Informacija

Je li svaki dio virusa važan za replikaciju?

Je li svaki dio virusa važan za replikaciju?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Je li svaka komponenta virusa apsolutno neophodna za njegovu infekciju i replikaciju u stanici domaćinu? Ili možete samo imati dijelove koji uzrokuju infekciju?


Osim ako imate na umu određeni virus, mogu govoriti općenito o virusima. Čini se da je virusni genom sveden samo na esencijalne gene. Mnogi virusi odvajaju svoj genom u razdoblja ekspresije: rano, srednje i kasno. Rani proteini su takozvani jer kodiraju proteine ​​koji pomažu njihovom ulasku u stanice (što se naziva infekcija). Srednji i kasni geni imaju tendenciju pomoći virusu da kooptira stanične strojeve za pomoć u replikaciji virusa. Kasni geni su tada korisni za završne faze sastavljanja virusa i na kraju njihov izlazak iz stanice (liza), a novonastale virusne čestice mogu nastaviti i zaraziti više stanica. Kada se promatra na ovaj način, slijedi da bi uklanjanje čak i jedne kodirajuće regije iz virusnog genoma inhibiralo cjelokupni proces infekcije/reprodukcije/sastavljanja. Zapravo, ako uklonite gen koji kodira protein virusne ovojnice, pročišćeni virus dodan stanicama u kulturi može inficirati stanice, ali ne može proizvesti cjelovite i funkcionalne virusne čestice. U tom smislu, oni su sposobni za infekciju, ali nesposobni za reprodukciju.


HIV ima devet gena. Prema dolje citiranom radu, tri od ovih gena (vpu, vpr i nef) nisu potrebna za replikaciju u kultiviranim stanicama.

Gibbs JS et al. (1994) Konstrukcija i in vitro svojstva HIV-1 mutanata s delecijama u "nebitnim" genima. AIDS Res Hum Retroviruses 10: 343 - 50

Sažetak
Pomoćni geni koji nisu bitni za replikaciju virusa u staničnoj kulturi nalaze se u svim poznatim lentivirusima. "Nebitni" pomoćni geni HIV-1 su vif, vpr, vpu i nef. Sekvence unutar uzvodne regije U3 u LTR također nisu potrebne za replikaciju virusa u staničnoj kulturi. Konstruirali smo panel od 23 mutanta s pojedinačnim i kombiniranim delecijama u tim regijama u divljem tipu HIV-1 infektivnog molekularnog klona NL4-3. Brisanje gena vpu, vpr i nef i U3 uzvodne sekvence (US), pojedinačno ili u kombinacijama, nije značajno promijenilo replikaciju virusa ni u PBMC čimpanza, ni u ljudskim PBMC, ni u B/T staničnoj hibridnoj liniji CEMx174. Nasuprot tome, brisanje vif gena dramatično je odgodilo replikaciju virusa u sva tri tipa stanica. Ova zbirka mutanata za brisanje HIV-1 bit će korisna za razjašnjavanje funkcija ovih gena i za istraživanje antivirusnog imuniteta na životinjskim modelima.

(PBMC = mononuklearna stanica periferne krvi)

Kao što se moglo očekivati, niti jedan od ovih gena ne kodira komponentu virusa – oni su regulatorni geni uključeni u koordinaciju infektivnog ciklusa virusa. Međutim, oni su uključeni u simptome bolesti povezane s HIV-om. Prema Nacionalnom laboratoriju Los Alamosa Compendium HIV Sequence Compendium 2008:

vpu je integralni membranski protein koji potiče ekstracelularno oslobađanje virusnih čestica i razgrađuje CD4 u ER.

vpr potiče nuklearnu lokalizaciju preintegracijskog kompleksa, inhibira diobu stanica i zaustavlja inficirane stanice na G2/M

nef smanjuje CD4 i MHC klase I


Virusne infekcije i domaćini

Virusi se mogu promatrati kao obvezni, unutarstanični paraziti. Virus se mora pričvrstiti na živu stanicu, unijeti ga unutra, proizvesti svoje proteine ​​i kopirati svoj genom te pronaći način da pobjegne iz stanice kako bi virus mogao zaraziti druge stanice. Virusi mogu zaraziti samo određene vrste domaćina i samo određene stanice unutar tog domaćina. Stanice koje virus može koristiti za replikaciju nazivaju se permisivne. Za većinu virusa, molekularna osnova za ovu specifičnost je da se određena površinska molekula poznata kao virusni receptor mora naći na površini stanice domaćina da bi se virus mogao vezati. Također, razlike u imunološkom odgovoru metaboličkih stanica i stanica domaćina koje se vide u različitim tipovima stanica na temelju diferencijalne ekspresije gena vjerojatan su čimbenik u kojemu stanice virus može ciljati radi replikacije. Permisivna stanica mora proizvoditi tvari koje su virusu potrebne ili se virus tamo neće moći replicirati.


