Virologia molecolare e malattie infettive

LEGAME DA PARTE DI VIRUS DOTATI DI MEMBRANA

Sul virus dell'influenza è presente:

• L'emagglutinina che è responsabile dell'emagglutinazione delle cellule del sangue che vengono infettate (la ragione di ciò è che più virus si legano alla stessa cellula causando l'agglutinazione e quindi aggregazione delle cellule del sangue)
• La neuramminidasi che taglia un residuo di acido sialico importante per il rilascio del virus perché l'emagglutinina lega in maniera molto forte l'acido sialico e quindi per il rilascio del virus è necessaria l'attività della neuramminidasi che taglia l'acido sialico. Infatti, esistono antivirali inibitori della neuramminidasi.

Nel caso di virus rivestiti da membrana, il recettore viene legato tramite proteine di membrana. Nel caso del virus dell'influenza, l'emagglutinina lega il recettore, ovvero un residuo di acido sialico.

può essere legato all'ultimo residuo che lo precede (galattosio) con un legame alfa glicosidico-2,3 oppure alfa glicosidico-2,6. Questa differenza è importante perché il primo tipo di residuo è riconosciuto selettivamente dal virus dell'influenza aviaria mentre il secondo tipo è riconosciuto dal virus umano. Questa differenza ci permette di essere "immuni" nella maggior parte dei casi dall'influenza aviaria, ad eccezione di quei mutanti in grado di riconoscere sia l'acido sialico aviario, sia l'acido sialico umano. In questo caso, l'influenza aviaria può passare all'uomo. L'emagglutinina ha una struttura perpendicolare alla membrana virale e ha una testa globulare che lega l'acido sialico. Nel caso di HIV-1, come già detto, GP41 è la proteina di membrana che lega GP120. GP120 è una sorta di protuberanza di membrana che lega il recettore cellulare.livello di una fenilalanina, ovvero CD4.
RIASSUMENDO:
• I recettori possono legare direttamente proteine capsidiche in un virus nudo
• I recettori possono legare proteine di membrana
• I recettori possono essere proteine oppure carboidrati
• I recettori hanno una funzione cellulare propria che prescinde dall'infezione virale (es. recettore delle LDL)

2. INGRESSO DEL VIRUS
Le Modalità con cui le cellule riescono a prendere materiale dal mezzo extracellulare sono due
• FAGOCITOSI le particelle vengono inglobate dalla cellula e poi spesso vengono degradate
• ENDOCITOSI che può essere:
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VIRUS SENZA MEMBRANA

1. Il virus interagisce con recettore
2. Si forma una vescicola endocitotica coperta da clatrina (endocitosi clatrina-dipendente)
3. Questo determina l'endocitosi
4. La successiva acidificazione della vescicola internalizzata tramite fusione con il lisosoma determina il rilascio del virus e del suo genoma

ESEMPI DI VIRUS SENZA MEMBRANA:

• Adenovirus: è un virus con fibre che protrudono dal virus:
  1. Il pomello sulla fibra interagisce con il recettore
  2. Avviene la formazione di una vescicola coperta da clatrina (endocitosi clatrina-dipendente)
  3. Acidificazione dell'endosoma causa la dissociazione di una delle proteine: la proteina 6
  4. La proteina 6 danneggia la membrana dell'endosoma permettendo l'uscita del virus. Il virus viaggia dalla periferia verso il nucleo attraverso il microtubulo fino ai pori della membrana nucleare grazie alla dineina.
  5. Il virus interagisce con le proteine del poro nucleare.
  6. Avviene il disassemblaggio del virus

1. Poliovirus

Il Poliovirus interagisce con un recettore, ma in questo caso non si ha un'endocitosi mediata da clatrina perché il virus viene portato all'interno delle vescicole, dove interagisce con il recettore che si trova sulla membrana delle vescicole, permettendo la formazione di nuove strutture, ovvero dei pori che determinano il passaggio del genoma virale al di fuori del virus. In questo caso il virus non ha membrana e il recettore interagisce direttamente con il capside. Inoltre, essendo un virus a RNA a polarità positiva (+), è sufficiente che il genoma passi nel citoplasma affinché venga tradotto.

2. Reovirus

Alcuni virus si disassemblano quando l'endosoma si acidifica prima che l'endosoma si fonda con il lisosoma, dato che nel lisosoma vengono messi in azione alcuni meccanismi "distruttivi" della cellula. Tuttavia, alcuni virus aspettano di essere nel lisosoma.

