Biologia Applicata - Virus

BIOLOGIA DEI VIRUS

VIRUS: particelle non viventi, che contengono però l’acido nucleico necessario per produrre copie di sè stesse e che, per riprodursi,

invadono le cellule viventi utilizzando il loro apparato

metabolico

Un virus (veleno) è una piccola particella costituita da un core di acido nucleico circondato da un rivestimento proteico, il capside.

Alcuni virus possiedono anche un involucro membranoso esterno costituito da proteine, carboidrati e lipidi.

STRUTTURA DEI VIRUS

Poliovirus ha un diametro di 20 nm

Poxvirus misura 400 nm in lunghezza e 200 nm in larghezza

STRUTTURA DEI VIRUS

STRUTTURA DEI VIRUS

• I virus non hanno una struttura cellulare

• I virus non possiedono i componenti necessari per effettuare la respirazione cellulare e per sintetizzare proteine ed altre molecole (es., acidi nucleici)

STRUTTURA DEI VIRUS

• I virus contengono solo una molecola di acido nucleico: o RNA o DNA

• Un particolare tipo di virus può contenere ssRNA (single strand RNA), ds RNA (double strand RNA), ssDNA o dsDNA

I VIRUS POSSONO RIPRODURSI SOLO NELL’AMBIENTE COMPLESSO DELLE CELLULE

CHE INFETTANO: HANNO SUFFICIENTI INFORMAZIONI GENETICHE PER

COSTRINGERE LA CELLULA OSPITE A REPLICARE IL SUO STESSO ACIDO NUCLEICO

E PER PRENDERE IL CONTROLLO DEI MECCANISMI DI TRASCRIZIONE E

TRADUZIONE DELLA CELLULA OSPITE. QUEST’ULTIMA, QUINDI, SINTETIZZA SIA IL

CAPSIDE CHE I COMPONENTI DELL’INVOLUCRO DEL VIRUS.

Virus elicoidali (mosaico del tabacco)

Virus poliedrici (adenovirus)

Fago T4: una lunga molecola di acido nucleico (dsDNA) avvolta in una testa poliedrica. Molti fagi possiedono una coda attaccata alla testa. Le fibre che si estendono dalla coda servono per aderire al batterio.

RIPRODUZIONE DEI VIRUS – CICLO LITICO

Nel ciclo litico, il virus (definito virulento) lisa (distrugge) la cellula ospite.

Il virus forza gli apparati metabolici della cellula ospite a replicare le particelle virali.

Nel ciclo litico si distinguono 5 fasi.

RIPRODUZIONE DEI VIRUS – CICLO LITICO

1. Adesione: il virus aderisce ai recettori posti sulla superficie della cellula ospite

2. Penetrazione: l’acido nucleico del virus viene introdotto all’interno della cellula ospite attraverso la membrana plasmatica. Solo il capside del fago resta all’esterno.

RIPRODUZIONE DEI VIRUS – CICLO LITICO

3. Replicazione e sintesi: una volta all’interno, il genoma virale induce la degradazione dell’acido nucleico ospite e usa la cellula ospite per sintetizzare ed assemblare gli elementi necessari alla sua replicazione

RIPRODUZIONE DEI VIRUS – CICLO LITICO

4. Assemblaggio: i nuovi materiali vengono assemblati per formare nuovi virus

5. Rilascio: i virus assemblati vengono rilasciati all’esterno. Enzimi litici, prodotti negli stadi tardivi della replicazione, degradano la membrana plasmatica.

RIPRODUZIONE DEI VIRUS –

CICLO LISOGENICO

• Ciclo lisogenico: il genoma virale viene integrato e replicato con il con il DNA stesso dell’ospite batterico (profago).

• Quando il DNA batterico si replica, anche il profago si replica.

• I geni che codificano le proteine strutturali virali possono essere repressi indefinitamente.

Alcune condizioni ambientali esterne (raggi UV o raggi X)

possono determinare la trasformazione di un virus

temperato in virulento, con la conseguente distruzione della

cellula ospite

La max parte dei virus non può sopravvivere al di fuori di una

cellula ospite. I virus che infettano gli animali presentano proteine di aggancio sulla propria superficie

che determinano quali cellule possono infettare.

I virus che causano

influenza, herpes e rabbia sono dotati di un involucro

lipoproteico con spine

glicoproteiche proiettate

all’esterno, che facilitano

l’aggancio alla cellula ospite

Gli adenovirus hanno fibre che fuoriescono dal

capside per aderire ai siti recettoriali

complementari sulla superficie

della cellula ospite

CICLO DEI VIRUS

ANIMALI1. I virus hanno

evoluto diverse modalità di ingresso all’interno della cellula ospite.

2. Dopo l’adesione al recettore della cellula ospite, i virus dotati di involucro si fondono con la membrana plasmatica della cellula ospite.

CICLO DEI VIRUS

ANIMALI3. Il capside virale

e l’acido nucleico vengono rilasciati all’interno della cellula ospite. Altri virus entrano della cellula per endocitosi (endocitosi mediata da recettore)

CICLO DEI VIRUS

ANIMALINei virus animali a DNA, la sintesi di DNA e proteine è simile a quella che la cellula ospite normalmente opera per il proprio DNA e la propria sintesi proteica.

CICLO DEI VIRUS

ANIMALI

Nei virus animali a RNA, la trascrizione avviene con l’aiuto di una RNA-polimerasi RNA-dipendente.

CICLO DEI VIRUS

ANIMALI

Dopo la trascrizione genica, vengono sintetizzate le proteine strutturali virali: capside e riassemblaggio della particella virale.

CICLO DEI VIRUS

ANIMALII virus dotati di involucro ricevono il loro involucro lipoproteico mentre lasciano la cellula infetta.

I virus che ne sono sprovvisti fuoriescono per lisi cellulare.

UN’ECCEZIONE E’ RAPPRESENTATA DAI

RETROVIRUS (HIV)

I RETROVIRUS UTILIZZANO UNA DNA POLIMERASI CHIAMATA TRASCRITTASI INVERSA PER TRASCRIVERE IL GENOMA A RNA SU UN FILAMENTO DI DNA INTERMEDIO

QUESTO DNA VIENE INTEGRATO NEL DNA DELL’OSPITE DA UN ENZIMA FORNITO DAL VIRUS. LE COPIE DELL’RNA VIRALE VENGONO SINTETIZZATE QUANDO VIENE TRASCRITTO IL TRATTO DI DNA VIRALE INCORPORATO NEL GENOMA OSPITE.

MECCANISMI DI USCITA:-CON PRESENZA DI INVOLUCRO: si portano in prossimità della membrana palsmatica e viene avvolto dai fosfolipidi ed esce dalla cellula (tipo l’esocitosi)-NON PRESENZA DI INVOLUCRO: lisano la membrana plasmatica e fuoriescono uccidendo la cellula ospite

DANNEGGIAMENTO-quando si accumulano molte particelle virali e lisano la cellula-possono inibire la sintesi di proteine essenziali per la corretta funzione della cellula ospite-quando si accumulano molti virus all’interno della cellula ospite non permettendone la corretta funzione