Appunti di Microbiologia

CICLO INFETTIVO

Ciclo replicativo virus animali (stessi step batteriofagi):

• Attacco (adsorbimento) del virione alla cellula ospite
• Ingresso del nucleocapside virale nel citoplasma della cellula ospite
• Rilascio del genoma e sintesi delle proteine e dei genomi virali
• Assemblaggio dei virioni della progenie
• Rilascio dei virioni della progenie

Una cellula ospite per consentire il ciclo di replicazione di un virus deve essere suscettibile e permissiva.

Definizioni importanti:

• Suscettibile: cellula dotata di recettore per l'attacco del virus (può o non può supportare la replicazione virale). Il recettore sulla superficie della cellula ospite riconosce l'anti-recettore virale (es gp120).
• Permissiva: cellula in cui il virus può replicarsi (può o non può essere suscettibile). È in grado di fornire al virus tutto quello di cui ha bisogno per replicarsi.
• Resistente: cellula priva del recettore per l'attacco del virus (può o non può essere suscettibile).

Il virus entra nella cellula suscettibile attraverso un processo chiamato adsorbimento, in cui si lega ai recettori presenti sulla superficie della cellula. Successivamente, il virus penetra nella cellula attraverso endocitosi o fusione con la membrana cellulare. Una volta all'interno della cellula, il virus rilascia il suo materiale genetico e utilizza le risorse cellulari per replicarsi. La replicazione virale può avvenire nel nucleo o nel citoplasma della cellula, a seconda del tipo di virus. Durante la replicazione, vengono prodotte nuove particelle virali che possono infettare altre cellule suscettibili e propagare l'infezione.

Il legame tra gp120 (del virus) e CD4 (recettore primario sulla superficie dei linfociti TCD4) causa un cambiamento conformazionale della gp120 che espone i siti riconosciuti dai corecettori.

Seguono altri cambiamenti conformazionali della gp120: esposizione di una sequenza amminoacidica localizzata all'estremità aminoterminale della gp41 (peptide di fusione) necessaria per innescare la fusione tra pericapside e membrana citoplasmatica. La sequenza amminoacidica riesce a prendere contatto con un co-recettore. In seguito a questo contatto si verifica un ulteriore cambiamento conformazionale che porta a esporre una regione idrofobica presente nella gp41 (quella inserita nella membrana del pericapside). Questa regione viene chiamata peptide di fusione, perché si va' a inserire nella membrana citoplasmatica → porta le due membrane (del pericapside e citoplasmatica) a fondersi.

Meccanismo di ingresso del virus

dell'influenza: endocitosi e successiva fusione del pericapside con la membrana dell'endosoma

Due glicoproteine nel pericapside dell'influenza: emoglutinina e neuroaminidasi. Proteina M2 costituisce il canale ionico → fa passare ioni H+ che si generano nell'endosoma → virione si acidifica (abbassamento del pH) → disassemblaggio della matrice (strato tra pericapside e capside) del virione + induce un cambiamento conformazionale dell'emoglutinina che fa esporre un peptide di fusione simile a quello della gp41 tale per cui la membrana del pericapside si fonde con la membrana dell'endosoma → i nucleocapsidi del virus dell'influenza fanno il loro ingresso nel citoplasma. Nucleocapsidi vengono trasportati verso il nucleo (interazioni con fattori nel citoplasma), dove il virus si replica. → l'ingresso del nucleocapside avviene per degradazione dell'endosoma.

Meccanismo d'ingresso di Adenovirus: endocitosi e successiva lisi della

La membrana dell'endosoma è un virus nudo. Entra mediante endocitosi mediata da recettore. Nell'endosoma: abbassamento del pH che porta alla rottura del capside → il capside si disassembla. Le proteine del capside dell'adenovirus si inseriscono nella membrana dell'endosoma formando dei buchi → rottura di questa membrana. Il genoma del virus viene portato fino al complesso del poro → entra nel nucleo e si replica.

REPLICAZIONE

Sintesi delle proteine e dei genomi virali. La replicazione del genoma virale e l'assemblaggio dei virioni della progenie possono avvenire nel citoplasma o nel nucleo (a seconda delle caratteristiche del virus). La replicazione dei genomi virali dipende dalle caratteristiche del genoma (DNA, RNA).

Virus che si replicano nel nucleo:

• Herpesviridae: es HSV1 (herpes Simplex 1), dsDNA
• Adenoviridae: es Adenovirus (dsDNA)
• Papillomaviridae: es Papillomavirus (dsDNA)
• Hepadnaviridae: es HBV (virus epatite B), DNA parzialmente bicatenario
• Orthomyxoviridae: es...

virus influenza (sRNA-, segmentato)

Virus che si replicano nel citoplasma:

• Paramyxoviridae: es virus del morbillo (sRNA-)
• Picornaviridae: es polio virus (sRNA+)
• Filoviridae: es Ebola virus (sRNA-)
• Flaviviridae: es HCV (virus epatite C), sRNA+
• Paxviridae: es virus del vaiolo (dsDNA)

La maggior parte hanno un genoma costituito da RNA. Poxvirus, anche se è a DNA bicatenario, si replica nel citoplasma invece che nel nucleo: perché?

Quelli che vanno nel nucleo ci vanno perché c'è la trascrittasi per fare il mRNA. Poxvirus ha già l'enzima per fare l'mRNA quindi non serve che entri nel nucleo.

ASSEMBLAGGIO

Nel genoma sono contenuti i geni per le proteine strutturali. Esse verranno prodotte nel citoplasma e poi si dovranno assemblare.

L'assemblaggio dei virioni dipende da:

• proteine del nucleocapside (nella loro sequenza c'è "scritto" come interagire tra di loro per assemblare il capside)
• chaperonine virali

Chaperonine cellulari (in alcuni casi)

Impacchettamento del genoma

Problema: durante l'assemblaggio dei virioni della progenie, come avviene il riconoscimento dei genomi virali dal DNA o RNA cellulare?

Soluzione: segnali di impacchettamento nel genoma virale: nel genoma virale ci sono sequenze nucleotidiche capaci di interagire in maniera specifica con le proteine del capside.

Funzione delle proteine strutturali: riconoscimento specifico ed impacchettamento del genoma della progenie virale. Herpes virus hanno un genoma che si replica mediante il meccanismo del cerchio rotante → si creano concatameri. Nel genoma c'è una sequenza che interagisce con proteine (terminasi) che interagiscono con proteine del portale dell'herpes.

Genoma virale legato a proteine specifiche che lo portano al portale del capside → portato dentro (idrolisi ATP). Quando il capside si è riempito subentra una proteasi (proteina strutturale del capside) che taglia il genoma (concatamero).