virusoloĢija (vĪrusi un Ārpushromosomu ĢenĒtiskie elementi)

VIRUSOLOĢIJA(VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)

Vīrusu attīstības cikls

Vīrusu attīstības cikls.

• Vīrusu augšana sinhronizētā kultūrā

• Augšanas cikla fāzes:

adsorbcija

penetrācija

deproteinizācija

sintēze

agregēšana

šūnas atstāšana


Vīrusu vairošanās sinhronizētā kultūrā

Makss Delbruks

Salvatore Luria

Vīrusu vairošanās šūnu kultūrā


Bakteriofāgu titrēšana

Negatīvās kolonijas - plaki

Vīrusu vairošanās sinhronizētā kultūrā


Sinhronizēšanas metodes: fizikālā frakcionēšana, imobilizētas šūnas atbrīvo jaunās šūnas;

ts blokāde dnaC gēna ts mutanti

ķīmiskā blokāde,ar serīna hidrosilamātu, kas izraisa stringent regulatoro atbildi

D.J. Ferullo et al. Methods 48(1): 8–13, 2009,

Vīrusu vairošanās šūnu kultūrā


Vīrusu vairošanās eikariotu šūnu kultūrā

Vīrusa replikācias cikla ilgums dažādām vīrusu grupām:

adenovīruss: 24 – 36 hbaku vīruss: 12 hherpesvīruss: 18 henterovīrusi: 6 – 8 hgripas vīrusi: 6 – 12 halfavīrusi: 4 – 6 hflavivīrusi: 24 – 30 h;bakteriofāgi 20 – 30 min


Vīrusa attīstības

cikls


MEMBRĀNA

1. ADSORBCIJA

Saistīšanās ar receptoru

2. PENETRĀCIJA

3. DEPROTEINI-ZĀCIJA

4. REPLIKĀCIJA

Gēnu ekspresija

Struktūras proteīniRegulācijas

proteīni

Genoms5. AGREGĀCIJA

6. IZKĻŪŠANA NO ŠŪNAS

7. NOBRIEŠANA

KODOLS

Vīrusa attīstības cikla fāzes: adsorbcija

Imunoglobulīnu virsdzimta: 1- poliovīrusa receptors; 2 - HIV (CD4); 3 – karcinoembrionālie Ag koronavīrusa receptori; 4 –rinovīrusa receptori ICAM-1 (intracellular adhesion molecules)); 5 - ehovīrusu (Vla-2 integrīns); 6 - rinovīrusi (LDL receptors); 7 - koronavīrusi (aminopeptidāze); 8 - gripas (siālskābe glikoproteīnos); 9, 10 - leikēmijas vīrusi (katjoniskais aminoskābju vai Na-atkarīgais fosfāta transporta proteīns)




Vāji specifiskie receptori (heparīns, sialskābe)

Specifiskie receptori (CD4, ICAM-1)

Koreceptori (CCR-5, CXCR-4)

Aizvietotājreceptori (Fc-receptori)

Vīrusu receptoru tipi:

Antivielu atkarīgais infekciozitātes pieaugums (Denge)


Adsorbcijas pirmā fāze – laterālā difūzija.

Specifiskums – tropisms


Vīruss Šūnu tips Šūnu receptori HIV T-palīgšūnas,

makrofāgi CD4; CXCR5; CCR4

Trakumsērga Muskuļi, nervi ACH receptors, NGF, gangliozīdi, fosflipīdi

Hepatīti A, B un C Hepatocīti CD155; IgA receptors, LDLP R

Gripas vīruss Elpošanas epitēlijs Siālskābe Rotavīruss, Norovīruss Zarnu epitēlijs Citomegalovīruss Epitēlijs, monocīti,

limfocīti

Poliovīruss Zarnu epitēlijs CD155 Rinovīruss Elpošanas epitēlijs ICAM1 Epšteina-Barra vīruss (EBV)

B limfocīti

Vīrusa attīstības cikla fāzes: penetrācija / deproteinizēšana

Dzīvnieku šūnās:

endocitoze;

membrānas translokācija;

membrānu saplūšana;

nukleīnskābes injekcija;

virovakuolas veidošanās.

