NAUKA O VIRUSIMA

1892 – Ruski botaničar Ivanovski radi na proučavanju mozaične bolesti duvana (otkriće do tada nepoznatih infektivnih agenasa)

1898 – Martinus Beijernick pokazao da su u pitanju filtrabilni infektivni agensi –“Contagium vivum fluidum”, “virus” – otrov (latinski)

1898 – Loffler i Frosch, otkriće filtrabilnih agenasa kod životinja sa aftoznom groznicom

1902 - Walter Reed, virus žute groznice

1953 –Andre Lwoff definisao je 4 osnovna svojstva virusa koja ih razlikuju od ostalih mikroorganizama i ćelije. Najkraća definicija o njima : “Virusi su virusi”

Novija istorija 1983/84. HIV 2003. Co-SARS virus

Virusi sadrže jedan tip nukleinske kiseline

Virusi se razmnožavaju od svoje nukleinske kiseline, a ne deobom

Virusi su obligatni intracelularni paraziti. Genom sadrži informacije za sintezu komponenti koje ulaze u sastav virusa a sve ostalo uzimaju od ćelije

Virusi imaju specifičnu strukturu koja se razlikuje od prokariotske i eukariotske ćelije

Definicija virusa – A. Lwoff

NEMAJU ĆELIJSKI KARAKTER (acelularni agensi)

IZVAN ĆELIJE DOMAĆINA PRELAZE U INERTNE ČESTICE

OBLIGATNI INTRACELULARNI PARAZITI

STRUKTURA STRUKTURA VIRUSAVIRUSA

Veličina virusa kreće se od 25 do 300 nm.

Virusni genom

Proteinski omotač – kapsid

Virusni omotač

Zrela, infektivna virusna čestica - VIRION

Kapsid

Virusni genom

Omotač

Kapsid NukleokapsidMinimalni

virus

DNK

RNK

ili

=

+

OmotačVirus sa

omotačem+Kapsid Nukleokapsid

DNK

RNK

ili

=

+

kapsid

genom

GGrarađa virusne česticeđa virusne čestice

omotač

površniizdanci

kapsid

genomMinimalni virus

Virus sa omotačem

kapsid

genom

VIRUSNI GENOM       

VIRUSI

Veličina genoma (bp)

bakterije

gljive

biljke

sisari

Humani genom

DNK genom 4-5kb-280kb

Jednolančana Dvolančana Nepotpuno

dvolančana

Linearna Cirkularna

RNK genom7kb-30kb

Jednolančana Dvolančana

Linearna Segmentirana

VIRUSNI GENOMVIRUSNI GENOM

Moguće forme virusne DNKMoguće forme virusne DNK

Dvolančana cirkularna

DNK

Nepotpuno dvolančana cirkularna

DNK

Dvolančana linearna

DNK

Jednolančana linearna

DNK

- linearan - T4 fag

- Herpes virusi

- cirkularan - Simian virus 40 (SV40)

- spojeni krajevi - Poxvirus

- terminalni protein - Adenovirus

Segmentovana dvolančana

RNK

Segmentovana jednolančana

RNK

Linearna jednolančana

RNK

Uloga virusnog kapsida: Štiti NK virusa Nosilac antigenske specifičnosti

Osnovna jedinica građe kapsida – STRUKTURNA JEDINICA

Simetrije virusnog kapsida: Spiralna Ikozaedarna

Strukturne jedinice se spiralno ređaju oko spiralno uvijene RNK procesom samosakupljanja formirajuću nekovalentne veze.

Svi “–” RNK virusi osim koronavirusa

KapsidStrukturne

jedinice

Nukleinska kiselina

Ikozaedar

Pravilno poligonalno geometrijsko telo, sa 20 jednakostraničnih trouglova koji se spajaju u 12 rogljeva i tri rotacione ose simetrije

Dvostruka osa

Petostruka osa

Trostruka osa

Najmanji broj strukturnih jedinica u kapsidu je 60.

