Viry Základy biologie 2013 Charakteristika •Definice: submikroskopické infekční nukleoproteinové částice •Virus = jed (latinsky) •Viry jsou nebuněčné organismy. •Malé rozměry a jednoduchá struktura •Rozmnožují se pouze v buňkách hostitelů – nitrobuněční paraziti - označován jako infekční nukleová kyselina. •Tvořené vždy bílkovinou (proteinem) a NK. Viry * Virus mimo buňku = je submikroskopická částice virion = virová částice schopná infikovat buňku a množit se v ní. * Fáze životního cyklu viru: •• extracelulrání •• intracelulární * Dohady vědců, zda jde o organismy – buněčná teorie = všechny organismy jsou z buněk - viry mají znaky živé i neživé hmoty. • * Otázky životnosti a neživotnosti •1. Znaky životnosti virů * a) reprodukují se pouze v živých hostitelských buňkách - vysoká rychlost * b) mohou mutovat •2. Znaky neživotnosti virů * a) jsou nebuněčné - neobsahují cytoplasmu ani buněčné organely, jen NK * b) nevykazují žádný metabolismus → pro svou replikaci využívají buněčný metabolický systém * c) nerostou a nedělí se → komponenty nových virových částic a tvorba virionů se uskutečňuje v hostitelských buňkách. Názvy virů * Viry jsou nesmírně různorodé – jejich klasifikace je obtížná – není zatím vhodný systém. * Binomická nomenklatura se nevžila – to znamená: sasanka hajní – tak by bylo např. „hepatitis zlá“. * Rostlinné i živočišné viry se až dosud nejběžněji označují svými historickými názvy podle: * 1) názvu infekčních chorob, které způsobují; * 2) jména objevitelů; * 3) místa prvního výskytu nebo prvního popisu příslušné choroby. • • Názvy virů * Nejčastější způsob podle infekčních chorob, které specificky způsobují: * z rostlinných virů je to např. virus mozaiky tabáku (TMV), * ze živočišných např. virus slintavky a kulhavky, * z lidských např. virus neštovic. Názvy virů * Podle svých objevitelů: * z živočišných virů: např. virus Rousova sarkomu kuřat (RSV), * z lidských virů: virus Epstein-Barrové (EBV); * Názvy virů * Podle místa prvního výskytu nebo prvního popisu příslušné choroby : * virus Newcastelské choroby (nejobávanější onemocnění drůbeže – edémy krku a hlavy, respiratorní potíže, průjem – 100% mortalita) * NDV (Newcastle Disease Virus) – výskyt u více druhů ptáků; přenos kontaktem * fluEM Dělení virů * Podle typu nukleové kyseliny –DNA - viry –RNA – viry * Podle přítomnosti obalů –Obalené –Neobalené * podle hostitelského organismu –Rostlinné viry –Živočišné viry –Viry hub –Bakteriální viry * Vědecká klasifikace virů Vědecká klasifikace virů Zařazení některých virů: * Neobalené DNA viry - papovaviry (v.bradavic) * Obalené DNA viry – v.černých i kravských neštovic * Neobalené RNA viry - v. dětské obrny a rýmy * Obalené RNA viry – v. chřipky ptáků, savců i člověka, v. spalniček, zarděnek, příušnic, v. vztekliny, retroviry (HIV) Struktura virionu * Virion = virová částice schopná infikovat buňku a množit se v ní. •NUKLEOKAPSIDA – NK + bílkovina Genom Proteinový obal = kapsida jednotky = kapsoméry DNA RNA Enzymy jen u některých virů –napomáhá vniknutí do buňky Vnější obal - biomembrána např. virus chřipky či AIDS Jen jedna z nich – nikdy obě! •nukleová kyselina (NK) ü DNA nebo RNA (vždy jen jeden typ) ü DNA-viry nebo RNA – viry üAsi 300 genů ü •bílkovinný obal (kapsida) üčasto geometrické těleso üpřenos a ochrana NK üantigenní charakter ü • • • • 14 TYPY GENOMOVÝCH MOLEKUL (nepovinné) STRUKTURA Identické podjednotky seřazené symetricky Symetrie: Icosahedrální (dvacetistěn) helikoidální kapsida – kapsoméry 532symm icosa2 capsomer hsv2modl helix Morfologie virů - uspořádání kapsomer (nepovinné) Helikální virus Polyhedrální virus (ikosahedrální) Komplexní virus (bakteriofág) TVAR VIRU OBALENY VIRUS Obalený a neobalený virus Různé typy stavby virů Virus-types3 •EXTRACELULÁRNÍ FÁZE (pasivní pohyb vzduchem, krevním řečištěm ...) • ↓ virová infekce • •INTRACELULÁRNÍ FÁZE (pomnožení v napadené buňce) • •Viry jsou schopny replikovat svou nukleovou kyselinu a množit se pouze uvnitř napadené buňky, využívají její replikační a proteosyntetický aparát. • • Nákaza * Viry rozpoznají své hostitele na základě specifického typu bílkoviny, který mají v kapsidě a molekuly bílkoviny na povrchu buňky – klíč – zámek * Přenos - vzduchem (kapénkovou infekcí, prachem), potravinami nebo vodou, hmyzem, přímým kontaktem s kůží nebo s krvi nemocného člověka. * Některé virové infekce mají velmi krátkou inkubační dobu (např. chřipka nebo rýma), jiné až extrémně dlouhou. Tyto infekce jsou způsobeny tzv. pomalými viry (např. hepatitida B). 1.vazba na povrch buňky 2.proniknutí do nitra buňky + uvolnění NK 3.rozpad hostitelského chromozómu 4.replikace virové NK 5.tvorba bílkovin pro kapsid 6.kompletace virionů 7.rozpad buňky, uvolnění virionů 8. • * LYTICKY CYKLUS VIRU Replikace viru hiv •Viry nejsou schopny se bez hostitelské buňky reprodukovat. •Buňka slouží pouze jen jako biologická továrna a sklad náhradních dílů potřebných pro vznik nových virů. •Po splnění této role dochází k destrukci této buňky a nové viry se šíří dál i mimo napadený organismus. Skrytá = latentní infekce * Některé živočišné viry po proniknutí do buňky začlení svou DNA do jaderné DNA buňky - stane se součástí jejího genomu (soubor všech genů) * Provirus = virová DNA, která je součástí DNA hostitelské buňky - během množení buňky je předávána dalším buňkám = virogenní cyklus viru * Po určité době se virus „vyváže“ a začne lytický cyklus – zánik buněk * Virus oparu (ze skupiny herpesvirů) – horečka, záření, stres - podnět k vyvázání * * Vztah buňky napadeného organismu a viru * Aby virus mohl vniknout do buňky, musí buňka mít na svém povrchu receptory, na které se příslušný virus naváže. * Permisivní buňka - je schopna umožnit replikaci viru - dojde k rozvoji infekce. * Nepermisivní (nonpermisivní) buňka – není schopna replikovat virovou NK - dojde ke vzniku infekce latentní. Nejvýznamnější virová onemocnění u člověka •Chřipka (virus chřipky) •Nachlazení (rhinoviry, koronaviry) •Opary (herpes virus) •Spalničky (rubella virus) •Obrna (Poliovirus) •Příušnice •Hepatitidy - hepatitis virus A, B, C, D, E, (F), G a H (různé viry napadající játra, HBV může způsobovat rakovinu jater, nejběžnější jsou varianty A, B a C) •Bradavice •Vzteklina (virus vztekliny, pokud není podáno včas antisérum, je 100% smrtelný) •AIDS •Neštovice •Mononukleóza (virus Epstein-Barrové, cytomegalovirus) •Hemorhagické horečky (ebola a další) •Klíšťová encephalitida Snímky virů * rhinovirus%20-%20r%C3%BDma Rhinovirus - rýma