VIRUSOLOĢIJA (VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)

VIRUSOLOĢIJA(VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)

VĪRUSU UN ĀRPUSHROMOSOMU ELEMENTU GRUPAS

dsDNS VĪRUSI

• Kopējais raksturojums

• Baktēriju vīrusi

• Dzīvnieku vīrusi

• Papilomas - poliomas vīrusi

• Adenovīrusi

• Herpesvīrusi

• Baku vīrusi

• Bakulovīrusi

• Iridovīrusi

ds DNS vīrusi

ds DNS vīrusu kopējais raksturojums

dsDNS vīrusu saimnieku loks:

Eubacteria un Archebacteria, (bakteriofāgi, piem.: Podoviridae, E coli fāgi); Hordata (Pox-, Herpes-, Adeno-, Papiloma- Polyomavirdae); Insecta (Baculo-, Irido- un Polydnaviridae); Eikariotiskās aļģes (Phycodnaviridae).

Augi nav dsDNS vīrusu saimniekorganismi


DNS izmēri: No 5-8 kb (Polyoma- Papilomaviridae), ietverot 30-40 kb ( fāgs un Adenoviridae)līdz 200 kb (Baculoviridae); 300 kb (Herpes- , Pox- , Irido- un Phycodnaviridae) līdz pat 1,2 Mb (Mimiviridae).

Mazāko parazītisko prokariotu genoma garums ir ap 600 kb


DNS formasgredzenveida (Papiloma-, Polyoma-, Baculo- un Polydnaviridae); lineāri (Adeno- un Herpesviridae, daži fāgi); cikliski permutēti lineāri genomi (fāgs T4, daži Iridoviridae);

lineāri genomi ar kovalenti noslēgtiem galiem (Pox- un Phycodnaviridae)

lineāri genomi ar moduļveida uzbūvi (Herpesviridae)Visiem vīrusiem, izņemot Polydnaviridae ir vienkomponenta genoms.

ReplikācijaReplikācija notiek līdzīgi saimniekšūnas genomam. Papavoviridae replikācijas un plazmīdu genoma replikācijas līdzība. Eikariotu šūnās dsDNA vīrusi replicējas kodolā, izmantojot saimniekšūnas polimerāzes, nukleāzes, metilāzes utt.

Izņēmums: poksvīrusi, daži bakulovīrusi (granulozes grupa) un daži iridovirusi, replicējas citoplazmā, izmantojot vīrusspecifiskus fermentus (DNS-atkarīga DNS polimerāze !), veidojot īpašus vīrusa ieslēgumus (“viral factories”).


Baktēriju vīrusiDz.: MyoviridaeĢ.: T4 - līdzīgie fāgidsDNA ~270 kbp, lineāra, permutēta, galu atkārtojumi, virions satur ap 50 proteīnu, kodē fermentus. Mu, P1, P2

T4 - fāga genoma karte

Baktēriju vīrusi

http://www.genelink.com/newsite/products/images/modificationimages/5-Hydroxymethyl-dC.gif

Citozīna atlikums T4 fāga DNS sastāvā ir modificēts (hidroksimetilcitozīns) un glikozilēts

glikoze -

Baktēriju vīrusi

Dz.: SyphoviridaeĢ.: - līdzīgie fāgi dsDNA ~48 - 50 kbp, lineāra, ar lipīgiem galiem, 9 struktūras proteīni; galvenie kapsīda proteīni D un E

Baktēriju vīrusiDz.: SyphoviridaeĢ.: - līdzīgie fāgiKorinebaktēriju fāgs – lizogēns, tā genoms kodē difterijas A (activity) T (transport) B (binding) toksīna sintēzi

http://textbookofbacteriology.net/BetaPhage.jpg

Difterijas toksīna struktūra;A domēns citoplazmā katalizē ADP-ribozes (no NAD) pārnesi uz eikariotu proteīna sintēzes elongācijas faktpru EF-2. kas to inaktivē un pārtrauc proteīnu sintēziDiftamīds –

modificēts histidīns EF-2 molekulā

Baktēriju vīrusi

Dz.: PodoviridaeĢ.: T7- līdzīgie fāgidsDNA ~40 kbp, lineāra, nepermutēta, galu atkārtojumi

