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I Virus - Lezione 1

Appunti di virologia sui virus basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni della prof. D'Isanto dell’università degli Studi Sannio - Unisannio, della facoltà di Scienze matematiche fisiche e naturali, Corso di laurea magistrale in biologia. Scarica il file in formato PDF!

Esame di Virologia docente Prof. M. D'Isanto

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Lezione 15 del 25/11/14 Virologia (Imma

M.)

STRUTTURA

I virus sono microrganismi endoparassiti obbligati,non possono vivere al di fuori della

cellula, hanno la necessità di sfruttare pattern enzimatico ( a parte alcuni enzimi codificati

dal proprio genoma9 della cellula che vanno ad infettare per poter creare una progenie. La

struttura dei virus comprende il nuclecapside,una scatoletta proteica esterna che

contiene il genoma cosituito da dna, rna, proteine strutturali, glicoproteine ed alcuni

enzimi che contribuiscono alla replicazione del virus soprattutto nei virus a rna in quanto le

polimerasi rna-dipendente sono associate al genoma virale.Esistono virus che possono

presentano oltre al nuclecapside esternamente un mantello o envelope o pericapside

ovvero rivestimento esterno costituito da fosfolipidi e proteine che, in base all origine re

plicativa può derivare dall apparato di golgi o dalla membrana esterna o dalla membrana

cellulare.Le caratteristiche antigeniche prendono origine da quale sistema di membrana

ne è la fonte, i virus possono sintetizzare proteine specie specifiche che andranno ad

arricchire il pattern antigenico dell envelope di cui si andranno a rivestire quindi in base

alla specie. In base al tipo di assemblaggio ovvero le forze che mantengono insieme le

proteine del capside, eventuali proteine della matrice tra il capside e l envelope e la

struttura dell envelope stesso non richiede energia anzi l assemblamento che avviene tra

le componenti del capside serve per poter raggiungere un livello energetico piu stabile

possibile per cui ci sono delle interazioni di tipo non covalente che sono mediate dalla

ricerca di una stabilità di tipo stechiometrico, affinchè ciò avvenga il capside viene ad

arricchirsi di ioni positivi come Na+, K+ o proteine che vengono a stabilizzare e a ridurre

le cariche che possono creare delle repulsioni tra le varie strutture che vanno a costituire

il virus stesso. In base alla struttura del capsoide ovvero queste unità di natura proteica

che vanno a costituire la scatoletta possiamo avere vari tipi di Simmetria : Icosaedrica

(ben organizzata caratteristica di molti virus che possono presentare o meno il mantello

cioè i capsoidi vanno ad interagire formando un icosaedro) Elicoidale( disposizione ad

alfa elica dei capsomeri che andrà a creare un cilindro dove i capsomeri andranno a

prendere con la parte interna contatto con l acido nucleico che quindi si distribuisce nel

cilindro stesso)una Bilaterale binaria e un Organizzazione complessa dovuta alle

caratteristiche dei batteriofagi dove vi è un asse di simmetria bilaterale per cui il

batteriofago è simmetrico sia da un lato che dall altro).

ADENOVIRUS UMANO: SIMMETRIA ICOSAEDRICA(possono o meno presentare l

envelope)

PARAMYXOVIRUS UMANO: SIMMETRIA ELICOIDALE (possono o meno presentare l

envelope)

POXVIRUS (appartengono il vaiolo umano e bovino): STRUTTURA COMPLESSA

Esistono virus extra-cellulari ed intra-cellulari. quelli extra-cellulari possiedono una doppia

struttura di rivestimento all interno abbiamo nucleo capside particolarmente complesso

con dei corpi laterali visualizzabili. Poxvirus è un virus particolarmente grande con una

struttura complessa, i capsomeri si organizzano senza una simmetria ben definita, sono

molto caratteristici infatti non vi è un equazione matematica che può definire l

organizzazione dei capsomeri del nucleocapside. I batteriofagi hanno una simmetria

bilaterale binaria per cui è possibile suddividerli in due metà identiche per quanto riguarda

l attacco alla cellula. Le proteine del mantello sono importanti perché intervengono nel

processo di adesione ovvero di interazione del virus con la membrana cellulare.L envelope

crea vulnerabilità nel virus che lo possiede(è sensibile ad agenti chimici,calore..).I virus

senza capside sono endocitati, quelli che invece presentano envelope utilizzano dei

processi di fusione sia a livello della membra sia dell endosoma tramite cui penetrano, il

processo di fuoriuscita può essere un processo di gemmazione, sempre di acquisizione

della membrana, questo dal punto di vista evolutivo favorisce il virus nel replicarsi, non

determinando la lisi cellulare come invece accada per i virus a capside nudo, questa

strategia dell envelope permette una maggiore resistenza del virus come quello dell

herpes che una volta entrato in una certa specie può diffondere in maniera retrogada nelle

aree infettate circostanti nel momento in cui hanno superato la barriera epiteliale.

