replicazione del proprio DNA una pol cellulare.

Seconda classe (ssDNA)

Le pol cellulari complementano il ssDNA che diventa dsDNA e segue il processo di quelli di prima classe. Quando devo assemblare i virioni separo il dsDNA.

Quarta classe (ssRNA +)

a. È già un mRNA, nel citosol può legare direttamente i ribosomi e traduce una unica grande poliproteina che comprende l'intero genoma. Ad una estremità la poliproteina ha un

dominio autoclivante → è in grado di tagliarsi da sola. La prima proteina che viene prodotta e maturata è una proteasi che inizia a tagliare la poliproteina e a maturare tutte le piccole proteine → si creano tutte le varie proteine strutturali. Ma manca il genoma e un virus a RNA non può usare polimerasi cellulari → deve sintetizzare RNA polimerasi RNA dipendente che permette al genoma di replicare. La replicazione non può avvenire in un unico step, ma devo passare per un intermedio replicativo -. L'mRNA in mezzo ha un codone di stop, si forma una poliproteina più piccola → non è tutto il genoma e corrisponde alle proteine non strutturali. Questa proteina si autocliva e crea tante piccole proteine tra cui la RNA polimerasi che serve per fare l'intermedio -. La polimerasi trascrive, partendo dall'intermedio replicativo, quella parte di genoma che prima non è stata tradotta → genoma corrispondente a geni e proteine.

strutturali.

Quinta classe (ssRNA -)

Non può legare i ribosomi e nella cellula non è presente nulla che possa aiutarlo → hanno una pol RNA dipendente costitutiva.

Questa RNA pol crea tanti piccoli mRNA che vengono tradotti in tante piccole proteine, tra queste abbiamo un'altra pol che andrà acreare l'intermedio +.

Sesta classe (ssRNA + con DNA intermedio)

Non usano RNA + come mRNA, per potersi replicare devono passare per un intermedio a dsDNA tramite retrotrascrizione. La retrotrascrizione avviene nel citosol della cellula infettata ad opera della trascrittasi inversa che viene portata dal retrovirus. Il dsDNA va ad integrarsi nel genoma dell'ospite → il virus diventa parte integrante dell'ospite. Il suo genoma viene trascritto in mRNA, tradotto in proteine e viene creato un ssRNA + da inserire nel capside.

Settima classe (dsDNA con gap)

Le pol cellulari completano il DNA virale appena infetta la cellula, viene trascritto in mRNA e poi proteine.

I virus non usano DNApol per replicare il proprio genoma ma replicano il proprio genoma a partire da un RNA intermedio → il genoma a DNA viene trascritto a RNA e poi questo viene retrotrascritto a dsDNA. Devono usare trascrittasi inversa → hanno retrotrascrittasi costitutiva. Il processo di retrotrascrizione è lento e avviene con già il capside che si forma → si chiude il capside e la retrotrascrittasi lascia dei buchi perché non trova più nucleotidi.

ASSEMBLAGGIO E MATURAZIONE

Gli elementi costitutivi si assemblano e si forma il capside attorno al genoma in modo spontaneo. Alcuni virus hanno bisogno di step di maturazione.

RILASCIO

La fase di rilascio del virus avviene in due modi diversi in base alla tipologia del virus:

• virus nudi: lisi cellulare
• virus con envelope: gemmazione o budding, il virus acquisisce glicoproteine di superficie che erano state deposte sulla membrana cellulare. Nel giro di poche ore la cellula muore → necrosi

Curva di crescita virale

Quando aggiungo il virus alle cellule ho un periodo di latenza → il virus si deve adattare, dura circa 6h. Poi abbiamo crescita esponenziale con rilascio continuo dei virus nel surnatante delle cellule, quando il virus non ha più cellule da infettare abbiamo un numero costante.

PICORNAVIRIDAE

Sono virus ssRNA+ di classe IVa, sono molto piccoli. Comprende virus ubiquitari, ovvero virus molto presenti e diffusi nell'ambiente, nella popolazione umana e animale → infettano sia uomo sia animali. Sono virus estremamente resistenti, hanno un capside resistente ad un ampio range di pH, possono resistere nell'ambiente per un periodo

limitato ma superiore rispetto a quello di altri virus → influenza la via di trasmissione.

La famiglia è suddivisa in 9 generi, non tutti comprendono virus che interessano uomo:

• enterovirus
• rhinovirus
• hepatovirus

Gli altri interessano da un punto di vista economico → infettano animali e causano distruzione di interi allevamenti.

MORFOLOGIA

Capside

Il capside fornisce resistenza ad ampi range di pH, possono rimanere a lungo nelle acque di scarico, questo favorisce la via di trasmissione principale (fecale orale). Hanno resistenza anche al congelamento.

Il capside è icosaedrico e non supera 30 nm, sono virus nudi. E’ costituito da 60 capsomeri identici, ciascun capsomero è costituito da 4 proteine → viral protein 1, 2, 3, 4. VP1, 2 e 3 sono sulla superficie esterna del virus, VP4 si trova all’interno.

Genoma

Il genoma è lineare di 7500 bp, le sequenze codificanti sono divise in due parti per proteine strutturali e non. Il genoma è monopartito,

ha un’unica ORF che viene tradotta tutta allo stesso momento. L’intera replicazione avviene nel citoplasma.E’ simile a un mRNA, ha coda poliA, all’estremità 5’ ha VPg (virion protein genomic). Dopo la VPg c’è una sequenza non codificante,non tradotta e regolatoria, si dispone nello spazio a formare una foglia di quadrifoglio →clover leaf → sequenza IRES (internalribosome entry site).

ReplicazioneIl primo step è il riconoscimento delle cellule suscettibili che possiedono uno specifico recettore. I recettori del virus sono leproteine capsidiche che vanno a disporsi e a creare sulla superficie del capside una depressione che serve per allocare e riconoscereil recettore cellulare.CD155 è un recettore specifico per i poliovirus, ICAM-1 per rhinovirus. Questi recettori appartengono a quella superfamiglia direcettori transmembrana che viene definita famiglia delle Ig like molecole → assumono nello spazio una forma

simulare il cap proteico presente sugli mRNA cellulari→il virus pur nonavendo cap proteico lega i ribosomi → replicazione IRES dipendente. La prima proteina codificata dal genoma virale è una proteasich