Kako je organiziran CoV genom?

Postoji nekoliko dijelova CoV genoma, poznatih kao otvoreni okviri čitanja (ORF), koji služe kao upute za stvaranje CoV proteina. Svi CoV imaju dva, stvarno dugačka ORF-a koji se prevode u jednako duge "poliproteine", koji se zatim izrezuju kako bi napravili 16 pojedinačnih, nestrukturnih proteina. Ovi nestrukturni proteini odgovorni su za osnovne, ali vrlo važne funkcije koje uglavnom uključuju sintezu virusne RNA. Svi CoV također imaju dodatna 4 ORF-a za stvaranje strukturnih proteina virusa: šiljak (S), ovojnicu (E), membranu (M) i nukleoprotein (N). Postoje i drugi proteini koje CoV genomi mogu kodirati, ali to se može razlikovati ovisno o specifičnoj vrsti CoV.

Organizacija genoma CoV. Preuzmite PDF verziju na kartici “Spremi & Dijeli”.


Reprodukcija u virusima (replikacija virusa)

Virusi su obvezni unutarstanični paraziti. Reproduciraju se samo unutar stanice domaćina. Virusima nedostaje enzim za njihovu replikaciju. Za svoju replikaciju koristi metabolički stroj domaćina. Izolirani virusi su samo čestice obložene proteinima. Prenose se s jedne stanice domaćina na drugu.

Svaka vrsta virusa inficira samo ograničeni raspon domaćina. Naziva se svojim raspon domaćina. Virusi identificiraju svog domaćina pomoću a brava i ključ. Na stanicama domaćinima postoje specifične molekule receptora. Slično, neki proteini su prisutni na površini virusa. Ovi receptori i proteini uključeni su u pričvršćivanje brave i ključa. Neki virusi imaju širok raspon domaćina. Zaraze na nekoliko vrsta domaćina. Na primjer, virus bjesnoće može zaraziti brojne mrlje. Neke vrste imaju uski raspon domaćina. Oni zaraze samo jednu vrstu. Na primjer, fag virus inficira samo E. coll.

Postoje sljedeći etape infekcije i replikacije virusa:

1. Penetracija: To je prvi korak infekcije. Mehanizam prodiranja je različit kod različitih vrsta. Na primjer, fag koristi svoj repni aparat za ubrizgavanje DNK u bakteriju. Njihovi repovi imaju poseban enzim lizozim. Razbija staničnu stijenku i staničnu membranu bakterije. U nekim slučajevima potpuni virion ulazi u domaćina poput virusa AIDS-a.

Slika: GesenrUzed reproduktivni ciklus virusa

2. Replikacija: Virusna DNK kontrolira metaboličke strojeve u organizmu. Reprugranuira virusne gene i proizvodi njegove kapside. Većina DNA virusa koristi DNA polimerazu stanice domaćina

sintetizirati svoju novu DNK. RNA virusi sadrže vlastite enzime za pokretanje replikacije unutar domaćina. Domaćin nema enzim za kopiranje RNA.

Virus koristi resurse domaćina za proizvodnju virusa. Domaćin osigurava nukleotide za sintezu nukleinskih kiselina. Virus koristi svoje enzime, rioosome, tRNA, aminokiseline i druge strojeve.

  1. Sastavljanje viriona: Nastaju molekule virusne nukleinske kiseline i kapsidi. Njihovo sklapanje u nove viruse spontan je proces. Ovaj proces se zove samostalno sklapanje. RNA i kapsomeri TMV-a mogu se odvojiti u laboratoriju. Ako se njegov sadržaj pomiješa, on se spontano ponovo sastavlja.
  2. Oslobađanje viriona: Stotine ili tisuće virusa izlazi iz stanice domaćina. Stanica domaćina je često uništena u tom procesu. Uništavanje stanica domaćina uzrokuje neke simptome virusnih bolesti. Primjerice, prehlade i virusi gripe uništavaju sluznicu u dišnim putevima. Uzrokuje simptome prehlade i gripe. Novonastali virusi inficiraju druge stanice i na taj način započinje novi ciklus.

Varijacije u reproduktivnim ciklusima virusa

Mnogi var: ‘doni prisutni su u osnovnom mehanizmu reproduktivnog ciklusa životinjskih i biljnih virusa:

(a) Životinjski virusi

1. Virusi bez ovojnice: Njegov primjer je virus faga. Fag virus

napad na bakteriju E. coli. Ima jednostavan mehanizam prodiranja i replikacije. Ali ima dva ciklusa infekcije’

(a)Litički ciklus: U tom slučaju bakterije pucaju i oslobađaju veliki broj faga.

