נגיפים viruses

נגיפים מלשון מגיפה. וירוס פרוש מילולי רעל, ארס

נמצא בנוזל מסונן של נגיף מוזאיקת הטבק. הנגיף הוא פרזיט מוחלט, ללא אנזימים או מנגנונים

הדרושים למטבוליזים או להתרבות. משתמשים במנגנוני הגוף.

בקטריופאג'ים- אוכלי חיידקיםקלסיפיקציה- מבוססת על המחלה הנגרמת ע"י הנגיף.

השוואה בין וירוסים לחיידקיםמאפיינים( Virusesוירוסים )(Bacteriaחיידקים )

חומר תורשתיקיים )דנ"א/ רנ"א(קיים )דנ"א(

מיקרומטר2-0.5)ניתן לראותם במיקרוסקופ

אור(

ננומטר300-20)לא ניתן לראותם במיקרוסקופ אור(

גודל

גדילהלא קיימתקיימתקיימת

)חלוקת תא לשניים(קיימת

)שכפול החומר התורשתי *ועטיפתו בקופסית(

התרבות

עצמאותטפילים מוחלטיםטפילים חלקיים

* ההתרבות מתקיימת אך ורך בתוך תא חי )תא מאכסן- תא פונדקאי(

)המשך(השוואה בין וירוסים לחיידקים

מאפיינים(Virusesוירוסים )(Bacteria)חיידקים ייצור חלבונים* קייםקיים

תנועהלא קיימתקיימתלפי הסיסטמטיקה

הקלאסיתמיוןלפי התא המאכסן

חיסון מונע, חיזוק על ידי אנטיביוטיקהמערכת החיסון,

פגיעה בהתפתחות הוירוס

דרכי טיפול במחלה

* יצירת החלבונים מתקיימת בתוך תא חי )תא מאכסן- תא פונדקאי( תוך שימוש במנגנוני התא.

מחלה ויראלית או בקטריאלית ?שעלת•הפה והטלפיים בבקר•שפעת•איידס•חזרת•דיזינטריה•

אנטרקס•חצבת•דלקת קרום המוח•אדמת•אבעבועות רוח•דלקת ריאות•אנגינה•שיתוק ילדים )פוליו(•

מחלה ויראלית או בקטריאלית ?ויראלישעלת- •הפה והטלפיים בבקר- •

בקטריאליויראלישפעת- •ויראליאיידס- •ויראליחזרת- •דיזינטריה- בקטריאלי•

אנטרקס- בקטריאלי•ויראליחצבת- •דלקת קרום המוח- •

ויראליבקטריאלי ויראליאדמת- •ויראליאבעבועות רוח- •דלקת ריאות- בקטריאלי•אנגינה- בקטריאלי•שיתוק ילדים )פוליו(- •

ויראלי

נגיפים בהיסטוריההקדמונים היו בני האדם•

מודעים להשפעות של הנגיפים.

שימוש בגופות במלחמות•בני האדם הקדמונים נהגו •

לערוך ניסויים בנושא הגורמים והמניעה של מחלות ויראליות

5פרעה רעמסס ה- 1,196 מת ב- 5פרעה רעמסס ה-•

לפני הספירה ממחלת אבעבועות השחורות.

הוכחה לכך היא שמומיתו •נמצאה עם פצעים שהושוו

לחולים של ימינו

צורות שונות של נגיפיםהמשותף לצורות השונות:

חומר תורשתי )גנומי(- •דנ"א או רנ"א

קופסית -מבנה חלבוני. •מעטפת חיצונית- )לחלקם( •

שומנים וחלבוניםאנזימים•ראש, צוואר, זנב, ולוחות •

בסיס )בקטריופאג'ים(

Capsid )הקופסית )

מבנה חלבוני המקיף את החומר התורשתי•

הקופסית מקנה לנגיף את צורתו האופיינית•

החומר התורשתי ביחד עם הקופסית נקראת נוקלאוקפסיד•

הקופסית מגנה על החומר התורשתי מפני השפעות הסביבה •

לקופסית תפקיד בתהליכי התקשרות וחדירה לתא המאכסן •

(Envelope ) המעטפתנגיפים רבים מכילים מעטפת חלבונית שומנית העוטפת •

את הקופסית

נגיפים העטופים במעטפת נקראים נגיפים עטופים•נגיפים חסרי מעטפת נקראים נגיפים ערומים•

