Microbiologia - virus

CAPSIDE

Ci sono fondamentalmente due possibilità e poche eccezioni. I virus si dividono in:

1. Virus con capside a simmetria elicoidale (es. Rabdovirus).

Al ME si osservano a forma di bastoncini. Tutti i capsomeri sono assemblati l'uno affianco all'altro per andare a formare dei dischi. Arrivati alla fine si sovrappongono e continuano a formare una scala a chiocciola. Ci sono dei numeri che con il loro valore (ampiezza del disco per esempio) ci fanno capire di che simmetria si tratta (indicano quanto è spesso e largo il càpside tramite formule matematiche che esprimono relazioni precise tra la grandezza del capsomero ed il tipo di elica). I virus con un capside a forma di proiettile identificano i virus della rabbia.

2. Virus con capside a simmetria icosaedrica

Questo è un modo alternativo di costruire il capside. Quest'ultimo, in questo caso, è costituito da un poliedro (poligono con tante facce). Si immagini un dado con tutte le facce molto spigolose.

Se le facce sono smussate, queste sono ben squadrate. Se si aggiungono una serie di altre facce, più se ne aggiungono, maggiormente rotolerà il "dado" fin quando, aggiungendo altre facce, non si sarà prossimi alla sfera. Ma non è una sfera, anche se si tratta della struttura poliedrica quanto più vicina è possibile ad una sfera. Un'immagine per capire è un pallone da calcio, che non è sferico (se prendessimo le misure non lo è) ma che rotola ed è quindi un qualcosa quanto più vicino è possibile alla perfezione della sfera. Furono Watson e Crick che suggerirono una doppia possibilità di forma dei Virus. Si resero conto che però non possono essere tutti così. Durante la purificazione di un virus, i capsomeri (proteine simili a sé stesse) quando si trovano all'interno di una cellula si uniscono tra di loro per una serie di forze indipendenti per cui se ce

n’è qualcuno difettosoviene eliminato e quindi non inglobato. Il fatto di essere tutti ugualisuggerisce quindi anche l’idea di una eliminazione.

La struttura icosaedrica è costituita da 20 facce triangolari uguali. Laddoveci sono fibrille (antennine che fuoriescono) si parla di Adenovirus (neglialtri non ci sono, probabilmente è l’ unico dotato di questa struttura).

La simmetria può essere 1,2,3 e 5 volte fold. Se si prende la stessa strutturada un vertice all’altro si vede che questa è ripetuta + volte a seconda deltipo di fold. Ogni triangolino è costituito dallo stesso numero di capsomeri.

La parte intorno al càpside rappresenta l’envelope del virus.

Ci può essere una ultima possibilità per quanto riguarda la struttura delcapside che però è un’eccezione:

3. Virus con capside a struttura complessa

A questi appartengono i Poxvirus che hanno una struttura più complessama

Non possono essere individuati tramite formula matematica poiché non hanno simmetria precisa. Sono virus abbastanza grossi (200 – 400 nm) che hanno uno o più envelope ed una parte centrale in cui si trova il genoma.

ENVELOPE: si trova all'esterno del virus e può assumere diversa colorazione a seconda della colorazione positiva o negativa che si effettua (bianco, nero).

Ripetiamo nuovamente, guardando questa immagine, come è costituito un virus: al centro c'è un core, intorno c'è il capside, poi c'è la zona di matrice etc e poi un doppio strato di fosfolipidi (envelope, uguale ad una membrana cellulare con la differenza che ha proteine tutte uguali di 1,2,3,4,5 tipi codificate direttamente dal genoma virale). Sono proteine della cellula e quando si parla di envelope virale si ha la stessa costituzione della normale membrana cellulare con la differenza che le proteine possono essere quelle normali ed in più proteine.

direttamente codificate (la differenza è che queste sono in più). Riepilogo I tipi principali di simmetria che si possono avere sono: • Simmetria elicoidale • Simmetria icosaedrica • Simmetria complessa Quindi, in definitiva la struttura può essere: a) Icosaedrica b) Icosaedrica con envelope c) Elicoidale d) Elicoidale con envelope e) Complessa TABELLE Ci sono due tabelle importantissime che se si sanno spiegare si sa tutta la virologia di cui si necessita, opportunamente correlate con la terminologia del testo. Esse esprimono che cosa sono, come sono fatti e cosa fanno i Virus (non parlano delle malattie, sintomatologie e terapie di cui non ci occuperemo). Le classi di antibiotici e antivirali verranno trattati (quali sono, come sono fatti, che cosa fanno alla cellula batterica, come la eliminano) ma non si parlerà di dose e somministrazione. SPIEGAZIONE TABELLA VIRUS A RNA: Da un lato ci sono tutti disegni approssimativi che servono per ricordare più omeno i virus come sono fatti e i loro rapporti di dimensioni (la grandezza è scritta in nanometri). Una tabella è rosa (sopra) ed una azzurrina (sotto) che raggruppano tutti i dati fondamentali. Partendo da sopra: Dice il tipo di acido nucleico presente. Tutti i virus presenti in questa tabella sono a RNA. Dopodiché passa alla Icosaedrica e dice quali possono essere Elicoidale e quali possono essere La prima cosa che si capisce è che il passo successivo consiste nel raggruppamento dei virus a simmetria icosaedrica con o senza envelope (naked = senza envelope), mentre quelli a simmetria elicoidale (a RNA) sono solo con envelope. Quindi non esiste nessuna famiglia di virus che ha capside elicoidale e non ha envelope. Quindi se si ricorda che un virus è a simmetria elicoidale a RNA avrà sicuramente l'envelope (es: Influenzae), mentre un capside icosaedrico può essere nudo o con envelope. Subito dopo c'è

