Virus

CAPSIDE ED ENVELOPE

L’involucro proteico che protegge l’acido nucleico prende il nome di capside e può avere

morfologia diversa:

Struttura elicoidale:

• le cui subunità proteiche si organizzano a formare strutture elicoidali, come

un’elica attorno all’acido nucleico. Al microscopio elettronico questi virus assumono un aspetto

bastoncellare.

• Struttura simmetrica: capside con simmetria icosaedrica. L’icosaedro è una struttura

geometrica ben de nita caratterizzata da 20 facce e 12 vertici. Questi virus al microscopio

elettronico appaiono quasi sferici.

Distinguiamo:

- i VIRUS NUDI: costituiti soltanto da acido nucleico e dal capside (di simmetria elicoidale o di

simmetria icosaedrica);

- i VIRUS INVILUPPATI: dove, oltre all’acido nucleico e al capside, è presente anche una

membrana fosfolipidica, chiamata envelope.

Nel virus sono presenti proteine che vanno a costituire la struttura del capside o rappresentano

proteine di super cie che permettono al virus di prendere contatto con la cellula che deve

parassitare. I virus, al contrario dei batteri, devono prima prendere contatto con la cellula ospite in

modo speci co e poi entrare nella cellula, tramite proteine che prendono il nome di antirecettori

virali:

• nei virus nudi, gli antirecettori si trovano ai vertici dell’icosaedro. I virus nudi sono più resistenti

all’essiccamento, ai disinfettanti e all’acidità gastrica; possono essere trasmessi facilmente anche

per contatto indiretto.

• nei virus inviluppati, gli antirecettori si trovano sul doppio strato fosfolipidico. I virus inviluppati

sono meno resistenti perché la membrana è più sensibile all’essiccamento e all’alcool, soprattutto

se è lipidica. Questi virus, per infettare l’uomo, deve essere trasmesso per contatto diretto, perché

nell’ambiente esterno non riesce a sopravvivere.

Grazie all’interazione tra l’antirecettore virale e il recettore cellulare, presente sulla super cie della

cellula ospite, avverrà l’infezione della cellula.

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VIRUS A DNA E A RNA

Un virus, il cui materiale genetico è costituito da DNA, prende il nome di deossiribovirus.

deossiribovirus

I possono essere: a doppia elica circolare, a doppia elica lineare oppure a

singolo lamento. ribovirus.

I virus a RNA prendono il nome di Possono essere a singolo o doppio lamento, a

polarità positiva o negativa.

I virus erpetici, che possono causare l’herpes labiale, sono virus inviluppati con capside

icosaedrico a doppio lamento di DNA lineare.

Il virus dell’epatite B è un virus inviluppato che viene de nito deossiribovirus parzialmente

bicatenario perché un’elica di DNA è completa e una è incompleta.

Il virus dell’epatite C è un ribovirus.

I virus che causano l’in uenza sono inviluppati con capside elicoidale il cui genoma è RNA

segmentato, fatto da tanti frammenti.

La REPLICAZIONE VIRALE, ovvero l’infezione di un virus, avviene secondo le seguenti tappe:

Adsorbimento:

1. rappresenta il primo contatto fra il virus e la super cie della cellula ospite, è il

legame altamente speci co che si instaura fra l’antirecettore e il recettore cellulare

Penetrazione:

2. la cellula ingloba il virus all’interno del suo citoplasma;

Denudamento:

3. Il capside si scompone (fase di denudamento) e l’acido nucleico del virus

diventa disponibile alla cellula ospite, che lo replica e sintetizza le sue proteine.

4. Sintesi macromolecolari

Montaggio/assemblaggio dei virioni:

5. tutti i componenti si assembano.

Fuoriuscita del virus dall’ospite:

6. rilascio di virus ottenuti da una singola particella virale. È

la fase che causa il danno tramite fuoriuscita per lisi, gemmazione o esocrescita. Se il virus è

inviluppato, uscirà per gemmazione portando con se parte della membrana plasmatica perché

deve simulare la sua membrana esterna (l’envelope).

Per cellula sensibile si intende una cellula che presenta i recettori speci ci per un determinato

virus. Non tutti i virus possono infettare qualsiasi cellula: infatti, si parla di spettro d’ospite (ovvero

la specie che il virus è in grado di infettare, se piante, animali o uomo).

Per esempio, il virus in uenzale ha i recettori speci ci solo a livello delle cellule della mucosa

respiratoria.

Un esempio di virus che può infettare sia animali che uomini è il virus della rabbia: circola tra gli

animali e viene contagiato all’uomo attraverso il morso. tropismo tissutale,

Nell’ambito dell’ospite umano, i virus si di erenziano in base in base al

bersaglio cellulare su cui agiscono.

Il sistema immunitario può bloccare il processo di adsorbimento attraverso la produzione di

anticorpi neutralizzanti che si legano agli antirecettori.

Se il virus è inviluppato, l’involucro si fonde con la membrana dell’ospite attraverso delle proteine

fusogene permettendo solo al nucleo e al capside di entrare all’interno della cellula. Se, invece il

virus è nudo la cellula ospite verrà indotta a formare un endosoma che lo avvolge e lo internalizza.

DNA

Se il virus è a andrà a localizzarsi nel nucleo della cellula ospite, perché è li che troverà gli

enzimi deputati alla replicazione (DNA polimerasi) e alla trascrizione (RNA polimerasi).

