Virologia generale

VIROLOGIA GENERALE

Microbologia

Scienza che studia le forme di vita invisibili ad occhio nudo:

• microrganismi vivenA (baCeri, funghi microscopici, protozoi)
• non vivenA (virus)

La microbiologia si divide in:

• baCeriologia baCeri
• virologia virus
• microbiologia funghi
• parassitologia protozoi e metazoi

BATTERI VIRUS

BATTERI:

• sono organismi vivenA
• si autoriproducono
• traCaA con anAbioAci

VIRUS:

• non sono organismi vivenA
• necessitano di un ospite per propagarsi
• traCaA con anAvirali

ENTRAMBI:

• infeCano gli umani
• si presentano in molte forme
• contengono proteine e materiale geneAco

VIRUS: ASPETTI GENERALI E PATOGENESI

COSA SONO I VIRUS?

Non sono cellule (non crescono e non si dividono) ma PARASSITI INTRACELLULARI OBBLIGATI, capaci di replicarsi solo all'interno di una cellula ospite (eucarioAca o procarioAca) sfruCando l'apparato replicaAvo di quest'ulAma.

• dimensioni microscopiche (20-300 nm)
• gli anAbioAci non hanno alcun effeCo sui virus (non hanno né la parete cellulare)

nucleoide, che è costituito da un singolo filamento di acido nucleico (DNA o RNA) circondato da una capsula proteica chiamata nucleocapside. Altri virus possono avere un involucro proteico che avvolge la nucleocapside. I virus sono classificati in base al tipo di acido nucleico che contengono e al loro modo di replicarsi. Alcuni virus hanno un genoma a DNA, mentre altri hanno un genoma a RNA. Alcuni virus replicano nel nucleo della cellula ospite, mentre altri replicano nel citoplasma. I virus sono parassiti intracellulari obbligati, il che significa che si replicano solo all'interno di una cellula ospite. Una volta infettata la cellula, il virus sfrutta i meccanismi enzimatici presenti all'interno della cellula per replicarsi. All'esterno della cellula ospite, il virus si presenta sotto forma di particelle virali chiamate virioni, che consistono in una proteina che contiene l'acido nucleico del virus. Senza una cellula ospite da infettare, i virus non possono sopravvivere. L'età virus-cellula infettata è considerata la forma di vita del virus. I virus sono molto diffusi in natura e possono infettare una vasta gamma di organismi, tra cui batteri, protozoi, alghe, piante, funghi e animali, compreso l'uomo. Alcuni virus sono specifici per un determinato tipo di cellula ospite, mentre altri possono infettare diverse specie di organismi. In conclusione, i virus sono agenti infettivi che si replicano solo all'interno di una cellula ospite. Sono costituiti da un acido nucleico circondato da una capsula proteica e possono infettare una vasta gamma di organismi.

RIVESTIMENTO ESTERNO che avvolge il nucleocapside deCo ENVELOPE (MANTELLO OPERICAPSIDE)

GENOMA VIRALE-una sola specie di ACIDO NUCLEICO:

• Virus a DNA DEOSSIRIBOVIRUS
• Virus a RNA RIBOVIRUS

-geni:

• Geni codificaA per proteine (del capside, enzimi)
• Geni di controllo

-conformazioni

• Doppio filamento ( bicatenario)
• Singolo filamento (monocatenario)

-di Apo:

• Lineare
• Circolare
• Segmentato

CAPSIDE VIRALE-rivesGmento proteico che protegge il genoma virale

• composto da proteine singole o mulAple (protomeri, l’unione dei protomeri capsomeri)
• FUNZIONI protezione, forma al virione-definisce la SIMMETRIA del virione simmetria elicoidale, simmetria cubica o icosaedrica, simmetriacomplessa
• struCura riconosciuta dal sistema immunitario (nei virus nudi)

Simmetria elicoidale i protomeri si dispongono con un andamento a spirale

Simmetria cubica o icosaedrica i protomeri disposA a poligono con 12 verAci e 20 facce idenAche, atriangolo

equilateroPROTEINE VIRALI-PROTEINE STRUTTURALI: che sono incorporate nelle nuove parAcelle virali come cosAtuenA del capside ocome struCure parAcolari presenA nell’envelope.-PROTEINE FUNZIONALI O NON STRUTTURALI: dna-polimerasi o RNA-polimerasi che permeCono all’acidonucleico virale di replicarsi

ENVELOPE-Natura lipidica o glicolipidica- i virus acquisiscono il mantenello nella fase tardiva del ciclo d’infezione, dopo l’assemblaggio delnucleocapside-il mantello origina da:Membrana citoplasmaAca• Membrana nucleare•Sul mantello sono presenA GLICOPROTEINE virali che permeCono l’assorbimento del virione sulle cellulepermissive