Kapsidi obično imaju veći

broj strukturnih jedinica koji se množi sa 60 a izražava kao triangulacioni broj T

Kapsid

Nukleinska kiselinaKapsomere

Strukturne jedinice grade KAPSOMERE – MORFOLOŠKE JEDINICE:

pentamere heksamere

genom

kapsid

kapsomera omotač

izdanci

kapsomera

genom

Ćelijski lipidni dvosloj

Virusni matriksni protein

Virusni glikoproteinski izdanci – peplomereNukleinska kiselina

Kapsomere Omotač

Izdanci

Virusni omotač Virusni matriksni protein

Ćelijski lipidni dvosloj

Virusni glikoproteinski izdanci

Virusni nukleokapsid Virusni omotač Virus sa omotačem

FAMILIJA POXVIRIDAE

Virusi složene simetrije

Elektronska mikroskopija

(EM) bakteriofaga

ŽIVOTNI CIKLUS VIRUSA

Adsorpcija Penetracija Dekapsidacija Transkripcija mRNK Replikacija virusne NK Translacija proteina Morfogeneza virusa Izlazak virusa iz ćelije

Replikativni ciklus virusa – faze replikacije

pripajanjepripajanje

penetracijapenetracija

dekapsidacija

replikacija

transkripcijatranslacija

morfogeneza

oslobađanje novih virusnih čestica

replikativni ciklus virusareplikativni ciklus virusa

virusni Ag

Antireceptori

Receptori

Ćelijska membrana

Virusni antireceptor

Ćelijski receptor

Virus Ciljna ćelija Receptor

Epstein-Barr virus B limfocit CR2 (CD21) receptor za komplement

Virus humane imunodeficijencije

T limfocit CD4 molekul i hemokinski koreceptori

Rhinovirus Epitelne ćelije ICAM-1 (protein iz imunoglobulinske superfamilije)

Poliovirus Epitelne ćelije protein iz imunoglobulinske superfamilije

Rabies virus neuron Acetilholinski receptor

Influenca A Epitelne ćelije Sijalinska kiselina

B19 parvovirus Eritroidni prekursor Eritrocitni P antigen (globozid)

Translokacijom nukleokapsida kroz citoplazmatsku membranu

Endocitozom viriona

Fuzijom virusnog omotača i ćelijske membrane

36

Direktno kroz plazmatsku membranu:

37

Ulazak virusa u ćeliju-Endocitoza posredovana receptorom

38

39

herpesvirusi, paramyxovirusi, HIV

Fuzija virusnog omotača i Fuzija virusnog omotača i plazma membraneplazma membrane

I klasa: virusi sa dvolančanom DNK

II klasa: virusi sa jednolančanom DNK

III klasa: virusi sa dvolančanom RNK

IV klasa: virusi sa jednolančanom, pozitivnom RNK

V klasa: virusi sa jednolančanom, negativnom RNK

VI klasa: virusi sa jednolančanom, pozitivnom RNK i reverznom

transkriptazom

VII klasa: virusi sa nepotpuno dvolančanom DNK

I klasa: virusi sa dvolančanom DNK

dsDNK dsDNK

(+)iRNK

II klasa: virusi sa jednolančanom DNK

(+)iRNK

dsDNKssDNK(+)

