ВИРУСИ

ДЕФИНИЦИЈА И ОПШТЕ ОСОБИНЕ

• Налазе се између живог и неживог света. • Присуство нуклеинске киселине и

способност да се она мења (мутира) чиме се вируси прилагођавају променама у спољашној средини као и присуство протеина су својства живих бића.

• С друге стране, у односу на живи свет, вируси немају ћелијску грађу (ацелуларни су), нити способност обављања метаболизма.

• Како им све то недостаје они се могу размножавати само унутар живе ћелије.

• Изван ћелије домаћина они не показују особине живих бића, чак могу и да кристализују.• Кристализовани вируси задржавају

способност инфекције ћелије.

• Зрела вирусна, ванћелијска, честица способна да инфицира ћелију домаћина назива се вирион.

• Уласком у ћелију вирион постаје активан тј. вирус.

• Вирус у ћелији преузима контролу над молекуларним апаратом домаћина и користи га за сопствено размножавање.

• Ћелија домаћина тада ствара делове вируса, а не материје које су њој потребне за нормалан рад.

• Вируси се сматрају искључивим унутарћелијским – облигатним паразитима (лат. облигатан = обавезан).

• Величина вируса креће се од 10 – 300 нм (1 nm=1000 mm)

• могу се видети само електронским микроскопом што значи да су ултрамикроскопски ( лат. ултра = прекомерно ; грч. миkро = ситно; scopeo = гледам, посматрам).

ГРАЂА И ХЕМИЈСКИ САСТАВ

• Вируси су најчешће грађени од само две компоненте: • нуклеинске киселине и• протеина (капсида),

• Они заједно граде нуклеокапсид. • Неки вируси поред наведених делова

садрже и додатни омотач изграђен од липида и гликопротеина (липиди су пореклом од мембране ћелије домаћина)

Геном вируса• Једини немају обе нуклеинске киселине, • Најмањи геном на планети• Вирусни геном чини нуклеинска

киселина (скуп свих гена), кога чини једна копија гена

• Нуклеинска киселина је или DNK или RNK

• Нуклеинске киселине могу постојати као једноланчане, дволанчане, циркуларне

• 150-200000 нуклеотида тј. геном може садржати од неколико гена до неколико стотина гена.

Капсид• Капсид је омотач, изграђен од протеина,

који обавија нуклеинску киселину. • Састоји се од једнаких протеинских

јединица – капсомера. • Капсид има више улога:

• штити нуклеинску киселину од разарајућег дајства ензима ћелије домаћина;

• омогућава преношење нуклеинске киселине од једне до друге ћелије домаћина (као “пакет”);

• реактивне групе у капсиду омогућавају да се вирус веже за рецепторе (осетљива места) на ћелији домаћина;

• протеини капсида имају својства антигена.

• Симетрија вируса• кубична –

икосаедарна• хелична –

спирална

• комплексне честице

• Вируси могу, поред наведених једињења, садржати и ензиме који им омогућују да нападну ћелију као и ензиме за размножавање у тој ћелији.

ПОДЕЛА ВИРУСА• Вируси се класификују на

основу• нуклеинске киселине коју садрже,

• симетрије капсида, •величине,• присуства или одсуства додатног омотача.

• Према нуклеинској киселини коју садрже, деле се на • ДНК вирусе

• ДНК вируси, са свега неколико изузетака, размножавају се у једру ћелије домаћина.

• ДНК вируси су нпр. херпесвируси (изазивају оралне и гениталне инфекције, мононуклеозу и др.) и аденовируси (респираторне и цревне инфекције).

• РНК вирусе. • За све до сада познате РНК вирусе утврђено

је да се размножавају у цитоплазми ћелије домаћина.

• РНК вируси су ретровируси (изазивач СИДЕ), вируси изазивачи рубеола, заушака, беснила и др.

ТРОПИЗАМ ВИРУСА (СПЕЦИФИЧНОСТ)

• Вируси показују специфичност (особеност) у препознавању и везивању за рецепторе на ћелији домаћина.