(b)Lizogeni ciklus: U tom slučaju bakterije ne pucaju. Virusni

DNK se ugrađuje u bakterijsku DNK kao profag. Ostaje u neaktivnom obliku i replicira se s replikacijom bakterijske DNA. Ponekad se pojavi tijekom procesa indukcija i započeti litički ciklus.

2. Virusi s omotnicama: Nekoliko virusa ima vanjske ovojnice. Ove ovojnice potječu od stanica domaćina. Koverte imaju glikoproteinski skokovi. Ovi virusi se vežu na receptore domaćina uz pomoć ovih šiljaka. Virusna ovojnica spaja se s plazma membranom domaćina i kapsidom i virusnim genomom ulazi u stanice domaćina. Nakon toga započnite replikaciju. Novi virusi razvijaju nove nukleinske kiseline, kapside i šiljke. Oni potiču na

22 Udžbenik za majstorski uspjeh iz botanike A

endoplazmatski retikulum stanice domaćina za sintetizaciju novih ovojnica. Virusi su pupali s površine stanica domaćina. Neki virusi poput virusa herpesa dobivaju svoje ovojnice iz nuklearne membrane stanice domaćina.

  1. Retrovirusi: Retrovirusi su RNA virusi. Njihova RNA ulazi u stanice domaćina. Mijenja se u DNK pomoću enzima reverznog transkripta. Ova virusna DNK inkorporira se u DNK domaćina kao provirus. Sada je dio DNK domaćina. Sintetizira novu RNA i nove kapside nove enzime. Tako nastaju mnogi novi virioni. Ovi virioni razvijaju ovojnice i odvajaju se od stanica domaćina.
  2. Biljni virusi: Većina biljnih virusa su RNA virusi. Većina njih ima kapsid u obliku šipke poput TMV. Postoje dvije metode zaraze biljnim virusima:

(a) Horizontalni prijenos: U ovom slučaju, virusna infekcija se širi s vanjskog izvora na biljku. Može se širiti s lišća na lišće.

(b)Okomiti prijenos: U ovom slučaju, virusi se prenose s jedne biljke na druge biljke • aseksualnim razmnožavanjem i zaraženim sjemenom.

Životni ciklus virusa faga

Bakteriofag ili virus faga replicira se samo unutar bakterijske stanice. Virus faga pokazuje dvije vrste ciklusa tijekom svoje replikacije: litički i lizogeni ciklus.

Litički ciklus virusa faga

Virus faga uzrokuje lizu bakterija u litičkom ciklusu. Takvi virusi nazivaju se litički ili virulentni fagi. Litički ciklus je podijeljen u sljedeće korake:

receptorsko mjesto na staničnoj stijenci bakterije. Između virusa i receptorskog mjesta događa se slaba kemijska veza.

  1. Penetracija: Rep virusa oslobađa enzim lizozim. Otapa mali dio bakterijske stanične stijenke. Repna ovojnica se skuplja i gura jezgru repa u bakterije kroz staničnu stijenku i staničnu membranu. Virus ubrizgava svoju DNK u bakterijsku stanicu poput šprice. Proteinski omotač (rep i glava) virusa ostaje izvan bakterijske stanice. Međutim, mnogi životinjski virusi ulaze u domaćina kao cjelinu. •
    1. množenje: Virusna DNK počinje kontrolirati biosintetski stroj bakterija unutar bakterijske stanice. Potiče bakterijsku stanicu da sintetizira dijelove virusa, proteina i DNK. Tada se virus umnožava i stvara mnogo novih virusa. Otprilike 200 novih virusa nastaje nakon 25 minuta od infekcije.
    2. liza: Mnogi virusi nastaju u bakterijama. Bakterijska stanica prolazi kroz lizu i puca. Novonastali virusi se oslobađaju i inficiraju druge bakterije.

    Lizogneični ciklus

    Lizogeni ciklus

    Fag ne uništava uvijek bakterije. Ponekad mirno živi unutar bakterijske stanice. Ne kontrolira biosintetski stroj bakterija domaćina. Virusna DNK ugrađena u bakterijski kromosom. Fag u ovom stanju se zove Proghage. Taj se proces naziva lizogenija. Bakterije nastavljaju živjeti i normalno se razmnožavati u ovom stanju. Virusna DNK postaje dio bakterijskog kromosoma. To prelazi na

    svaku ćeliju kćer u svim narednim generacijama.

    Ponekad se virusna DNK odvoji od bakterijskog kromosoma i započne litički ciklus. Taj se proces naziva indukcija. Lizogene bakterije su otporne na virusnu infekciju istim ili sličnim virusom faga. Fag koji uzrokuje lizogeniju naziva se umjerene ili lizogene faga.