Vīrusa attīstības cikla fāzes: penetrācija



Nukleīnskābes injekcija: poliovīrusshttp://www.mcb.uct.ac.za/cann/335/Picornaviruses.html

Cell, Volume 124, Issue 4, 729-740, 24 February 2006


http://www.endocytosis.org/research/Poppase1.jpg

Dainamins – GTPāze, kas piedalās endocitozē

Vīrusa attīstības cikls: klaritīna atkarīga endocitoze

Vīrusa attīstības cikls: klaritīna atkarīga endocitoze

http://viralzone.expasy.org/all_by_species/982.html



Membrānu translokācija - endocitoze (reovīrusi)

E.Barton et al. Junction Adhesion Molecule Is a Reovirus Receptor, Cell, 104, 2001

Receptora atkarīga vīrusa un šūnas membrānas saplūšana

Receptora atkarīga vīrusa un šūnas membrānas saplūšana; HIV

1. tipa vīrusu virsmas receptoru izraisīta membrānu saplūšana, endocitoze, virovakuolas

veidošanās


Virovakuolas veidošanās

Viruvakuolas vides paskābināšanās

Gripas vīrusa hemaglutinīna proteīna monomera un peplomera (trimera)

modeļi

1. tipa vīrusu virsmas receptori: gripa, paragripa, trakumsērga


1. tipa vīrusu virsmas receptoru izraisīta membrānu saplūšana



Nature, 427, Jan.22, 2004

Alfavīrusa peplomera (dimera) modelis

2. tipa vīrusu virsmas receptori: ērču encefalīts, SFV, hepatīts C




Nature, 427, Jan.22, 2004


Augu (un sēņu) šūnās:

mehānisks bojājums, arī pārpotēšana (augiem) vai šūnu saplūšana (sēnēm);

audu bioloģisks bojājums (vaboles žokļi);

šūnas bioloģisks bojājums (oda dzēliens);

iekļūšana šūnā ar parazītu (sēnes) palīdzību;

pārnese ar putekšņu palīdzību;

šūnapvalka degradācija, membrānu saplūšana (retos gadījumos).


Baktēriju šūnās:

nukleīnskābes injekcija;

nukleīnskābes transports caur F pilus;

šūnapvalka degradācija, membrānu saplūšana (reti).

Vīrusu augšanas cikla fāzes:


Vīrusa attīstības cikla fāzes: penetrācija / transports uz kodolu


Vīrusa attīstības cikla fāzes: penetrācija / transports uz kodolu

Šūnas DNS sintēze tiek pārtraukta tūdaļ pēc vīrusa penetrācijas.


Vīrusa attīstības cikla fāzes: replikācija

Vīrusa replikācijas laikā proteīna un mRNS biosintēzes process šūnās netiek pārtraukts. Tas tiek piemērots vīrusa metabolisma īpatnībām.



Nekavējoši agrīnie un agrīnie proteīni, RNS, vēlīnie proteīni, DNS, struktūras un lizes proteīni



dsDNS vīrusu sintēzes procesu regulācija



(+)RNS vīrusu sintēzes procesu regulācija:vienkāršais (A) un divu posmu (B) variants



(-) RNS vīrusu sintēzes procesu regulācija



Sintēzes procesu koordinācija:

rabdovīrusu stratēģija - transkripcijas aktivitātes gradients




fāga T7 (39,937 b.p.) stratēģija - dažādas RNS polimerāzes



Sintēzes procesu koordinācija: T5 fāga replikācijas stratēģija – agrīno gēnu lokalizācija first step transfer (fst) rajonā fāga genomā

IC – infekciju izraisošo fāgu daļiņu skaits

32P radioakīvitāte nogulsnēsBacteriol.Rev. 32, 227, 1968

Vai izskaidrosim ?

Sintēzes procesu koordinācija: herpesvīrusu stratēģija - vīruss secīgi inducē šūnas transkripcijas faktoru sintēzi, kuri aktivē vīrusa gēnu ekspresiju


Vīrusa attīstības cikla fāzes: replikācija-transinducējošais

faktors


adenovīrusu stratēģija - E1A gēna produkti - transkripcijas aktivēšana; E2A, E4 vīrusa proteīni saista šūnas ciklu regulējošos faktorus, piespiež šūnu dalīties



Adenovīrusu E1A proteīnu saime



Šūnas ciklsApoptoze - autokatalītisku reakciju kaskāde, kas noved pie

šūnas bojāejas (pašnāvība)Nekroze - šūnas bojāeja ķīmisku via fizikālu faktoru iedarbība

(slepkavība)




poliomas vīrusu stratēģija - šūnas TF izmantošana agrīno proteinu sintēzei, tie aktivē vēlīno (VP) sintēzi



Poliomas (SV40) vīrusa transkripcijas un replikācijas regulācijas rajona struktūra



Vīrusa attīstības cikla fāzes: agregācija (pašsavākšanās, morfoģenēze), TMV



Vīrusa attīstības cikla fāzes: agregācija (pašsavākšanās, morfoģenēze), T4


Vīrusa attīstības cikla fāzes: agregācija (pašsavākšanās, morfoģenēze), Retrovīruss

Kāpēc gripas vīruss nepaliek saistīts ar membrānu, pametot šūnu ?

Hemaglutinīns, HA

, NA

virusoloĢija (vĪrusi un Ārpushromosomu ĢenĒtiskie elementi)

Documents