L'architettura del genoma può essere a ds (doublestrand) o ss (single strand), cioè a doppia o singola elica. Una cosa importante da notare è il fatto che quando si tratta di acido a singola elica è da sottolineare la polarità (positiva o negativa).

La tabella mostra inoltre il numero di frammenti, segmenti, molecole, di cui è composto l'acido nucleico. Questo significa che all'interno del core o c'è una molecola continua o il genoma è frammentato ("un pezzo, un altro pezzo, un altro pezzo...". Questo è caso dell'Opthomyxovirus o virus dell'influenza, costituito da 8 diversi segmenti di RNA).

Conoscendo questo parametro si può risalire al problema della ricombinazione e mutazioni (caso dell'Influenza aviaria) che si possono verificare nel virus, le quali portano al cambiamento delle caratteristiche del virus (l'RNA varia più facilmente del DNA).

Se quindi non sapessimo che questo virus è composto da 8 frammenti non sapremmo alcune delle modalità con cui il virus evolve. L'ultimo punto di cui si tiene in considerazione nella tabella è la classificazione di Baltimore secondo cui i virus sono divisi in 6 classi diverse a seconda del meccanismo di replicazione. Guardando nel con envelope: complesso vediamo che esistono 3 classi di virus a RNA: - III classe (doppio filamento di RNA) - IV classe (singolo filamento positivo) - V classe (singolo filamento negativo) 1 è di sesta classe (è unico il virus che rappresenta l'eccezione alla regola, che è un retrovirus, ossia ha 2 copie di singolo filamento positivo). Quindi: tutti i virus a RNA con simmetria elicoidale sono provvisti di envelope, hanno una molecola di RNA ss, sono a polarità negativa, sono di V classe, tranne i Coronavirus. Le famiglie virali sono oltre 20 ed è molto difficile imparare per ognuna di esse il meccanismo di replicazione.bisognerebbe studiare per anni ed è per questo motivo che con la classificazione si raggruppano i meccanismi di replicazione in 6 classi. Per cercare di ricordare si studia prima l'eccezione e poi la parte comune. Di quelli senza envelope (icosaedrici) fanno parte 2 famiglie che si comportano diversamente: III classe IV classe. Un'altra cosa, anche se meno importante, è la prima parte del nome del virus. La seconda parte è sempre -virite o -virus. Nella tabella subito dopo c'è scritto anche se c'è una polimerasi direttamente codificata dal virione. Questo cambia la replicazione del virus (che può essere a livello del citoplasma o del nucleo). Quelli che ce l'hanno si replicano in un certo modo, quelli che non ce l'hanno in altra sede. Si esprime inoltre la grandezza: non è importante sapere esattamente quanti nanometri è grande il virus, ma più o meno un'idea si deve avere, ma basta che.

Si sappia che non si tratta di metri!! I virus a simmetria icosaedrica, più o meno, sono abbastanza sferici, quindic'è solo una dimensione, altri sono allungati quindi c'è bisogno di due dimensioni che esprimano lunghezza e larghezza.

Ultima cosa della tabella riguarda il genoma. Riguardo esso quindi le cose che si devono sapere sono:

• Tipo DNA o RNA
• Struttura elica ss o ds con più o meno pezzi
• Dimensione dell'acido nucleico (passano da 3, 5 kb a 22-27 kb)

È scritto 22-27 kb perché nell'ambito della stessa famiglia virale ci sono virus con dimensione dell'acido nucleico diversa. Quindi in questo caso il più piccolo virus facente parte di questa famiglia aveva 22 kb, il più grande 27 kb. Più piccoli sono meno cose produrranno (i più piccoli codificano per meno proteine, quindi la dimensione del genoma è indice anche della grandezza del virus). Ci sono però

Anche strategie viralisecondo cui un virus con un piccolo genoma può codificare più proteine; infatti non è detto che un virus con un genoma di 10 kb che per esempio codifica 50 proteine ne produca 10 volte in più rispetto a quello di 1 kb (che quindi ne dovrebbe produrre 5). Quello di 1 kb ne può produrre anche 15, di conseguenza grandezza del genoma e numero di proteine non sono regolate da un rapporto che si mantiene lineare e quindicostante. È un motivo di economia del virus che con minore sforzo e quantità di genoma riesce a fare le stesse cose.

Spiegazione tabella virus a DNA:

È più semplice della tabella precedente perché parlando di virus a DNA le due possibilità che riguardano l'uomo