    Fag posjeduje genski kod za represorski protein. Ovaj protein potiskuje replikaciju DNA faga u lizogenom ciklusu. Represorski proteini spašavaju bakterije od lize.


    Litički ciklus

    Litički ciklus je brži od dva ciklusa koji virus može poduzeti kada se replicira.

    Tijekom ovog ciklusa, genetski materijal virusa "hi-jack" stanicu i počinje koristiti njezine resurse za stvaranje više kopija samog sebe. On se replicira u različitim dijelovima (npr. replicira svoju DNK/RNA, replicira svoj kapsid, itd.).

    Nakon što virus stvori mnogo kopija svojih različitih dijelova, virus ponovno sastavlja sve svoje dijelove. To čini sve dok se cijela stanica ne napuni do vrha, dok ne eksplodira (ili ako želite - dok se ne "lizira") i otpusti se natrag u tijelo domaćina kako bi zarazila još stanica.

    Kao što možete zamisliti, ovaj proces infekcije raste eksponencijalno brzo. Za svaku stanicu koja se inficira, stotine do tisuće drugih mogu se zaraziti nakon što prođe litički ciklus.


    REPLIKACIJA VIRUSA – KAKO SE VIRUSI REPRODUKCIJU?

    ⇒ Genetske informacije za replikaciju virusa sadržane su u virusnoj nukleinskoj kiselini, ali joj nedostaju biosintetski enzimi.

    ⇒ Replikacija virusa ovisi o sintetičkom stroju stanice domaćina.

    ⇒ Ciklus razmnožavanja virusa može se podijeliti u šest uzastopnih faza kao:-

    • Adsorpcija ili pričvršćivanje
    • Prodiranje
    • Razmazivanje
    • Biosinteza (replikacija i sinteza proteina)
    • Sazrijevanje ili sklapanje
    • Otpustite

    ADSORPCIJA

    • Virioni mogu doći u kontakt sa stanicama slučajnim sudarom, ali adsorpcija se događa samo ako postoji afinitet između stanice domaćina i virusa.
    • Površina stanice treba sadržavati specifična receptorska mjesta za koja se virus može vezati.
    • Za npr. – kod HIV-a veza je između CD4 receptora na stanicama domaćina i virusnog površinskog glikoproteina gp 120.

    PRODIRANJE

    • Životinjske stanice nemaju čvrstu staničnu stijenku i cijeli virus može ući u njih.
    • Virusne čestice mogu biti zahvaćene mehanizmom koji nalikuje fagocitozi, procesu poznatom kao "viropeksis".
    • Kod virusa s omotačem, virusna ovojnica može se stopiti s plazma membranom stanice domaćina i otpustiti nukleokapsid u citoplazmu.

    NEPREMAZIVANJE

    • Proces u kojem se uklanja vanjski sloj i kapsid virusa, što dovodi do oslobađanja virusnog genetskog materijala u stanicu domaćina.
    • Kod većine virusa, na uklanjanje omotača utječe djelovanje lizosomskih enzima stanica domaćina.
    • Nakon uklanjanja omotača virusna nukleinska kiselina se ugrađuje u genetski materijal stanice domaćina.

    BIOSINTEZA

    • Ova faza uključuje sintezu ne samo virusne nukleinske kiseline i kapsidnog proteina nego i enzima potrebnih u različitim fazama virusne sinteze, sastavljanja i oslobađanja.
    • Koraci u biosintezi: -
    • Transkripcija glasničke RNA (mRNA) iz virusne nukleinske kiseline. Taj se proces naziva "rana transkripcija".
    • Prijevod mRNA u "rane proteine". Ovi rani proteini su enzimi koji pokreću i održavaju sintezu komponenti virusa. Taj se proces naziva "rani prijevod". Oni također mogu zaustaviti sintezu proteina domaćina i nukleinske kiseline.
    • Replikacija virusne nukleinske kiseline. U tom procesu, virusni genom se umnožava za sintezu novih Viriona.
    • Transkripcija mRNA (kasna transkripcija), a zatim stvaranje proteina koji se nazivaju 'kasni' ili strukturni proteini (kasno prevođenje). Ovi proteini su komponente kapsida kćeri viriona.

    SAZRIJEVANJE

    • Sazrijevanje se sastoji od sklapanja kćeri Viriona koje se odvija nakon stvaranja virusne nukleinske kiseline i proteina.
    • Sastavljanje viriona može se odvijati u jezgri stanice domaćina (npr. Herpes & Adenovirus) ili citoplazmi (npr. Picorna & Poxvirus).
    • U ovoj fazi, virusi bez ovojnice prisutni su intracelularno kao potpuno razvijeni virioni, ali u slučaju virusa s omotačem samo je nukleokapsid potpun.
    • Omotnice su izvedene iz membrane stanice domaćina tijekom procesa. Membrana stanice domaćina koja postaje ovojnica modificira se ugradnjom antigena specifičnog za virus.