VIRUS NUDO vs VIRUS CON ENVELOPEVIRUS NUDO proprietà VIRUS CON ENVELOPE proprietà-distruCo da acidi, detergenA, essiccamento e-resistente e alte temperature, acidi, detergenA, caloreessiccamento -modifica le membrane cellulari durante il ciclo-è rilasciato dalla cellula per lisi vitale (fusione)-è

rilasciato per gemmazione, talvolta per lisicellulare Conseguenze:

• facile diffusione ambientale
• deve rimanere in ambiente umido
• può sopportare le diverse condizioni dell'intestino
• non sopravvive nel tratto gastro-intestinale

CICLO VITALE DEI VIRUS:

1. fase intracellulare: si verifica la replicazione delle componenti virali con formazione di particelle virali
2. fase extracellulare VIRONE: particella virale completa, libera e infettante

REPLICAZIONE VIRALE:

Cellula sensibile (possiede recettori cellulari per l'attacco degli anticorpi virali) e permissiva (permissiva alla replicazione virale), ovvero viene infettata e consente la trascrizione del genoma e la sintesi di tutte le proteine virali, il virus porta a termine il suo ciclo di replicazione

• infezione produttiva: viene prodotta una progenie virale infettante; avviene in cellule sensibili e permissive
• infezione abortiva: vengono espressi solo alcuni geni virali, perché il virus è difettoso, o perché la cellula non è permissiva

cellulanon è permissiva (cioè non consente la trascrizione del genoma virale e la sintesi delle proteine virali.) Non viene prodotto nuovo virus.

CICLO REPLICATIVO VIRALE

1. ADSORBIMENTO
2. PENETRAZIONE
3. SCAPSIDAZIONE
4. SINTESI DEGLI ACIDI NUCLEICI E DELLE PROTEINE VIRALI
5. ASSEMBLAGGIO
6. RILASCIO E MATURAZIONE

1. ADSORBIMENTO - fase di contatto con virus-cellula, richiede:

• PRESENZA DI UN BERSAGLIO CELLULARE
• UNA PROTEINA VIRALE IN GRADO DI LEGARE IL BERSAGLIO
• L'interazione specifica fra strutture virali (antigeni) e cellulari (recettori) si basa sulla membrana plasmatica
• Le caratteristiche del recettore determinano lo spettro d'ospite, quali cellule possono essere infettate e le caratteristiche della malattia (TROPISMO VIRALE)

2. PENETRAZIONE - è la fase di trasferimento del virus dalla superficie della cellula, attraverso la membrana cellulare, all'interno nel citoplasma della cellula ospite e può avvenire per:

• fusione
• endocitosi

3. SCAPSIDAZIONE

(UNCOATING)-Processo attraverso il quale il genoma virale si separa dalle proteine che lo rivestono mediante l'azione delle proteasi sul capside e degli enzimi lisosomiali sulle strutture proteiche-il capside virale viene totalmente o parzialmente rimosso, ed il genoma viene liberato nel citoplasma ed esposto, in modo da poter essere espresso. SINTESI DI ACIDI NUCLEICI E DI PROTEINE VIRALI Il virus deve utilizzare il metabolismo cellulare per: - sintetizzare le proprie proteine virali - replicare il proprio acido nucleico Diverse strategie: - L'acido nucleico può essere sintetizzato nel nucleo o nel citoplasma La sintesi di proteine avviene sempre nel citoplasma VIRUS A DNA (deossiribovirus): REGOLE GENERALI: - per la replicazione del genoma occorre l'enzima DNA polimerasi- DNA dipendente - generalmente i virus piccoli utilizzano la polimerasi cellulare - i virus grandi codificano per una polimerasi virale - la trascrizione avviene generalmente nel nucleo - per la sintesi dei

mRNA viene usata RNA polimerasi II-DNA dipendente

VIRUS A RNA (ribovirus):

REGOLE GENERALI

RNA (+): COME UN mRNA

• si lega ai ribosomi per la sintesi delle proteine
• è un intermedio a RNA (-) per la replicazione del genoma
• RNA polimerasi
• RNA dipendente sintetizzato nella cellula

RNA (-):

• Sulla sua base vengono sintetizzati gli mRNA che codificano le proteine virali
• È un intermedio a RNA (+) per la replicazione del genoma e per la produzione di proteine virali
• enzima: RNA polimerasi-RNA dipendente (presente nel virone)

RNA polimerasi virale è un enzima che compie molteplici errori: il genoma e le proteine virali mutano continuamente

ASSEMBLAGGIO

Assemblaggio del virione: unione delle copie del genoma virale e delle diverse proteine strutturali per formare i nuovi virioni

• ha inizio solo quando tutte le componenti virali sono state sintetizzate in quantità sufficiente all'interno della cellula ospite
• in gran parte dei virus il capside è

La parte montata per prima, tramite l'autoassemblaggio dei capsomeri virali. Successivamente i capsidi sono riempiti di acido virale-NUCLEO (i virus a DNA) o CITOPLASMA (i virus a RNA)-A LIVELLO DI MEMBRANE CELLULARI (virus con envelope).