III klasa: virusi sa dvolančanom RNK

(+)iRNKdsRNK

dsRNK

IV klasa: virusi sa jednolančanom, pozitivnom RNK

(+)RNK (-)RNK (+)RNK

V klasa: virusi sa jednolančanom, negativnom RNK

(+)RNK

(-)RNK

(+)RNK (-)RNK

VI klasa: virusi sa jednolančanom, pozitivnom RNK i

reverznom transkriptazom

(+)RNK

dsDNK

ssDNK

(+)iRNK

(+)RNK

VII klasa: virusi sa nepotpuno dvolančanom DNK

dsDNK

ssDNK

(+)iRNK

(+)RNK

dsDNK

PapillomaviridaePolyomaviridae

Hepeviridae

DNK replikacija

5

5

5

5

3

3

3

53

53 3Okazaki fragmenti

ligaza

Okazaki

DNK polimeraza III

3

5

Rastuća replikaciona

viljuška

DNK polimeraza III Može se vezati samo na 3 kraj

postojećeg DNK lanca

DNK polimearaza III

RNK početnica Služi kao početna sekvenca za DNK polimerazu III

5

5

5

3

3

3

5

3 53 5 3

Rastuća replikaciona

viljuška

RNK početnica

DNK replikacija

DNK polimeraza I uklanja RNK početnice i

zamenjuje sa DNK nukleotidima

5

5

5

5

3

3

3

3

Rastuća replikaciona viljuška

DNK polimeraza I

RNK

ligaza

DNK replikacija

3’ 5’

Genomska RNK

3’ 5’

5’ 3’

RNK replikacija

Antigenomska RNK

Genomska RNK

MORFOGENEZA MORFOGENEZA (SKLAPANJE VIRUSNIH (SKLAPANJE VIRUSNIH

ČESTICA)ČESTICA)- Odvija se u citoplazmi ili jedru ćelije u zavisnosti od mesta replikacije virusa

- Načini sklapanja različiti u zavisnosti od tipa simetrije i prisustva odnosno odsustva omotača

IZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJEIZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJE

- LIZA ILI RASPADANJE ĆELIJE

- PUPLJENJEM VIRUSA PREKO ĆELIJSKIH MEMBRANA

- EGZOCITOZOM

IZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJEIZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJE

- LIZA ILI RASPADANJE ĆELIJE

IZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJEIZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJE

- PUPLJENJEM VIRUSA PREKO ĆELIJSKIH MEMBRANA

Kapsid

Virusni glikoproteini

Citoplazmatska membrana

Pupljenje virusa sa omotačem

Virus sa omotačem

IZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJEIZLAZAK VIRUSA IZ ĆELIJE

- EGZOCITOZOM

KARAKTERISTIKE VIRIONA KARAKTERISTIKE GENOMA KARAKTERISTIKE PROTEINA STRATEGIJA REPLIKACIJE FIZIČKO-HEMIJSKE KARAKTERISTIKE BIOLOŠKE KARAKTERISTIKE

VELIČINA OBLIK PRISUSTVO ILI ODSUSTVO OMOTAČA PEPLOMERE SIMETRIJA VIRUSNOG KAPSIDA

TIP NUKLEINSKE KISELINE LANČANOST (JEDNOLANČANA,

DVOLANČANA) INFEKTIVNOST LINEARNOST I SEGMENTIRANOST MODIFIKACIJE

KARAKTERISTIKE TRANSKRIPCIJE KARAKTERISTIKE TRANSLACIJE I

POSTRANSLACIONE OBRADE KARAKTERISTIKE REPLIKACIJE NK CITOLOGIJA I CITOPATOLOGIJA

Ph STABILNOST TERMOSTABILNOST KATJONSKA STABILNOST OSETLJIVOST NA ORGANSKE RASTVARAČE

SEROLOŠKI ODNOSI DOMAĆIN PRIRODNI ILI EKSPERIMENTALNI ĆELIJSKI I TKIVNI TROPIZAM TRANSMISIJA VEKTORI GEOGRAFSKA DISTRIBUCIJA

Red – VIRALES Porodica – familija - VIRIDAE

velika populacija virusa koja ima zajedničke karakteristike

Podfamilija - VIRINAE Rod - VIRUS Vrsta - VIRUS

HHAPPPP-y

HERPESVIRIDAE HEPADNAVIRIDAE ADENOVIRIDAE PARVOVIRIDAE PAPILLOMAVIRIDAE POLYOMAVIRIDAE POXVIRIDAE

PICORNAVIRIDAE CALICIVIRIDAE ORTHOMYXOVIRIDA

E PARAMYXOVIRIDAE RHABDOVIRIDAE FILOVIRIDAE HEPEVIRIDAE

TOGAVIRIDAE FLAVIVIRIDAE CORONAVIRIDA

E ARENAVIRIDAE BUNYAVIRIDAE REOVIRIDAE RETROVIRIDAE