    OPUSTI

    • U ljudskim virusima oslobađanje viriona potomaka obično se događa bez stanične lize.
    • Virioni potomaka oslobađaju se u okolni medij i mogu inficirati druge stanice putem pupanja.
    • Kod nekih virusa (npr. varičele), prijenos se događa izravno sa stanice na stanicu, a vrlo malo slobodnog virusa može se dokazati izvanstanično u mediju.
    • Neki od ljudskih virusa uzrokuju duboka oštećenja stanice domaćina i mogu se osloboditi lizom stanice (npr. poliovirus).

    Bok, ja’m osnivač i programer Paramedics World, bloga koji je uistinu posvećen bolničarima. Ja sam medicinski laboratorijski tehničar, web programer i bibliofil. Moj najveći hobi je podučavati i motivirati druge ljude da rade što god žele u životu.


    Kako koronavirus otima ljudske stanice kako bi se sam širio

    Ovaj članak možete slobodno podijeliti pod licencom Attribution 4.0 International.

    Istraživači su otkrili metodu koju korona virus koristi za manipuliranje ljudskim stanicama kako bi osigurao vlastitu replikaciju.

    Ovo znanje pomoći će razvoju lijekova i cjepiva za borbu protiv koronavirusa.

    Virus preuzima kontrolu nad zaraženom stanicom jer svaki virus ovisi o resursima i molekularnim strojevima stanice za razmnožavanje. To se također odnosi na SARS-CoV-2, virus koji je izazvao pandemiju COVID-19.

    U novoj studiji, znanstvenici su otkrili mehanizam koji koronavirus koristi da daje prednost proizvodnji svojih proteina u odnosu na vlastite inficirane stanice. Mehanizam dovodi do toga da stanice uvelike smanjuju proizvodnju vlastitih proteina, umjesto da proizvode gotovo samo virusne proteine.

    To ne samo da potiče proizvodnju novih virusa, već i inhibira imunološki odgovor na infekciju koronavirusom.

    Nakon što je virus ušao u ljudsku stanicu tijekom infekcije SARS-CoV-2, virusni protein NSP1 se proizvodi kao jedan od prvih virusnih proteina. Istraživači su već znali iz drugih koronavirusa da NSP1 inhibira proizvodnju vlastitih proteina zaražene stanice, ali još nije bilo jasno kako se to događa.

    Novi rad pojašnjava kako NSP1 inhibira proizvodnju staničnog proteina.

    Ribosomi su stanični strojevi koji proizvode proteine. Čitaju nacrt, glasničku RNA, za dati protein i sastavljaju aminokiseline odgovarajućim redoslijedom. Tijekom čitanja, glasnička RNA prolazi kroz kanal na ribosomu.

    Istraživači su otkrili da se NSP1 veže na ovaj kanal i blokira ribosom. Koristeći krioelektronsku mikroskopiju, otkrili su da mogu vidjeti mjesto vezanja NSP1 u kanalu ribosoma pri atomskoj rezoluciji.

    “Ova detaljna slika pruža važne informacije za potencijalni dizajn lijeka koji može spriječiti vezanje NSP1 bez ometanja ribosomske funkcije. Ako NSP1 više ne može komunicirati s ribosomom, to omogućuje aktivaciju staničnog obrambenog sustava koji može zaustaviti replikaciju virusa,” objašnjava koautor Nenad Ban, profesor molekularne biologije na ETH u Zürichu.

    Koristeći biokemijske i stanične eksperimente, istraživači su uspjeli pokazati da je sam NSP1 dovoljan da inhibira proizvodnju proteina. Na temelju detaljne slike načina vezanja NSP1, istraživači su uspjeli proizvesti modificirane varijante NSP1 koje su izgubile svoj inhibitorni učinak.

    Virusi SARS-CoV-2 s ovim neaktivnim varijantama proteina NSP1 vjerojatno će biti atenuirani, što znači da više ne mogu uzrokovati tešku bolest. Oslabljeni virusi potencijalno se mogu koristiti kao cjepivo. Mnoga druga cijepljenja protiv virusnih bolesti već se temelje na ovom principu.

    Istraživače je također zanimalo pitanje zašto se virusni proteini proizvode u velikim količinama unatoč inhibiciji ribosomske funkcije NSP1. Otkrili su da virusna RNA ima jedinstvena svojstva zbog kojih je vrlo učinkovito čitaju ribosomi u usporedbi sa staničnim glasničkim RNA.

