prof. Filippo Quitadamo 1
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prof. Filippo Quitadamo 3
I virus: veleno
Proprietà, forma,Dimensioni, struttura,
composizione, ciclo, difesa, malattie
e classificazione.
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Che cosa sono i virus?
• Agenti infettivi di piccole dimensionie semplice composizione che sipossono moltiplicare solo in celluleviventi di animali, piante e batteri.Per la propria replicazione si basanoa diversi gradi sui processi metabolicidella cellula ospite.
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Proprietà:
• Sono microrganismi acellulari, PARASSITIENDOCELLULARI OBLIGATI; ai confini tra la non vita e la vita.
• Sono totalmente dipendenti da una cellula viventeper la replicazione. Sono frammenti cellulari: a livellomolecolare.
• Alcuni possiedono propri enzimi complessi ma, senzaassistenza, non sono capaci di riprodurre leinformazioni contenute nei loro genomi.
• Possiedono soltanto una specie di acido nucleico.
• Fuori della cellula ospite si comportano come cristalli.
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Proprietà:
• Si comportano da viventi solo dentro unacellula ospite, dove manifestano le seguentiproprietà dei viventi:
1. Capacità moltiplicativa in forma parassitaria
2. Variazioni ereditarie rapide (MUTAZIONI).
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Proprietà:
• A differenza dei viventi i virus:
1. Non respirano, non crescono, non si nutrono
2. Non hanno un metabolismo proprio
3. Non hanno struttura cellulare
4. Sono dei tratti di DNA o di RNA.
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I virus sono esseri
viventi? No.
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Il primo virus
Picornavirus, 1898
9prof. Filippo Quitadamo
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• Sferica• Poliedrica• Ovale• Allungata• Cubica• Elicoidale• Cilindrica.
Forma dei virus
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Dimensioni dei virus
20÷300 nm
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Composizione chimica
• Il virus è costituito dalle due classi disostanze biologiche più importanti:
1. Un acido nucleico, depositario delgenoma o informazione genetica (DNAo RNA, mai insieme).
2. Le proteine, espressione delmessaggio genetico.
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STRUTTURA
• Possiede una testa con il genoma• Una coda per l’aggancio alla cellula
ospite.• La regione dove si trova il genoma =
nocciolo o core .• Essa è avvolta da uno o due involucri
proteici o CAPSIDI, con CAPSOMERI.• All’esterno ci può essere un involucro
virale o PERICAPSIDE, lipoproteico.prof. Filippo Quitadamo
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STRUTTURA e funzioni ….
• L’involucro virale o PERICAPSIDE,lipoproteico, contiene molecole diriconoscimento specifiche e organi diattacco.
• L’involucro proteico ha queste funzioni:1. Protegge il genoma dall’ambiente2. Permette l’aggancio del virus.
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Virioni ….
• I capsomeri sono unità strutturaliidentiche
• La singola particella virale = VIRIONE.• I costituenti del virione sono:1. RNA o DNA ss / ds2. Uno o due enzimi3. Uno o due capsidi proteici4. Un pericapside lipoproteico.
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Fasi riproduzione virale
1. Adsorbimento2. Penetrazione3. Trascrizione informazione genetica
virus4. Traduzione in proteine, montaggio e
maturazione5. Liberazione di nuove particelle virali
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PROCESSO di infezione
• Ci sono tre modalità di infezione o di riproduzione virale:
1. CICLO LITICO2. CICLO LISOGENICO3. CICLO CONTINUO.
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Ciclo vitale di un virus
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Ciclo litico
• Attaccato alla membrana plasmatica, ilvirus inietta il suo DNA nel citoplasmadella cellula e la costringe a costruirnetante copie.
• Seguendo le istruzioni del DNA virale, lacellula provvede anche alla sintesi delcapside virale.
• Venti minuti dopo l’invasione, la cellula èdistrutta e libera circa 200 copie virali.
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Ciclo lisogenico• Il DNA virale viene incorporato nel DNA
cellulare, dove rimane latente a lungo,passando alle cellule figlie tramite lamitosi.
• Quando il virus si sveglia, obbliga lacellula a seguire le sue istruzioni come nelciclo litico.