Baktēriju vīrusi

T7 - fāga genoma karte

T grupas bakteriofāgu raksturojums

Morfoloģija

Nosaukums Plaka izmērs

Galva (nm)

Aste (nm)

Latentais periods (min)

Jaunu virionu iznākums

T1 vidējs 50 150 x 15 13 180

T2 mazs 65 x 80 120 x 20 21 120

T3 liels 45 neredzama 13 300

T4 mazs 65 x 80 120 x 20 23 300

T5 mazs 100 īsa 40 300

T6 mazs 65 x 80 120 x 20 25 200-300

T7 liels 45 neredzama 13 300

No: The Emergence of Bacterial Genetics by T. D. Bro

Baktēriju dsDNS vīrusi

Tectiviridae morfoloģija

Baktēriju dsDNS vīrusiTectiviridae morfoloģija:

Krioelektronu mikroskopija un TEM

Baktēriju dsDNS vīrusi Tectiviridae adsorbcija un penetrācija

Baktēriju dsDNS vīrusi

Plasmaviridae50–125 nm diametrs, nukleokapsīds , superkapsīds. 12 kbp cccDNS

Inficē Mollicutes – mikoplazmasAcholeplasma virus L2

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Plasmaviridae.png

Dzīvnieku dsDNS vīrusi

Papilomas - poliomas vīrusi (kārpu un audzēju)


Dz., Dz.: Polyomaviridae; Papilomaviridae

45 vai 55 nm diametrs. Membrānas apvalks nav. Gredzenveida dsDNA, 5,0 - 5,5 vai ~8 kbp.2-3 struktūras proteīni, pārejie: regulācija.Kodējošo iespēju izmantošana, abas ķēdes, pārklājošās nolasīšana.Cilvēka papilomas (kārpu) vīrusa tipi 1 - 58. Peļu poliomas vīruss un SV - 40. Cilvēka JC vīruss. Progresējošā multifokālā leiko-encefalopātija.Cilvēka BK vīruss. Nieru saslimšana (imūnsupresijas fonā)Trušu Šoupa papilomas vīruss.



Papovavīrusu DNS

replikācija


Agrīnais rajons: mazais un lielais T antigēns (transkripcijas faktori); vēlīnais rajons - kapsīda proteīni.

Poliomas (SV40) vīrusa transkripcijas un replikācijas regulācijas rajona struktūra



Papilomas vīrusu genoma struktūra

Nepermisīvās šūnās - integrācija. Vīrusa transkripcijas faktori E6 (saista p53); E7 (saista p105RB) - onkogēni.

Šūnas cikla regulatori p53; p105RB - antionkogēni, tumoru supresori. HPV16 - saistība ar dzemdes vēzi.

Šū nas ciklsG1 S G2 M G(0)

Gatavošanās DNAsintēzei

DNA sintēze Gatavošanāsmitozei

Mitoze Mierastāvoklis

12 h 6-8 h 3-4 h ~ 1 h N h

DNS vīrusu onkoģenēze un šūnas cikls

Šūnas cikla regulācija

DNS vīrusu onkoģenēze un šūnas cikls

Antionkogēni (tumoru supresori, piemērs RB proteīns)

E7

Šūnas cikla regulatori : antionkogēni

2008. gada Nobela prēmijas fizioloģijā un medicīnā

Haraldam zur Hauzenam par atklājumu, ka papiliomas vīrusi izraisa dzemdes vēzi;

Fransuāzai Barre-Sinusi un Lukam Montanje par cilvēka imūndeficīta vīrusa atklāšanu.