RNA a polarità positiva con singolo lamento,

Se il virus è a ha un mRNA simile all’mRNA della

cellula: quindi, quando entra nella cellula, il genoma verrà subito tradotto perché la cellula non lo

riconosce come estraneo.

RNA a polarità negativa con singolo lamento

Se il virus è a ha un mRNA diverso dalla cellula

ospite, quindi verrebbe riconosciuto come estraneo. Però, questi virus possiedono l’enzima RNA-

polimerasi-RNA-dipendente-virale, una trascrittasi inversa che ha la funzione di trasformare l’RNA

a polarità negativa in RNA a polarità positiva.

COLTIVAZIONE

I virus non possono essere coltivati nei terreni tipici per i batteri, perché sono parassiti

intracellulari obbligati e possono essere coltivati solo in presenza di cellule ospite.

In passato si utilizzava l’uovo embrionale di pollo, sistema che permetteva la coltivazione e

l’ottenimento di concentrazioni di tanti virus.

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In laboratorio, i sistemi più moderni prevedono l’utilizzo dei tappeti cellulari: un tessuto animale o

umano che viene modi cato e diventa immortale. Per capire se la coltivazione è andata a buon

ne si vede al microscopio ottico il danno che il virus ha creato sulla cellula (e etto citopatico).

Un virus a Dna è più stabile rispetto ad un virus ad Rna, poichè, anche se si moltiplica, rimane

pressoché uguale dal punto di vista antigenico, quindi anche nell’interazione con l’ospite. Mentre,

un virus ad Rna tende a modi care le sue caratteristiche antigeniche. Questo comporta che

l’ospite che è entrato in contatto con un virus ed ha acquisito memoria immunologica, non

resisterà ad un secondo incontro dato che l’agente è mutato.

Il virus entra nella cellula ospite, de nita cellula sensibile, tramite recettori cellulari, proteine

cellulari che andranno a legarsi in modo altamente speci co con gli anti-recettori virali.

Quindi la cellula ospite deve essere in primo luogo sensibile, cioè deve presentare dei recettori

speci ci. Se non li ha, quel virus non la potrà infettare. Il legame recettore-antirecettore determina

un tropismo cellulare: per esempio il virus in uenzale infetta in modo speci co le cellule della

mucosa respiratoria, gli enterovirus vanno a riconoscere e ad infettare le cellule dell'intestino.

VIRUS A DNA

Il virus entra all'interno della cellula tramite scapsidazione, ovvero la dissoluzione del capside e

liberazione dell'acido nucleico. L’ acido nucleico dal citoplasma migra nel nucleo. La cellula ospite

considera questo DNA come se fosse un suo DNA, quindi la RNA-polimerasi sintetizzerà il

corrispondente Rna-messaggero. L’Rna messaggero migra nel citoplasma, va a legarsi ai

ribosomi e verrà tradotto in proteine virali.

Le proteine virali si distinguono in: proteine strutturali, che andranno a costituire la struttura del

virus e proteine funzionali, quelle deputate alla replicazione dell'acido nucleico.

Un virus a Dna è più stabile perché l’enzima DNA-polimerasi, che replica l'acido nucleico virale, è

un enzima che ha la capacità di correggere le bozze, può svolgere un'attività che viene chiamata

esonucleasica (elimina il nucleotide che era stato inserito in modo errato e inserisce il nucleotide

corretto).

VIRUS A RNA

- Il virus a RNA a polarità positiva prende contatto con la cellula (adsorbimento), entra nella

cellula, dissolve il capside e libera l'RNA a polarità positiva. L' RNA a polarità positiva è un RNA

che ha le stesse caratteristiche di un RNA messaggero. Per questo, la cellula che è stata

infettata, andrà a tradurre immediatamente l’RNA a polarità positiva. Tra le proteine funzionali

del virus esiste un enzima (RNA-polimerasi-RNA-dipendente) la cui funzione è quella di

utilizzare il lamento a polarità positiva per sintetizzarne uno complementare a polarità negativa

( lamento intermedio) che, a sua volta, risulterà lo stampo per la sintesi di tantissime altre copie

di RNA a polarità positiva. L’enzima RNA-polimerasi-RNA-dipendente, assente negli eucarioti,

commette diversi errori e non ha la capacità di correggerli come faceva la DNA polimerasi.

Ecco, quindi, che più il virus si replica, più si modi ca nel tempo. Questo spiega perché i virus a

RNA non sono stabili come quelli a DNA.

- Il virus a RNA a polarità negativa, entrando nella cellula ospite rilascia il suo RNA a polarità

negativa, assente nella cellula ospite, la quale non attiva la sintesi proteica. Ecco che i virus a

RNA a polarità negativa portano al loro interno l'enzima preformato, RNA-polimerasi-RNA-

dipendente. Sintetizza, a partire dall’RNA a polarità negativa uno stampo di RNA a polarità

positiva che verrà utilizzato, a sua volta, come stampo per l'ottenimento di tante copie di RNA a

polarità negativa.

RAPPORTO VIRUS-CELLULA

Abbiamo de nito la cellula sensibile come cellula che presenta dei recettori che vengono

riconosciuti dall'anti-recettore virale. La cellula ospite oltre ad essere sensibile, deve essere anche

permissiva, cioè deve mettere a disposizione tutto il suo macchinario biosintetico: ribosomi, RNA-

polimeras