RILASCIO E MATURAZIONE

La fase di rilascio (o liberazione) della progenie virale nell'ambiente extracellulare avviene:

• LISI della cellula (virus con o senza envelope: indotta da proteine virali che alterano la membrana o il citoscheletro)
• GEMMAZIONE ATTRAVERSO LA MEMBRANA CELLULARE (virus con envelope: il virione viene circondato da una parte della membrana della cellula ospite, che poi si estroflette consentendo la liberazione del virus; può avvenire senza danno per la cellula infettata)
• ESOCITOSI (virus con o senza envelope)

EFFETTI DELLA REPLICAZIONE VIRALE SULL'OSPITE

• MORTE (citolisi)
• CRESCITA INDEFINITA
• MODIFICHE DELLA MORFOLOGIA (formazione di sincizi, effetti citopatici, formazione di inclusioni)
• APOPTOSI

NON TUTTI I DANNI SONO

PROVOCATI DIRETTAMENTE DAL VIRUS PATOGENESI VIRALE (1) Processo tramite il quale l'infezione virale porta alla manifestazione clinica (malattia) - INFEZIONE: ingresso del virus nell'organismo ospite senza sintomi - MALATTIA: segni e sintomi causati dal virus che raggiunge gli organi target e inizia la replicazione virale (es. patate virale) INTERAZIONE VIRUS-OSPITE L'esito di un'infezione virale è determinato: dalla natura dell'interazione virus-ospite: - ceppo virale (patogenicità e virulenza) - consistenza dell'inoculo (carica virale) dalla risposta immune dell'ospite: - le condizioni generali della persona infettata determinano la gravità e la durata della malattia LA RISPOSTA IMMUNE È UNO DEI FATTORI RESPONSABILI DELLA PATOGENESI DI UN'INFEZIONE VIRALE PATOGENESI VIRALE (2) L'ingresso dei virus nelle cellule determina interazioni con l'ospite e modificazioni nell'ospite 1. INGRESSO (o IMPIANTO) del virus nelle cellule ospiti 2. TRASCRIZIONE e TRADUZIONE del genoma virale per produrre proteine virali 3. REPLICAZIONE del genoma virale e produzione di nuovi virus 4. ASSEMBLAGGIO dei nuovi virus e rilascio dalla cellula ospite Questo è il testo formattato con i tag HTML:

PROVOCATI DIRETTAMENTE DAL VIRUS

PATOGENESI VIRALE (1)

Processo tramite il quale l'infezione virale porta alla manifestazione clinica (malattia)

• INFEZIONE: ingresso del virus nell'organismo ospite senza sintomi
• MALATTIA: segni e sintomi causati dal virus che raggiunge gli organi target e inizia la replicazione virale (es. patate virale)

INTERAZIONE VIRUS-OSPITE

L'esito di un'infezione virale è determinato:

• dalla natura dell'interazione virus-ospite:
• ceppo virale (patogenicità e virulenza)
• consistenza dell'inoculo (carica virale)
• dalla risposta immune dell'ospite:
• le condizioni generali della persona infettata determinano la gravità e la durata della malattia

LA RISPOSTA IMMUNE È UNO DEI FATTORI RESPONSABILI DELLA PATOGENESI DI UN'INFEZIONE VIRALE

PATOGENESI VIRALE (2)

L'ingresso dei virus nelle cellule determina interazioni con l'ospite e modificazioni nell'ospite

1. INGRESSO (o IMPIANTO) del virus nelle cellule ospiti
2. TRASCRIZIONE e TRADUZIONE del genoma virale per produrre proteine virali
3. REPLICAZIONE del genoma virale e produzione di nuovi virus
4. ASSEMBLAGGIO dei nuovi virus e rilascio dalla cellula ospite

1. INGRESSO DEL VIRUS NELL'OSPITE

VIE DI TRASMISSIONE

2. REPLICAZIONE del virus nel sito di ingresso

3. DIFFUSIONE del virus dalla sede di impianto, periodo di incubazione, asintomaAco o con prodromi

4. DISSEMINAZIONE del virus agli organi bersaglio (sintomi)

5. ELIMINAZIONE del virus, con rischio di contagio, e risoluzione dell'infezione