B. Alisjahbana, R. Dinata, E.Sutedja, I. Suryahudaya, H. Soedjana, N. Hidajat, R. Soetikno, E. Oktaliansah, A. Deng, P. Rady, S. Tyring, A. GaspariDisfiguring Generalized Verrucosis in an Indonesian Man with Idiopathic CD4 LymphopeniaArch. Dermatol., 146, (1) 69-73, 2010

Dede Kosawa, Jakarta region, Indonesia

http://sites.lafayette.edu/hollidac/files/2009/11/jack07ukansas.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7e/Rabbit_shopes_papilloma_virus_3.jpg

Šoupa papilomas vīruss – keratokarcinomas trušiem


Dz.: AdenoviridaeĢ. Ģ.: Mastadenovirus; Aviadenovirus

Ikosaedriski virioni, bez apvalka, diametrs 80 - 110 nm.Lineāra ds DNA, 35 - 40 kbp. 5’ gala kovalenti saistītais proteīns (TP), galu invertētie atkārtojumi

Cilvēka adenovīrusi, tipi 1 - 47

Permisīvas, nepermisīvas šūnas Splaisings

ADENOVĪRUSI


Adenovīrusu morfoloģija


Adenovīrusu morfoloģija


Adenovīrusu DNS uzbūve


Adenovīrusu genoma struktūra


Adenovīrusu gēnu splaisinga elektronmikroskopija


Adenovīrusu infekcijas gaita


Adenovīrusu konjuktuvīts


Onkogēnais potenciāls

Cilvēka adenovīrusatips

Cilvēka šūnas Kāmja vai pelesšūnas

Ad 2; Ad 5 Produktīva infekcija Produktīva infekcijaAd 12 Produktīva infekcija Abortīva infekcija,

integrācija, audzēji

Onkogēni E1A; E1B; saista p105RB

Adenovīrusu onkoģenēze


HERPESVĪRUSI

Dz.: HerpesviridaeAp. dz.:

Alphaherpesvirinae Betaherpesvirinae GammaherpesvirinaeĢintisSimplexvirus (cilv. 1.un 2. herpesv.)

Cytomegalovirus(CMV, 5)Muromegalovirus

Lymphocryptovirus(EBV, cilv. 4. herpesv.)

Varicellovirus (vēja bakas, cilv. 3. herpesv.) Roseolovirus (cilv. 6.

herpv.)Rhadinovirus

Ikosaedriski virioni, 100 - 200 nm diametrs, ir apvalks.

HHV 7 un 8, putnu Mareka slimības vīrusi nav klasificēti ģintīs.Ar AIDS asociēts cilvēka 8. herpesvīruss

Dzīvnieku dsDNS vīrusiHerpesvīrusa morfoloģija


Herpesvīrusu genoma struktūra


Herpesvīrusu gēnu ekspresijas regulācijas


Herpesvīrusa izsitumu saslimšnas norise


HSV1 izsitumi un persistence


HERPESVĪRUSIMerkucio

... vai dāmu lūpas skar un sapnī viņas saldu skūpstu tvīkst; tās bargā Meba bieži sit ar pūtēm, kad pārāk kāras ir uz saldumiem.

Kārļa Egles tulkojums

Pār dāmu lūpām – sapņos skūpstus jūt,Bet tās, kam elpā saldumkāri jauž,Ar sīkām pūtēm Meba aplaimo.

Raimonda Augškāpa tulkojums

http://withfriendship.com/images/i/43754/Queen-Mab-picture.jpg

Shakespeare: Romeo and Juliet Act 1, Scene 4

Mercutio

... O'er ladies lips, who straight on kisses dream, which oft the angry Mab with blisters plagues, because their breaths with sweetmeats tainted are.


Herpesvīrusu izsitumi uz pirkstiem - whitflaw


Vēja baku (chikenpox) saslimšnas norise


Jostas roze - persistējoša vēja baku vīrusa izpausme

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/07/Epstein_Barr_Virus_virions_EM_10.1371_journal.pbio.0030430.g001-L.JPG


HERPESVĪRUSI – herpesvīrusiEpšteina-Barra vīruss, 1964. g.