Interazione con recettore c. Formazione di una vescicola di endocitosi d. Fusione della vescicola con il lisosoma e. Perdita dell'involucro virale nel lisosoma f. Rilascio del genoma virale nel citoplasma 2. FUSIONE DIRETTA CON LA MEMBRANA CELLULARE a. Interazione con recettore b. Fusione dell'involucro virale con la membrana cellulare c. Rilascio del genoma virale nel citoplasma Una volta che il genoma virale è stato rilasciato nel citoplasma, il virus può iniziare a replicarsi e a infettare la cellula ospite.La formazione della vescicola viene indicata con il tag strong: Formazione della vescicola. L'acidificazione della vescicola viene indicata con il tag strong: Acidificazione della vescicola. La fusione della membrana del virus con la membrana della vescicola per determinare la formazione di una apertura con il rilascio del virus con il nucleocapside viene indicata con il tag strong: Fusione della membrana del virus con la membrana della vescicola per determinare la formazione di una apertura con il rilascio del virus con il nucleocapside. Una volta che il virus è entrato non viaggia per semplice diffusione ma segue un percorso formato da microtubuli, filamenti di actina, proteine di membrana in prossimità del reticolo endoplasmatico o del Golgi. Questa frase non richiede formattazione. Molti virus devono avvicinarsi al nucleo e sarebbe necessario troppo tempo affinché questo avvicinamento avvenga per semplice diffusione, per questo motivo il virus utilizza dei microtubuli per effettuare questo avvicinamento al nucleo. Questa frase non richiede formattazione. Ci sono due proteine che si muovono lungo i microtubuli e che possono trasportare virus oppure vescicole contenenti virus all'interno della cellula determinando: - Trasporto retrogrado - dall'esterno della cellula verso l'interno le proteine coinvolte sono le àdineine 46. - Trasporto. Questa frase non richiede formattazione.anterogrado – dall’interno della cellula verso l’esterno le proteine coinvolte sono leàchinesine2. FUSIONE DELLE MEMBRANE I passaggi sono i seguenti:

1. Attacco di una proteina dell’involucro virale al recettore
2. Il legame determina un cambiamento conformazionale che porta all’esposizione di una proteina di superficie del virus.
3. La proteina di superficie del virus appena esposta, espone a sua volta un “peptide di fusione” che determina la fusione delle membrane (del virus e plasmatica)

La fusione virale per virus dotati di membrana è altamente regolata:

• Non deve verificarsi nella posizione sbagliata può verificarsi sulla superficie della cellula o all’interno di endosomi
• Si parla di “fusione neutrale” in cui non c’è abbassamento di pH quando la fusione avviene all’interno della membrana plasmatica ed è l’interazione di un recettore con un co-recettore

Scatenare il cambiamento conformazionale della proteina virale che porta alla fusione• nel caso di fusione mediata da endosomi è il cambiamento di pH a determinare la fusione delle membrane. In questo caso la fusione è detta “a basso pH”à• può avvenire un’interazione con un secondo recettore proteico.

ESEMPI DI VIRUS CON MEMBRANE

• Morbillo
• HIVGP120 interagisce con:
• Il recettore CD4 sulla membrana di linfociti T CD4+
• Il recettore delle chemochine, il che causa un consistente cambiamento conformazionale a carico di GP41 che espone il suo peptide di fusione in grado di interagire con la membrana del linfocita.

A questo punto avviene un secondo importante cambiamento conformazionale di GP41 a dare una struttura detta “six-helic bundle” che, avvicinando le due membrane, favorisce la fusione della membrana di HIV con la membrana plasmatica dei linfociti T CD4+ con conseguente rilascio del.

nucleocapside all'interno della cellula infettata. Non è ancora ben nota la modalità attraverso cui avviene la decapsidazione del virus HIV all'interno della cellula infettata ma attualmente coesistono 3 possibili modelli per la decapsidazione di HIV-1:

1. Il capside si disintegra prima di entrare nella cellula, ossia prima della sintesi del cDNA da parte dellatrascrittasi inversa
2. Il capside si disintegra successivamente all'interazione con il recettore di membrana, ossia nel citoplasma e dopo la sintesi del cDNA da parte della trascrittasi inversa.
3. Il capside si disintegra dopo l'ingresso nella cellula ospite e in particolare nel momento in cui deve rilasciare il DNA all'interno del poro nucleare.

Virus dell'influenza - endocitosi

• Il virus viene endocitato con formazione di un endosoma e il segnale che determina la liberazione del virus nella cellula è l'acidificazione dell'endosoma:
• Il virus viene endocitato

Si forma una vescicola chiamata endosoma. L'endosoma viene acidificato. Questo determina un cambiamento conformazionale che causa la fusione della membrana cellulare dell'endosoma con la membrana virale. Si crea un canale attraverso cui il nucleocapside viene rilasciato. Il virus dell'influenza è un virus a RNA che deve entrare nel nucleo con trasporto diretto grazie alla presenza di sequenze segnale che lo portano verso il poro nucleare.

Anche in questo caso, quindi, la proteina di superficie interagisce con il recettore. Ciò che differisce è che il cambiamento conformazionale è inizializzato dall'accumulo di protoni nella vescicola lisosomiale. A seguito di questo cambiamento conformazionale può avvenire un taglio proteolitico con esposizione del peptide di diffusione. Le proteine di superficie di influenza (e di HIV) sono perpendicolari alla membrana del virus sono responsabili di questo.