• То одређује њихову особину да инфицира одређене ћелије или организме, што се назива тропизам. • Анимални (животињски) вируси

инфицирају животиње, • биљни вируси – биљке, а • бактериофаги - бактерије.

БАКТЕРИОФАГИ (ФАГИ)• Вируси који инфицирају

бактерије и у њима паразитирају, називају се бактериофаги или једноставније фаги.

• Фаги могу имати дволанчану ДНК (ређе једноланчану ДНК) или могу имати једноланчану РНК.

Грађа фага • Изграђени су од главе, репа и плочице са пипцима. • Главу фага чине

нуклеинска киселина и капсид.

• Реп садржи ензиме који разлажу ћелијски зид бактерије чиме омогућавају улазак фага у бактерију.

• Плочица са пипцима служи за причвршћивање фага за бактеријску ћелију

РАЗМНОЖАВАЊЕ ВИРУСА

• Вируси се размножавају на начин који је јединствен у живом свету па се назива умножавање.

• Ћелија домаћин, по уласку вируса у њу, производи неколико десетина до неколико стотина вирусних нуклеинских киселина и на хиљаде протеинских капсомера, а након тога се ови делови спајају у већи број вирусних честица.

ЛИТИЧКИ ЦИКЛУС

• Фазе при умножавању вируса су • адсорпција, • пенетрација, • декапсидација, • синтеза делова вируса, • сазревање и • ослобађање вириона

адсорпција

ослобађање

синтеза

пенетрација

сазревање

ЛИТИЧКИ ЦИКЛУС

1. Адсорпција • на ћелијској мембрани постоје

хемијски рецептори, а на вирусима антирецептори

• неки вируси имају ужи а неки шири спектар специфичности (хепатитис напада само ћелије јетре, а полиовирус више врста ћелија)

• тропизам – способност да нападају само одређене ћелије (могу бити монотропни, политропни)

• селективност – од миша до слона (хепатитис B само код човека, а хепатитис C не може да се пренесе ни на примате)

2. Пенетрација

• код оних са липопротеинским омотачем долази до фузије са ћелијском мембраном

• Пиноцитозом• Бактериофаги - инјекцијом

3. Декапсидација

• Врши се по уласку вируса у ћелију.

• Ензими ћелије домаћина разлажу капсид, а вирусна нуклеинска киселина се ослобађа омотача

4. Синтеза вирусних компоненти

• DNK вируси:• долази до транскрипције iRNK чији су

продукти рани протеини тј. ензими који служе да преузму ћелијске механизме тј. да подреде и преусмере метаболизам ћелије у корист вируса.

• Под дејством ћелијске DNK полимеразе долази до синтезе вирусне DNA и RNK; уз помоћ ћелијских ензима и рибозома до транслације тј. синтезе вирусних протеина.

• RNК вируси:• + ланац RNK је истовремено и iRNК те

директно долази до синтезе раних виралних протеина и све даље је исто као код DNK вируса

• са – ланцем RNK прво мора да дође до синтезе тј. преписивања у + ланац па он онда представља iRNK за ране виралне протеине

• ретровируси су посебни: у вирусној честици постоји ензим реверзна транскриптаза, ензим који RNK геном вируса преводе у DNK ланац, па онда настаје iRNK вируса итд

5. Сазревање вируса

• стварање нуклеокапсида комбиновањем нуклеинске киселине и протеина

• настанак капсомера и комплетног капсида тј. склапање вирусне честице није под директним утицајем генома тј. то је спонтан процес који се одвија под физичко-хемијским законима

6. Ослобађање вириона

• може се вршити на разне начине: •разлагањем (лизом) ћелије

што доводи до смрти ћелије, •егзоцитозом – при којој вирус

од мембране понесе један део као свој додатни омотач и др.

Лизогени циклус • Последња фаза може код неких DNK вируса да

изостане. • Такви вируси уграде своју DNK у DNK домаћина

и деобом се преносе на потомачке ћелије (вирусна DNK се репликује заједно са DNK домаћина).