Epšteina-Barra vīrusa infekcija limfocītos

http://www.transregio5.uni-muenchen.de/bilder/archiv/abstract_pics/hammerschmidt_graph.jpg

Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formas

Berkita limfoma, sejas limfmezglu audzējs, bērni centrālajā Āfrikā, 1957.

http://www.medicine.tcd.ie/bulletin/march-april2011/Denis-Parsons-Burkitt.jpg

Denis Burkitt 1911.-1993.


Netipiski T limfocīti (Drowsey cells) infekciozās mononukleozes gadījumā

Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formasInfekciozā mononukleoze, pusaudži Eiropā un ZA

http://classconnection.s3.amazonaws.com/12/flashcards/867012/png/nasopharyngeal_carcinoma_11331326097454.png


Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formasNazofaringālā karcinoma, >40 g.v. Eiropā un ZA

Hodžkina limfoma ?, multiplā skleroze?


BAKU VĪRUSI

Sarežģīta viriona forma (ola / paralēlskaldnis), 150 x 250 x 380 nm, vairāki apvalki.


ds lineāra DNA, 135 - 375 kbp, ap 4% no viriona masas. Kovalenti slēgti gali, invertētie, ~10 kbp, atkārtojumi, kas ietver 2 tiešo atkārtojumu pārus.

BAKU VĪRUSI


BAKU VĪRUSI

Dz. PoxviridaeAp.dz.: ChordopoxvirinaeĢ. Ģ.: Orthopoxvirus; Parapoxvirus; Avipoxvirus; Capripoxvirus; Leporipoxvirus; Suipoxvirus; Molluscipoxvirus; YatapoxvirusVaccinia virus, Variola virus (minor & major)Liellopu papulārais stomatītsMiksomatozes un trušu fibromas (Šoupa fibromas) vīrusiPeļu ektromēlijas vīruss.Molluscum contagiosum, Jaba pērtiķu audzēju vīruss.Ap.dz. EntomopoxvirinaeĢ. Ģ.: Entomopoxvirus A; B; CColeoptera, Lepidoptera, Diptera

http://www.medirabbit.com/EN/Skin_diseases/Viral_diseases/Fib/Fib12.jpg

Dzīvnieku dsDNS vīrusiBaku vīrusa replikācijas cikls


Baku izsitumi

Vistas embrija sistēma vīrusu audzēšanai


Baku vīrusa attīstība uz vistas embrija alantoiskās membrānas


Baku vakcīnas vektori gēnu inženierijai


Molluscum contagiosum


Dz.: Asfarviridae (African swine fever)

Ikosaedriski, T=189-217, 170-290 nm, lineāra DNS 170-190 kb.p.Āfrikas cūku mēris, vienīgais DNS arbovīruss

Āfrikas cūku mēris (Pestis africana suum) Montgomera slimība – ļoti kontagioza akūta cūku infekcijas slimība, ko raksturo septicēmija un ļoti augsta letalitāte. Izplatība – endēmiska rakstura izplatība Āfrikas, Dienvidamerikas kontinentu un Karību jūras valstīs, pirmo reizi Eiropā reģistrēta 1957. gadā Portugālē, pēc tam Spānijā, Francijā, Itālijā, pašlaik konstanti un jau daudzus gadus sastopama Sardīnijā. No 2007. gada slimība ir reģistrēta arī Kaukāza valstīs: Armēnijā, Azerbaidžānā, Gruzijā. Pirmo reizi bijušās PSRS teritorijā reģistrēta Ukrainā 1978.gadā. Pašlaik Krievijas Federācijā tā konstatēta mājas cūku populācijā.https://www.pvd.gov.lv/lat/kreis_izvlne/veterinr_uzraudzba/dzivnieku_infekcijas_slimibu_u/slimibu_apraksti/afrikas_cuku_meris

http://upload.wikimedia.org/

Āfrikas cūku mēris Pestis africana suum Montgomera slimība

Pirmo reizi Eiropā reģistrēta 1957. gadā Portugālē, 1978.g. Ukrainā.Latvijā - 2014. gada 26.jūnijā.