• Il virus non uccide la cellula, ma ne fa ilsuo domicilio fino al risveglio.
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Ciclo continuo: virus a RNA
• Il virus non uccide la cellula, ma si attaccaalla membrana ed incorporato nelcitoplasma, dove viene replicato tramitealcune strutture cellulari come in una sortadi catena di montaggio.
• Si può sconfiggere solo con lavaccinazione.
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DIFESA preventiva
• Vaccinazione• Evitare contatto diretto o isolare il soggetto
infetto• Evitare di bere acqua inquinata• Con l’igiene• Disinfettare ferite• Combattere mosca domestica.
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27Koneman et al. Color Atlas and Textbook of Microbiology 5th Ed. 1997
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Un Adenovirus
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Virus a RNA influenza
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Virus Herpes
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Virus TMV = mosaico del tabacco
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adenovirus
proteina
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Virus influenza
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Virus batteriofago
DNA
proteine
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Componenti fondamentali di un virus
Genoma IN
Rivestimento proteico CAPSIDE
formato da uguali subunità
(CAPSOMERI)
Ulteriore rivestimento proteico MATRICE
Ulteriore rivestimento PERICAPSIDEesterno formato da un
doppio strato di glicoproteine e lipidi OUT
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La funzione dei rivestimenti esterni
1) Protezione del fragile genoma da danni fisici,chimici, enzimatici.
- I capsidi sono formati da un certo numero di unità
proteiche uguali. Le subunità proteiche in un capside
virale sono redondanti.
- Il danno ad una rende quell’ una non funzionale, madifficilmente danneggia l’intera particella. Questo fa delcapside un’efficace barriera.
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2) Conferimento della capacità di riconoscimento con ilrecettore cellulare.
3) Penetrazione del genoma virale nella cellula in unaconformazione con la quale può interagire con lestrutture cellulari ed iniziare il processo infettivo
- in alcuni casi questo è un processo facile che consistesemplicemente nel far entrare il genoma nel citoplasma
- in altri casi invece, questo momento è più complesso.Per es. i Retrovirus hanno modificazioni
importanti al genoma del virus mentre questo è ancoradentro la particella virale
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I virus si possono dividere in 2 gruppi in base alla simmetria del nucleocapside
A SIMMETRIA ELICOIDALE A SIMMETRIA ICOSAEDRICA
I capsomeri sono disposti Solido a 20 facce
come i gradini di una scala triangolari uguali
a chiocciola
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Come si forma l’involucro che contiene il genoma virale?
• Le particelle virali si formano spontaneamente senza bisogno di nessun altra informazione estranea.
• La particella si trova in uno stato energetico minimo e quindi è la struttura favorita da quei componenti (grande stabilità).
• Le forze che guidano l’assemblaggio dei capsidi virali includono le interazioni idrofobiche ed elettrostatiche. Raramente si formano legami covalenti tra le subunità multiple.
• In termini biologici questo significa che vengono usate interazioni fra proteina - proteina, proteina - acido nucleico, proteina - lipidi.
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Il genoma dei virus (2)
30% dei virus animali ha un genoma a DNA
L’acido nucleico di tutti i virus aDNA, eccetto i Parvovirus , è adoppio filamento (ma il DNA
degli Hepadnavirus è parzialmente a singolo filamento quando non è in fase di replicazione)
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Classificazione dei virus
• famiglie (….viridae) Herpesviridae
• sottofamiglie (….virinae) Betaherpesvirinae
• generi (…..virus) Cytomegalovirus
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legenda
• ds = doppia elica• ss = singolo filamento• RNA + = che può funzionare da mRNA• RNA - = che può funzionare da matrice
per l’mRNA.