ברוב המקרים נעטף הנוקלאוקפסיד במעטפת שמקורה •בתא המאכסן

המעטפת מעורבת בהתקשרות הנגיף לתא המודבק •)המאכסן(

החומר התורשתי

רנ"א אומכילים דנ"א •)בניגוד ליצורים חיים אחרים(

רוב גנום נגיפי הדנ"א מכילים •דנ"א דו-גדילי

הגנום של נגיפי הדנ"א יכול •להיות קווי או מעגלי

הגנום של נגיפי הרנ"א יכול •להיות דו-גדילי או חד-גדילי

נגיפי נגיפי דנ"אהרנ"א

רנ"א ארוז בקופסית חלבונית(TMVוירוס מוזאיקת הטבק )

חתך בנגיףתצלום ממיקרוסקופ אלקטרוני סכימה

שלבים בהדבקת תא בוירוס

מסלול ליטי )הוירוס אלים(הוירוס נספח לתא•החומר התורשתי של הוירוס •

חודר לתאהחומר התורשתי משוכפל •

וגורם לתא המאכסן לייצר חלבונים לוירוס

החומר התורשתי והחלבונים •מתחברים לוירוסים שלמים

התא המאכסן מומס •והוירוסים פורצים מתוכו

תא המאכסן נהרס•

מסלול ליזוגני )הוירוס מתון(הוירוס נספח לתא•החומר התורשתי של הוירוס •

חודר לתאהחומר הגנטי משתלב בגנום •

התאהתא אינו נהרס•הוירוס המתון מסוגל להפוך •

לאלים

מסלול ליטי ומסלול ליזוגני

מחזור החיים/ההתרבות של הוירוסים:ניתן לחלק את מחזור ההתרבות של הוירוסים לחמישה שלבים

של הנגיף לשטח הפנים של התא המאכסן. ספיחה( 1

של הנגיף לתא. חדירה של הגנום בלבד תוך כדי השלת חדירה( 2הקופסית/ חדירה עם הקופסית וללא המעטפת והשלת הקופסית בתא

)התפשטות(.

. שכפול אבניה של מרכיבי הנגיף. מורכב משני שלבים: - סינתזה(3. התבטאות הגנום - תעתוק וסינתזה של חלבונים.בהגנום הנגיפי.

הרכבת הוויריונים מהגנום והחלבונים. הרכבת הקופסית - הבשלה( 4החלבונית מן החלבונים הבודדים וצירוף חומצת הגרעין, הגנום.

הוויריונים מתא המאכסן. לעתים קרובות מלווה שחרור שחרור( 5 הוויריונים בהרס של תא המאכסן.

בקטריופאז’ים- וירוסים של חיידקים

בקטריופאז’ים )פאז’ים( הנם הוירוסים הנחקריםביותר

,מאז תחילת המאה כאשר הפאז’ים זוהו לראשונה כאשר החלו לחקור אותם לעומק 30דרך שנות ה-

כמודל לוירוסים ועד שימושם ככלי חשוב בביולוגיה מולקולרית ובריפוי מחלות

הפאז’ים מאוד נפוצים בטבע, כמו החיידקים

את מי זה מעניין שחיידקים נדבקים ? בוירוסים

(T-even bacteriophage)באקטריופאז’

קופסית חלבונית )ראש(•צוואר חלבוני•זנב- מורכב משכבה חלבונית •

חיצונית דמוית קפיץ )אינה מחוברת לראש( וצינור פנימי

חלול הנקרא ליבה )מחובר לראש באמצעות הצוואר(

לוחית בסיס- בצורת משושה אשר •בכל אחד מקודקודיו מצוי דרבן זנב

סיבי זנב יוצאים מהקודקודים•דנ”א דו-גדילי גדול יחסית•

Adsorption

Penetration

Spontaneous Induction

Replication and Maturation

Release

הדבקת החיידק בפאז'

Tמחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ סינתזה- E. Coli בחיידק

הסינתזה מתחילה מרגע שהדנ”א של הפאז’ נכנס לתא•

החיידק ומשתלב בדנ”א שלו

מתחילה סינתזה של חומצות גרעין וחלבונים נגיפיים •ונפסקת כליל סינתזת הדנ”א, הרנ”א והחלבונים של

החיידק

הפאז’ משתמש באנזימים של החיידק כדי לשכפל את •הדנ”א שלו

Tמחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ סינתזה- E. Coli בחיידק

הפאז' משתמש בחלבונים של החיידק לתעתוק ולתרגום של •המידע הנגיפי לאנזימים וחלבוני הקופסית

בסוף שלב זה מפוזרים בתא החיידק חלקים שונים של הפאז’•

Tמחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ הבשלה - E. Coli בחיידק

הדנ”א של הפאז’ והקופסיות מתחברים ליצירת •ויריונים.