ASF-virus, Asfviridae dzimta. Slimo tikai Suidae dzimtasVīruss ārējā vidē saglabājas vismaz 1 mēnesi kontaminētā cūku aizgaldā, 1,5 gadus - asinīs pie +4°C, liofilizētās asinīs - 8 gadus.ĀCM vīruss iet bojā tiešos saules staros 2-4 stundu laikā, karsējot 70°C temperatūrā 30 minūtēs.ĀCM izplatās tieša kontakta (oronazāla izplatība) ceļā, kā arī ar kontaminētas barības, transporta līdzekļu un cūku kopšanas inventāra palīdzību, kā arī ar slimības bioloģisko vektoru Ornithodoros ģints ērču starpniecību.

http://www.pvd.gov.lv/

http://www.nature.com/polopoly_fs/7.6094.1346163531!/i

http://www.lsm.lv

Āfrikas cūku mēra izplatība Latvijā 2014. gadā

Āfrikas cūku mēra izmaksas Latvijā gada laikā

http://www.lsm.lv/lv/raksts/infografiki/


Dz.: IridoviridaeIkosaedriski, T=189-217, 120-350 nm, lineāra DNS 150-300 kb.p.Ģ.Ģ.: Iridovirus; Chloriridovirus, Ranavirus, Lymphocistivirus; Zelta zivtiņu 1. vīrusam līdzīgie vīrusi.Kukaiņi, aukstasiņu dzīvnieki.Prof. Jānis Gabliks un zivju vīrusi, Frog Virus 3 un DNS metilēšanas īpatnības, saimnieku loks, to optimums

http://education.expasy.org/images/Iridovirus_virion.jpg

http://www.petproductnews.com/images/article_images/IW-200911.jpg

Kukaiņu un protistu dsDNS vīrusi

http://www.slideshare.net/

BAKU VĪRUSAM LĪDZĪGI VĪRUSI

Lielākie zināmie vīrusi. Aļģu Mimiviridae, genoms ~1,200 Mbp

Pandoravirus (Science, 2013,V.361, p.281)~ 1,5-2,5 Mbp

Mazākie baktēriju genomi, piem.:Mycopl. genetalium - 580 kbpUreapl. urealyticum – 752 kbp Āfrikas cūku

mēris


Dz. BaculovirusĢ. Ģ.: Nucleopolyhedrosvirus, Granulovirus

Gredzenveida dsDNA, 90 -180 kbpVirioni ar apvalku. Sarežģīta forma; kapsīds 20-35 x 150 - 300 nm, ieslēgumi 0,5 - 15 m.Plašs saimniekkukaiņu loks ( 7 kārtas) inficēt var pat krustziežus. Occlusion bodies.Lepidoptera


Bakulovīrusu morfoloģija

http://www.cas.miamioh.edu/mbiws/microbialpestcontrol/images/viralcapsule.gif

Bakulovīrusu morfoloģija: multikapsīdu poliedrozes vīruss

Wikipedia


Bakulovīrusu cikls inficētā kukainī


Bakulovīrusu ieslēgumi inficētās šūnās

Bakulovīrusu attīstības cikls

Dzīvnieku dsDNS vīrusi Bakulovīrusu insekticīdi

Filips Bells (Philip Bell, postdoctoral research fellow at Macquarie University, New South Wales, Australia; founding Director of Microbiogen Pty Ltd.) vīrusu eikarioģenēzes teorijas (2001. –

2004) autors. Lielie DNS vīrusi kā iespējamie šūnas kodola priekšteči evolūcijā.

Hipotēzes par eikariotu šūnu un to organellu izcelšanos

LIELĀKIE VĪRUSI

Legendre M. et al..Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphologyPNAS, 111 (11), 4274-4279, 2014

Pithovirus sibericum

Documents

VIRUSOLOĢIJA (VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)