    “Blokirajući ribosome NSP1, funkcionalni ribosomi postaju oskudni, a istovremeno virusna RNA može činiti gotovo polovicu ukupne RNA u stanici. U tim uvjetima, virusna RNA se prvenstveno čita iz još uvijek funkcionalnih ribosoma u usporedbi s vlastitom glasničkom RNA stanice,” objašnjava koautor Oliver Mühlemann, profesor biokemije na Sveučilištu u Bernu.

    Istraživači će nastaviti raditi na stjecanju daljnjih uvida u to kako SARS-CoV-2 manipulira stanicom u svoju korist.

    Sve tri istraživačke skupine koje sudjeluju dio su Nacionalnog centra kompetencija u istraživanju (NCCR) RNA & amp Disease, koji financiraju Švicarska nacionalna znanstvena zaklada, kao i Sveučilište u Bernu i ETH Zurich. Istraživanje se pojavljuje u Prirodna strukturna i molekularna biologija.


    Istraživači razvijaju tehniku ​​praćenja replikacije virusa žute groznice

    Jetra miša čijim imunološkim stanicama nedostaje imunološka signalna komponenta poznata kao STAT1 pokazuje tešku infiltraciju i upalu limfocita, kao i nekrozu, nakon infekcije YFV-17D. Zasluge: Florian Douam i Alexander Ploss, Sveučilište Princeton

    Istraživači s Odjela za molekularnu biologiju Sveučilišta Princeton razvili su novu metodu koja može precizno pratiti replikaciju virusa žute groznice u pojedinačnim imunološkim stanicama domaćina. Tehnika, koja je opisana u radu objavljenom 14. ožujka u časopisu Komunikacije u prirodi, mogao bi pomoći razvoju novih cjepiva protiv niza virusa, uključujući dengu i zika.

    Virus žute groznice (YFV) je član obitelji flavivirusa koja također uključuje virus Denga i Zika. Virus, za koji se smatra da inficira različite tipove stanica u tijelu, uzrokuje do 200.000 slučajeva žute groznice svake godine, unatoč širokoj upotrebi vrlo učinkovitog cjepiva. Cjepivo se sastoji od živog, atenuiranog oblika virusa nazvanog YFV-17D, čiji je RNA genom više od 99 posto identičan virulentnom soju. Ovaj jedan posto razlike u genomu oslabljenog virusa može suptilno promijeniti interakcije s imunološkim sustavom domaćina tako da inducira zaštitni imunološki odgovor bez izazivanja bolesti.

    Kako bi istražili kako virusi komuniciraju sa svojim domaćinima i kako ti procesi dovode do virulencije i bolesti, Alexander Ploss, docent molekularne biologije, i kolege sa Sveučilišta Princeton prilagodili su tehniku ​​– nazvanu RNA Prime flow – koja može otkriti RNA molekule unutar pojedinačnih stanica . Koristili su tehniku ​​za praćenje prisutnosti replicirajućih virusnih čestica u različitim imunološkim stanicama koje cirkuliraju u krvi zaraženih miševa. Miševi su obično otporni na YFV, ali Ploss i suradnici su otkrili da je čak i oslabljeni soj YFV-17D smrtonosan ako se transkripcijski faktor STAT1, dio signalnog puta antivirusnog interferona, ukloni iz imunoloških stanica miša. Ovo otkriće sugerira da interferonska signalizacija unutar imunoloških stanica štiti miševe od YFV-a, te da specifične razlike u ovom putu omogućuju virusu da se replicira kod ljudi i nekih drugih primata, ali ne i kod miševa.

    U skladu s tim, YFV-17D se mogao učinkovito replicirati kod miševa čiji je imunološki sustav zamijenjen ljudskim imunološkim stanicama sposobnim za aktiviranje interferonske signalizacije. Međutim, baš kao i ljudi imunizirani atenuiranim YFV cjepivom, ovi "humanizirani" miševi nisu razvili simptome bolesti kada su bili zaraženi YFV-17D, što je omogućilo Plossu i kolegama da prouče kako atenuirani virus stupa u interakciju s ljudskim imunološkim sustavom. Koristeći svoju tehniku ​​protoka virusne RNA, znanstvenici su utvrdili da se virus može replicirati unutar određenih tipova ljudskih imunoloških stanica, uključujući B limfocite i prirodne stanice ubojice, u kojima virus prije nije otkriven. Istraživači su otkrili da se panel tipova ljudskih stanica na koje cilja virus mijenja tijekom infekcije i u krvi i u slezeni životinja, naglašavajući različitu dinamiku replikacije YFV-17D u ljudskom imunološkom sustavu.