חלקי הראש והזנב מתחברים בנפרד ואח”כ •מתחברים אחד לשני.

Tמחזור התרבות ליטי של באקטריופאז’ שחרור - E. Coli בחיידק

השלב הסופי של התרבות החיידק הוא שחרור שלהויריונים מתא החיידק.

הדנ”א הנגיפי מקודד לאנזים הקרוי ליזוזים, האחראי עלפירוק הדופן תא החיידק ומאפשר את שחרור הנגיפים.

משך הזמן שעובר משלב הספיחה ועד השחרור הוא בין דקות.40 ל- 20

50מספר הויריונים המסונתזים בתא חיידק אחד הנו בין . 200ל-

מחזור ההתרבות של נגיפים אנימלייםפיחהס

Virus Attachment to Host Cells- ספיחה( 1

כמו לבקטריופאז’ים, גם לנגיפים אנימליים יש אתרי קישור לקולטנים מתאימים על גבי שטח הפנים של

התא המאכסן. לנגיפים עטופים או ערומים יש מבנים שונים כגון, חודים, זיזים או שקעים הנקשרים

לקולטנים ספציפיים על גבי תא המאכסן. רגישות של התא המאחסן.

פיחהס

מחזור ההתרבות של נגיפים אנימלייםדירהח

- קיימים שני מנגנוני חדירת נגיף אנימלי לתא: חדירה( 2 fusion)( ואיחוי )endocytosisאנדוציטוזה )

חדירה מוצלחת לתא דורשת שהוירוס יעבור את הממברנה הפלסמטית

במקרים מסוימים הוירוס עובר גם את הממברנה הגרעינית.

האנדוציטוזמרבית הנגיפים חודרים לתא בשיטה זו. •

)a.התקשרות הנגיף לקולטן על פני שטח התא )b .ממברנת התא יוצרת גומה לשם נכנס הנגיף )c.הגומה מצפה את הנגיף ומתקפלת פנימה לתוך התא)d.הגומה המצופה, השלפוחית, משחררת את הנגיף בתוך התא

(fusion) איחוי

המעטפת של הנגיף מתאחה •עם ממברנת התא המותקף.

הנוקליאוקפסיד )חומצת •הגרעין עטופה בקופסית(

משתחרר לתא.

מחזור ההתרבות של נגיפים אנימלייםהמשך()

לאחר שהנגיף השיל את הקופסית החלבונית שלו בתוך - סינתזה( 3התא, מתחיל שלב הסינתזה של מרכיבי הנגיף:

שכפול הגנום הנגיפיא. תעתוק הגנים הנגיפיים וסינתזה של חלבוני הנגיףב.

רוב נגיפי-הדנ"א משכפלים את הדנ"א שלהם בגרעין על ידי האנזימים •שלהם, ומסנתזים את הקופסית שלהם וחלבונים אחרים בציטופלזמה על ידי

בעזרת חלבון מיוחד.DNA יוצרים RNAאנזימים של התא המאכסן. נגיפי ה- החלבונים חוזרים לגרעין ומתחברים עם הדנ"א החדש ליצירת ויריונים•

הויריונים נודדים לעבר ממברנת תא המאכסן - שחרור( 4 ורוכשים את ממברנת התא. ממנה אל מחוץ לתא ומשתחררים

מחזור התרבות של נגיף השפעת

מחזור התרבות של נגיף אנימלי בעל דנ"א/רנ"א חד-גדילי

•DNA Polymerase דו גדיליDNAסינטזה של

על בסיס DNAסינטזת •RNAשל

RNA ע"י mRNAסינטזת •Polymerase

סינטזת חלבוני הנגיף•

גידול נגיפים במעבדה:•תרביות תאים–

plaqueמוקדים נגיפיים •

הדבקות בבני אדם•עיניים–עור פגוע )שריטה, כוויה(–פה–דרכי הנשימה–מערכת המין, השתן, פי –