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FamigliaAcidonucleico Genere Capside Esempio
Adenoviridae dsDNA adenovirus Cubico Malattie respiratorie
Arenaviridae ssRNA arenavirus Complex Febbre Lassa
Bunyaviridae ssRNA elicoidale Hantaan
Caliciviridae ssRNA calcivirus Cubico Norwalk virus
Coronaviridae ssRNA coronavirus Helical 229E; SARS
Filoviridae ssRNA filovirus Helical ebola
Flaviviridae ssRNA flavivirus Cubico Febbre gialla
Hepadnaviridae dsDNA hepadnavirus Cubico Hepatite B
Herpesviridae dsDNA herpesvirus Cubico Herpes, varicella
Orthomyxoviridae ssRNA ortomixovirus Helical Influenza
Papovaviridae dsDNAPapillomavirus
papovavirus Cubico Verruche, tumori
Paramyxoviridae ssRNA paramixovirus Helical Morbillo, parotite
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Famiglia Acidonucleico Genere Capside Esempio
Parvoviridae ssDNA parvovirus Cubico
Picornaviridae ssRNA picornavirus CubicoRhinovirus del raffreddore, poliomielite
Poxviridae dsDNA poxvirus Complex vaiolo
Reoviridae dsRNA reovirus Cubico Rotavirus
Retroviridae ssRNA retrovirus ComplexAIDS (HIV), tumori
Rhabdoviridae ssRNA rabdovirus Helical Rabbia
Togaviridae ssRNA togavirus CubicoRosolia, febbre gialla
Batteriogafi
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46adenovirus Palyoma virus
Virustipula
Virusvaiolo Virus
orecchioni
Virusherpes
Virusinfluenza
Viruspoliomielite
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Classificazione
• Virus a RNA ss: retrovirus (AIDS, influenza A,B,C)
• Virus a DNA ss: epatite• Virus DNA ds: herpes
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Classificazione
• Virus animali• Virus vegetali• Batteriofagi• Virus umani.
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Classificazione
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Virus che infettano la specie umana
(cioè senza involucro) (cioè con involucro)
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Infezione virale: fattori
• Tosse, starnuto, feci, punture di insetti, trasfusioni, rapporti sessuali.
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Malattie virali
• Verruche• Poliomielite• Vaiolo• Rosolia• Herpes• Varicella• Parotite• Raffreddore
• Influenza• SARS (polmonite atipica)• Febbre tropicale• AIDS• Tumori virali• Epatite• Morbillo• Rabbia
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HIV: virus AIDS
• È un retrovirus , perché contiene RNA• Il genoma è racchiuso in un involucro
proteico, mentre il virus è racchiuso da undoppio strato lipidico.
• Contiene la proteina trascrittasi inversa.• Attacca i linfociti T helper, responsabili
dell’attività immunitaria cellulare.• Il virus muta facilmente.
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HIV: virus AIDS
• Dallo strato lipidico sporgono delleprotuberanze proteiche (proteina gp 120).
• Esse hanno il ruolo di riconoscimento eper l’attacco della cellula bersagliospecifica.
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Il virus HIV, AIDS
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Il virus HIV, AIDSProteine disuperficie
Strato lipidico
Rivestimentoproteicoesterno
Rivestimentoproteico
interno (capside)
trascrittasiinversa
RNA
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Virus HIV AIDS
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Virus HIV AIDS
glicoproteine
Membrana lipidica
Trascrittasi inversa
proteine
RNA
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Virus HIV AIDS
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AIDS
• Sindrome = insieme di sintomi e dimalattie provocate
• Immunodeficienza = indebolimento delsistema immunitario
• Acquisita = non presente alla nascita, nongenetica.
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Trasmissione AIDS
• Sangue• Sperma• Secrezioni vaginali.
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Trasmissione AIDS
1. Contagio attraverso sangue infetto:siringhe, trasfusioni, rapporti sessuali
2. Attraverso i rapporti sessuali3. Da madre a figlio durante la gravidanza.
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prof. Filippo Quitadamo 64
AIDS non si trasmette:
1. Attraverso saliva, tosse, starnuti, lacrime,bacio, sudore, urina, feci
2. Attraverso donazioni di sangue3. Punture di insetti4. Vaccinazione.
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SARS
• Sindrome Respiratoria Acuta Grave: lacausa è un nuovo Coronavirus , mairiscontrato fino al 2002 nell’uomo.
• Muta con facilità, è sensibile alle variazionidi temperatura, all’igiene, alla candeggina.
• Sintomatologia : febbre, brividi, malesseregenerale, dolori muscolari, cefalea,dispnea, insufficienza respiratoria.
prof. Filippo Quitadamo