    Sljedeći korak, rekao je Florian Douam, postdoktorski znanstveni suradnik na Odjelu za molekularnu biologiju i prvi autor studije, je potvrda replikacije YFV u tim podskupinama imunoloških stanica kod pacijenata zaraženih YFV i kod primatelja cjepiva YFV-17D . Protok virusne RNA sada pruža sredstva za izvođenje takvih analiza, rekao je Douam.

    Istraživači također planiraju proučiti zaraze li virulentni i oslabljeni sojevi virusa žute groznice različite imunološke stanice domaćina. Pristup može pomoći u objašnjenju zašto neki ljudi zaraženi virusom umiru dok drugi razvijaju samo najblaže simptome, kao i koje promjene u genomu YFV-17D oslabljuju sposobnost virusa da uzrokuje bolest. "Ovo bi moglo usmjeravati racionalni dizajn cjepiva protiv srodnih patogena, kao što su virus Zika i Dengue", rekao je Ploss.

    Više informacija: Komunikacije u prirodi, DOI: 10.1038/NCOMMS14781


    Sažetak

    The Papilomaviridae je obitelj malih virusa bez ovojnice s dvolančanim DNA genomima od 5.748 bp do 8.607 bp (Tablica 1. Papilomaviridae). Njihova se klasifikacija temelji na identičnosti parnih nukleotidnih sekvenci preko otvorenog okvira čitanja L1. Članovi Papilomaviridae prvenstveno inficiraju sluznicu i keratinizirani epitel, a izolirani su od riba, gmazova, ptica i sisavaca. Unatoč dugoj koevolucijskoj povijesti sa svojim domaćinima, neki papiloma virusi su patogeni njihovih prirodnih vrsta domaćina.

    Stol 1.Papilomaviridae. Karakteristike članova obitelji Papilomaviridae.

    Karakteristično

    Opis

    humani papiloma virus 16 (K02718), vrsta Alfapapiloma virus 9, rod Alfapapiloma virus, potporodica Prvi papillomavirinae

    Bez ovojnice, 55 nm, ikosaedarski

    Kružna dsDNA. Genom varira od 5.748 bp do 8.607 bp.

    Dvosmjerna theta replikacija

    Rani i kasni prijepisi, alternativno spajanje, alternativni otvoreni okviri za čitanje

    Sisavci, gmazovi, ptice i ribe

    Dvije podfamilije uključuju >50 rodova i >130 vrsta


    Virus

    bilo koji član jedinstvene klase infektivnih agenasa, koji su se izvorno razlikovali po svojoj malenkosti (dakle, opisani su kao &ldquofiltrabilni&rdquo zbog svoje sposobnosti prolaska kroz fine keramičke filtere koji su blokirali sve stanice, uključujući bakterije) i nesposobnosti da se repliciraju izvan i bez pomoći žive stanice domaćina. Budući da ta svojstva dijele određene bakterije (rikecije, klamidije), viruse sada karakterizira njihova jednostavna organizacija i jedinstveni način replikacije. Virus se sastoji od genetskog materijala, koji može biti ili DNK ili RNA, i okružen je proteinskim omotačem, a kod nekih virusa i membranskom ovojnicom.

    Za razliku od staničnih organizama, virusi ne sadrže sve biokemijske mehanizme za vlastitu replikaciju koje repliciraju koristeći biokemijske mehanizme stanice domaćina za sintetizaciju i sastavljanje svojih zasebnih komponenti. (Neki sadrže ili proizvode esencijalne enzime kada ne postoji stanični enzim koji bi služio.) Kada potpuna čestica virusa (virion) dođe u kontakt sa stanicom domaćina, samo virusna nukleinska kiselina i, u nekim virusima, nekoliko enzima dolazi ubrizgana u stanicu domaćina.

    Unutar stanice domaćina genetski materijal DNA virusa replicira se i transkribira u RNK prijenosnika pomoću enzima stanice domaćina, a proteine ​​kodirane virusnim geni sintetiziraju ribosomi stanice domaćina. To su proteini koji tvore kapsid (proteinski omotač) može postojati i nekoliko enzima ili regulatornih proteina koji su uključeni u sastavljanje kapsida oko novosintetizirane virusne nukleinske kiseline, u kontroli biokemijskih mehanizama stanice domaćina i u liziranju stanice domaćina kada se sakupe novi virioni. Neki od njih možda su već bili prisutni u početnom virusu, a drugi mogu biti kodirani virusnim genomom za proizvodnju unutar stanice domaćina.