• Називају се провируси (латентни – мирујући вируси).

• Уграђени у ДНК домаћина, провируси губе способност инфекције, али се у одређеним условима (повишена телесна температура, пад имунитета и др.) или спонтано могу поново активирати.

• Неке бактерије такође у својој ДНК садрже провирус (у бактерији се он назива профаг)

Лизогени циклус

• У правцу казаљке на сату: HIV; Aeromonas virus 31, Influenza virus, Orf virus, Herpes simplex virus (HSV), Smallopx virus.

ПОСЛЕДИЦЕ ВИРУСНЕ ИНФЕКЦИЈЕ

• Последице вирусне инфекције могу бити:• смрт ћелије, • трансформација ћелије или• латентна инфекција.

• Трансформација ћелија представља њен неограничен раст и ненормалне деобе које изазивају канцер (рак), а сами вируси називају се онкогени вируси.

• При латентној инфекцији вирус не доводи до промена иако је присутан у ћелији домаћина. • Пример латентне инфекције су херпес

вируси који изазивају ране (осип) на кожи, венеричне болести, мононуклеозу и др.

• Особа која је једанпут била изложена инфекцији овим вирусом, биће подложна испољавању његовог дејства кад дође до неког стресног стања или опште слабости организма изазване неком другом болешћу.

БОЛЕСТИ ИЗАЗВАНЕ ВИРУСИМА И ОДБРАМБЕНИ МЕХАНИЗАМ ЋЕЛИЈЕ

• Многа обољења изазвана су вирусима: • кијавица, • грип • беснило, • варичела, • рубеола, • појава брадавица, • мононуклеоза (“болест пољупца” – због начина

преношења), • жута грозница, • заушке, в• елике богиње (вариоле) • дечија парализа и др.

• Неке еукариотске ћелије инфициране вирусом имају способност стварања протеина названог интерферон.

• Овај протеин спречава, блокира репликацију вируса. Интерферон се ослобађа из инфицираних ћелија и веома добро штити суседне ћелије. Стварање интерферона назива се интерференција (ометање вируса).

• Интерферон, произведен као одговор на једну вирусну инфекцију, пружа ћелији заштиту од следећих инфекција, чак и од других различитих врста вируса.

• Вакцине (које се користе у покретању одбрамбених механизама ћелије против вируса) обично садрже мртве вирусе или вирусну нуклеинску киселину које покрећу производњу интерферона. Пре 1980. год. интерферон се издвајао из хуманих (људских) ћелија што је било скупо, а данас се производи генетичким инжењерингом, што је знатно јефтиније. Овим начином се људски ген за интерферон угради у геном бактерија које тада производе тај протеин.

СУБВИРУСНЕ ЧЕСТИЦЕ• Субвирусне честице су, као што

им сам назив каже, једноставне грађе и ситнији од самих вируса.

• Њихова природа још није довољно позната.

• У ове честице убрајају се вирусни сателити, вироиди и приони. • Вирусни сателити имају непотпун

геном па се могу умножавати само у присуству неког другог вируса названог вирус помагач.

• Вироиди су грађени само од једног кратког ланца РНК, без капсида. До сада су узроковали само обољења биљака (Тако се сматра да су они узроковали смрт преко 10 милиона стабала кокосовог ораха на Филипинима.).

• Приони се састоје само од протеина и изазивају пропадање нервног ткива људи и животиња.

• Код људи се сматрају узрочницима Кројцфелд-Јакобовог и куру обољења.

• Куру обољење се јавља у неким племенима Нове Гвинеје која, као погребну церемонију, практикују да ближи рођаци једу мозак преминуле, оболеле особе.

• Обољења, чији су узрочници приони, су још увек недовољно објашњена.

• Истовремено су и јединствена у томе што су и инфективна (узрочник је прион, који се преноси са оболеле на здраву особу) и наследна (да би се болест испољила неопходно је да заражена особа садржи прионски ген).

• Код животиња приони су данас актуелни по болести “лудих крава”.