GENOMA

Il genoma dei virus è variabile :possiamo trovare virus a ssDNA , a dsDNA, a ssRNA , a

dsRNA.L rna può contenere molecole più segmentate con polarità negativa o positiva,

questo va ad incidere sulla replicazione del virus stesso, in quanto nel momento stesso sia

ha un template che sia ad rna positivo questo template può essere utilizzato direttamente

come rna messaggero nel caso in cui l rna ha polarità negativa c è bisogno di una

replicazione rna dipendente e che questo virus abbia dei enzimi virus specifici presenti nel

capside.L herpes virus e l adenovirus sono particolarmente grandi rispetto ai soliti genomi

virali che possono codificare per pochi geni; una delle strategie di replicazione è quella di

produrre rna policistronici e quindi in base all occorrenza grazie a fenomeni di splicing

possono dare un corredo cromosomico diverso e fasi diverse nel processo di replicazione

ovvero fasi precocissime, intermedie o tardive di sintesi proteica . Il virus quando infetta la

cellula usufruisce dei pattern enzimatici della cellula stessa ma per innescare le fasi

precoci è essenziale che sintetizzi delle proteine proprie che servono per proseguire la

sintesi del genoma e per la sintesi di proteine strutturali e di sintesi.Gli harpes virus hanno

un genoma a doppia catena che circolarizza di 275 kb , la capacità di agganciarsi dipende

dalla presenza di strutture di quattro isomeri che risultano essere equivalenti. Gli

adenovirus hanno un dna a doppia catena più piccolo di quello dell herpes con frequenze

ripetute terminali a singolo filamento, la trascrizione avviene nel nucleo e utilizzano delle

dna-polimersi, quindi queste proteine che vengono sintetizzate precoci che possono

innescare il processo di replicazione. Il poliomavirus ha un genoma piccolo a singola

catena superavvolto grazie alla presenza di istoni di natura cellulare, sei geni la cui

trascrizione è mediata da un sistema di operoni i quali hanno sequenze sono sovrapposte,

ci sono sequenze non codificanti che possono mediare la trascrizione mediante la

capacità di modulare la sintesi di tratti anziché ampi grazie alla sovrapposizione. I

carbovirus hanno genoma lineare a singola catena, molto piccolo, hanno 2 geni :un gene

che codifica par le proteine della trascrizione e il gen cap che sintetizza per le proteine del

capside. I sistemi di organizzazione del genoma dei virus presentano sequenze

sovrapposte, le sequenze palindromiche cioè tutti quei sistemi che possono mediare la

struttura del genoma differente a seconda della fase di trascrizione ; queste sequenze

palindromiche presenti alle estremità sono costituite da 115 nt ed inducono l inizio della

replicazione. I picornavirus e i coronavirus (ssRNA+) hanno un genoma a singola catena.

Nei picornavirus la sequenza di innesco della sintesi non è il cap ma hanno sequenze

IRES che sostituiscono il cap mentre nei coronovirus vi è un rna a polarità positiva di 27-

30kb, che ha il cap metilato al 5’ come un rna messagero e quindi essendo positivo

funziona da rna messaggero nelle fasi precoci di sintesi e l rna sintetizzatato è di tipo

monocistronico. Mentre i picornavirus hanno sempre la sequenza IRES legata alla

proteina VPg che media l innesco della sintesi proteica, viene prodotta un'unica proteina di

circa 2000 aa. paramyxovirus e Rhabdovirus (ssRNA-)presentano una singola molecola di

rna a polarità negativa che determina la necessità di una fase di sintesi degli rna

messaggeri per cui la particella non risulta essere infettata nelle prime fasi. Nei

paramyxovirus ogni gene presenta un proprio segnale di inizio della traduzione I

rhabdovirus (sempre segmentato)hanno un genoma di circa 11 kb, ha una regione leader

di 50nt al 3’ e una sequenza UTR presente al 5’di 60 nt. Gli orthomixovirus (ssRNA-)

possiedono un genoma segmentato perché possiede più rna, ha sequenze comuni al 5’ e

3’ che hanno la capacità di interagire tra di loro creando dei ripiegamenti ,strutture

elicoidali grazie alle sequenze terminali che consentono anche l impacchettamento del

virus nel completamento della particella virale (ovvero le interazioni di tipo covalente che

permettono l assemblaggio). Esistono virus con genoma a tre segmenti in cui abbiamo rna

a polarità negativa ma possiamo avere anche segmenti a polarità sia positiva sia negativa

detti per questo ambi senso come i bunyavirus caratterizzati da un terzo segmento S

caratterizzato da polarità diversa;non hanno né cap ne adenilazione al 3’. I virus a genoma

segmentato dal punto di vista evolutivo possono presentare un vantaggio ovvero il virus

può sopportare maggiori variazioni e riuscire a mantenere il fenotipo e la capacità

infettante, questo però determina un prolungamento della fase di impacchettamento, tutti i

segmenti devono poter interagire tra loro e creare strutture elicoidali di cui sopra grazie

alle sequenze ripetute ma in più devono interagire più segmenti con le strutture

proteiche cosi andranno a costituire il virione nell assemblaggio. A volte questi genomi

segmentati possono essere contenuti in più virioni che da un lato migliora i tempi di

assemblaggio e dall altro riduce la capacità infettante del virus stesso in quanto tutti i

segmenti suddivisi in più virioni devono infettare la stessa cellula affinchè l infezione sia

produttiva, soprattutto nel virus vegetale avviene questo non in quelli animali.

CLASSIFICIZIONE

La classificazione è in continua evoluzione perché i virus hanno un alta variabilità

strutturale dovuta ai cicli replicativi che dipendono dalle interazioni e delle eventuali

confezioni che i virus abbiano potuto avere .La classificazione è basata sulla morfologia,

uno dei fattori predominanti è l individuazione della simmetria: elicoidale,

icosaedrica,complessa.La valutazione sierologica può tipizzare le varie specie ma in

maniera relativa. la principale classificazione si basa sull individuazione del genoma che

può essere:ssDNA,dsDNA,ssRNA,dsRNA (anche in base alla capacità di retrotrascrivere o

alla presenza di retrotrascrittasi inverse). Il principio della TASSONOMIA inizialmente era


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DETTAGLI
Esame: Virologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in biologia
SSD:
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher cenerella.90 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Virologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Sannio - Unisannio o del prof D'Isanto Marina.

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