    Budući da stanice domaćini nemaju sposobnost repliciranja &ldquoviralne RNA&rdquo, ali su sposobne transkribirati glasničku RNA, RNA virusi moraju sadržavati enzime za proizvodnju genetskog materijala za nove virione. Za određene viruse RNA se replicira virusnim enzimom (transkriptazom) koji se nalazi u virionu ili ga proizvodi stanica domaćin koristeći virusnu RNA kao glasnik. Kod drugih virusa reverzna transkriptaza sadržana u virionu transkribira genetsku poruku na virusnoj RNA u DNA, koju zatim replicira stanica domaćin. Reverzna transkriptaza je zapravo kombinacija dvaju enzima: polimeraze koja sastavlja novu kopiju DNK i RNaze koja razgrađuje izvornu RNA.

    U virusima koji imaju membrane, membranski vezani virusni proteini se sintetiziraju od strane stanice domaćina i kreću se, poput proteina membrane stanice domaćina, na površinu stanice. Kada se ovi proteini skupe kako bi formirali kapsid, dio membrane stanice domaćina se odlijepi kako bi se formirala ovojnica viriona.

    Neki virusi imaju samo nekoliko gena koji kodiraju kapsid proteine. Drugi složeniji mogu imati nekoliko stotina gena. Ali nijedan virus nema tisuće gena koje zahtijevaju čak i najjednostavnije stanice. Iako općenito virusi &ldquostale&rdquo svoju lipidnu ovojnicu iz stanice domaćina, praktički svi oni proizvode &ldquoomotne proteine&rdquo koji prodiru u ovojnicu i služe kao receptori. Neki proteini ovojnice olakšavaju ulazak virusa u stanicu, a drugi imaju izravno patogene učinke.

    Neki virusi ne proizvode brzu lizu stanica domaćina, već ostaju latentni tijekom dugog razdoblja u domaćinu prije pojave kliničkih simptoma. Ovo stanje nositelja može imati bilo koji od nekoliko različitih oblika. Pojam latencija se koristi za označavanje intervala od infekcije do kliničkih manifestacija. U lentivirusima se prije pogrešno vjerovalo da je virus bio neaktivan tijekom tog razdoblja. Prava situacija je da se lentivirusi brzo repliciraju i rađaju desetke kvazi-vrsta sve dok posebno učinkovita ne nadvlada sposobnost imunološkog sustava domaćina da ga porazi. Međutim, drugi virusi, kao što su herpesvirusi, zapravo ulaze u vrijeme poznato kao &ldquoviralna latencija&rdquo kada se replikacija malo ili nimalo odvija dok se daljnja replikacija ne pokrene posebnim okidačem. Dugi niz godina smatralo se da su svi oblici latencije identični, no sada je otkriveno da postoje različite vrste s osnovnim i važnim razlikama.

    U latenciji virusa, većina stanica domaćina može biti zaštićena od infekcije imunološkim mehanizmima koji uključuju antitijela na virusne čestice ili interferon. Imunitet posredovan stanicama je od suštinskog značaja, posebno u borbi protiv inficiranih stanica domaćina. Citotoksični limfociti također mogu djelovati kao stanice koje predstavljaju antigen kako bi bolje koordinirali imunološki odgovor. Zadržavanje virusa u tkivima sluznice je daleko složenije, uključujući folikularne dendritske stanice i Langerhansove stanice.

    Neki RNA virusi s omotačem mogu se proizvesti u zaraženim stanicama koje nastavljaju rasti i dijele se bez da budu ubijene. To vjerojatno uključuje neku vrstu unutarstanične regulacije rasta virusa. Također je moguće da se DNK nekih virusa ugradi u DNK stanice domaćina, stvarajući stanje nositelja. To su gotovo uvijek retrovirusi, koji se nazivaju provirusi prije i nakon integracije virusne DNA u genom domaćina.

    Malo virusa proizvodi toksine, iako virusne infekcije bakterija mogu uzrokovati da prethodno neškodljive bakterije postanu mnogo patogenije i toksičnije. Other viral proteins, such as some of the human immunodeficiency virus , appear to be actively toxic, but those are the exception, not the rule.

    However, viruses are highly antigenic. Mechanisms of pathologic injury to cells include cell lysis induction of cell proliferation (as in certain warts and molluscum contagiosum ) formation of giant cells, syncytia, or intracellular inclusion bodies caused by the virus and perhaps most importantly, symptoms caused by the host's immune response , such as inflammation or the deposition of antigen-antibody complexes in tissues.

    Because viral reproduction is almost completely carried out by host cell mechanisms, there are few points in the process where stopping viral reproduction will not also kill host cells. For this reason there are no chemotherapeutic agents for most viral diseases. acyclovir is an antiviral that requires viral proteins to become active. Some viral infections can be prevented by vaccination (active immunization ), and others can be treated by passive immunization with immune globulin , although this has been shown to be effective against only a few dozen viruses.


    Gledaj video: Volcano mobilna aplikacija (Kolovoz 2022).