הטבעתחרקים–

yelow feverחרקים כמו – ,HBVדם ומוצרי דם כמו –

HIV, HCV, HTLVהעברה טרום לידתית כמו –

HBV, HIV, HCV, rubelaHSVהעברה בלידה כמו –

סוגי הדבקות בבני אדםacute infectionמחלה חריפה •

–influenza, mumps, parainfluenza, rotavirus, hepatitis A, small pox

latent infectionמחלה "רדומה" •–Herpes, polio

chronic infectionמחלה כרונית •–Hepatitis B, Hepatitis C, meseals

oncogenic infectionמחלה אונקולוגית •–RSV, HBV, HTLV I/II, EBV

מיקרואורגניזמים אאוקריוטייםfungiפטריות – •protozoaפרוטוזואה – •wormsתולעים – •

fungiפטריות – ההדבקות אופוטיוניסטיות•לתאים יש דופן )אין פוטוסינתזה(•תאים יציבים מאוד•molds, ולעובשים - yeastsמחולקים לשמרים- •

mycosisהדבקות פטריטיות

הנפגעים העיקריים הם אנשים בעלי חסר חיסוני:•מושתלי אברים–חולי לאוקמיה/ לימפומה– AIDSחולי –

צורת ההדבקה:•superficialשטחית – –coetaneousעורית – –subcutaneousתת עורית – –systemicכללית - –

Candida albicans

נמצאת גם בפלורה טיבעית אבל הופכת אלימה •בגלל תנאי סביבה

בעיקר בפה mucozaהדבקה של קרומים ריריים •בוגינה בצנטרים פתוחים, ובאצבעות הרגליים

בעיקר אצל מטופלי סטרואידים, אנטיביוטיקה •ארוכה, אצל חולי סוכרת, חוסר איזון הורמונאלי,

.pHהריון, שינוי ריפוי קשה וממושך•

yeastsשמרים- חד תאיים•גדולים מחיידקים•מכילים אברונים תוך תאיים•יכולים לגדול כתאים בודדים או כקורים• ובמצבים קשים ריבוי מיני(budding)ריבוי ע"י הנצה •

moldsעובשים – יוצרים מבנים קוריים מתפצלים•ריבוי ע"י נבגים המתפזרים באוויר•לעיתים התאים הבוגרים מכילים גרעינים•

protozoaפרוטוזואה – (m 50- 20)חד תאיים אאוקריוטיים •חסרי דופן•מכילים אברונים תוך תאיים•

אמבות•חסרות צורה–נעות על רגל מדומה–גורמות לדלקות מעיים ושילשולים––Ulcerative colitisדימומים והפרשות מוגלה–

טריכנומה•בעלי שוטונים–נמצאות במעיים או בוגינה–

טריפנוזומה•מועברים ע"י חרקים–נפוצים באפריקה–גורמים למחלת השינה–פוגעים במערכת העצבים– ולמוותcomaגורמים ל–

פלסמודיום•גורם המלריה–מועבר ע"י חרקים או דקירה–מתרבים בתאי דם אדומים–

wormsתולעים – הדבקות בתנאי חיים נמוכים•לחלקם מחזור חיים המערב •

יותר ממאכסן אחד

•Tapewormsבעלי ראש המכיל קרס הנאחז במוקוזה–הגוף מחולק לסגמנטים–בכל סגמנט אברי רביה זכריים –

ונקביים וכושר הטלת ביצים

•Flukesמדביקים בעיקר את הראות והכבד–לעיתים מצויים בדם–

פריונים

( הוא חלבון זעיר אשר Prion )ּפריוןעלול לגרום למחלות

המושג הינו שיבוש של ראשי תיבות - Proteinaciousבאנגלית של

infectious particle חלקיק חלבוני"( זיהומי"(.

פריונים גורמים לסדרת מחלות ניווניות של המוח בכמה יונקים, ובכללם

האדם. כל מחלות הפריונים גורמות בסופו של דבר למוות, והן חשוכות מרפא. כל מחלות הפריונים באדם

נדירות מאוד

מחלות הנגרמות ע"י פריוניםsheep ScrapieTME transmissible mink encephalopathyCWD chronic wasting diseaseBSE bovine spongiform encephalopathy

Humans are also susceptible to several prion diseasesCJD: Creutzfeld-Jacob Disease GSS: Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome FFI: Fatal familial Insomnia Kuru Alpers Syndrome

מחלות פריונים

)transmissibleמחלות פריונים )spongiform encephalopathies משפחה

של מחלות נדירות המתפתחות לאט וגורמות לנזק נוירוני.

הן מאופיינות בזמן אינקובציה ארוך מאוד, וגורמות לשינויים ספוגיים במח.

הגורם, פריון, הוא חלבון לא תקין הגורם לקיפול לא תקין של פריונים תאיים במח.

הגורמים לנזק מוחי ולהתאפינות הסימפטומטית של המחלה.

מחלות פריונים מהירות וכולן גורמות למוות.