Influenza%20virus-%20ch%C5%99ipka Influenza virus – chřipka – mikroskop Viry * hepatitis1 papilomavirus%20-%20bradvice Papilomavirus - bradavice Onkoviry * Viry, které mají schopnost vyvolávat nádorové bujení * Provirus se může předávat s pohlavními buňkami několik generací – aby se „vyvázal“ a způsobil rakovinné bujení jsou nutné další vlivy – karcinogenní (rakovinné) vlivy – stres, špatná výživa, oslabení jinou nemocí, ozáření….. bacteriophage homegraphic Pomocí bičíkových vláken se zachytí na povrchu bakteriální buňky, bičík se stáhne a vypudí DNA dovnitř bakterie. Bakteriofágy Bakteriofag üRNA i DNA viry üstavba virionu: hlavička, dutý a stažitelný krček, příchytná vlákna üváží se na specifické receptory, do buňky proniká pouze NK * BAKTERIOFAG üRNA- viry üjsou málo specifické üdo buněk pronikají celé üprojevy nákazy: nekrotické skvrny na listech, deformace üpřenos: hmyz, hlísti, mechanicky (nářadím) üvirus tabákové mozaiky, okurkové mozaiky ü C:\Documents and Settings\Jana\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.IE5\NPE7RXK7\MCj04324230000[1].wmf 15.4.2013 39 GFŽ Bohumín DNA VIRY RNA VIRY BRADIVICE AIDS KATARY H. CEST DÝCHACÍCH DĚTSKÁ OBRNA OPAR HEPATITIDA A PÁSOVÝ OPAR CHŘIPKA HEPATITIDA B PŘÍUŠNICE PLANÉ NEŠTOVICE SPALNIČKY VZTEKLINA KLÍŠŤOVÁ ENCEFALITIDA ZARDĚNKY Stavba viru HIV Virion HIV Patří mezi RNA viry, retroviry koch6_1 Textové pole: Virion HIV – mikrosk. snímek Virion HIV – mikrosk. snímek * VIRUS HIV Retroviry * Retro – zpětný tok genetické informace * Obsahují zvláštní enzym = reverzní transkriptáza – umožňuje přepis genetické informace podle pořadí v RNA do DNA. * Nově vzniklá DNA se začlení jako provirus do chromozomu v jádře hostitele. * Virová DNA je přepisována do RNA, která slouží jako informace pro syntézu virových bílkovin na ribozómech a jako zdroj virového genomu pro nové viry, které se uvolní z buňky. * Rozšíření HIV ve světě hiv2001 Priony – šílené bílkoviny BSE – bovinní spongiformní encefalopatie World_BSE_Incidence_Map_2_60_8bit Nový objev by mohl ochránit krávy před smrtelnou nemocí. Nemoc šílených krav - způsobená priony. Priony jsou chybnou variantou jednoho normálního proteinu, který se tvoří v mozkových buňkách - stejná primární struktura, ale jiná sekundární a terciární – jiný tvar – donutí i jiné bílkoviny změnit tvar – šíří se „změna tvaru“ = mozek jako houba - degenerace NS * STRUKTURA PRIONU Neobalené RNA viry •Jsou malé viry obsahující jednovláknovou •RNA. Rozměry do 30 nm. * Dětská obrna * Žloutenka – hepatitida A-E * Rýma – rhinitis, coryza * Slintavka Dětská obrna– poliomyelitida * způsobena jedním z nejmenších virů z rodu Enterovirus tzv.poliovirus * onemocnění postihuje NS * v první fázi se projevuje jako katar dýchacích cest nebo trávicího ústrojí * zanechává trvalé následky ve formě různě rozsáhlých poruch hybnosti * díky očkování v ČR vymýcen -poslední epidemie koncem 50. let. img1094716045 Nejvýznamnější virová onemocnění u člověka •Chřipka (virus chřipky) •Nachlazení (rhinoviry, koronaviry) •Opary (herpes virus) •Spalničky (rubella virus) •Obrna (Poliovirus) •Příušnice •Žloutenka hepatitis virus A, B, C, D, E, F, G a H (různé viry napadající játra, HBV může způsobovat rakovinu jater, nejběžnější jsou varianty A, B a C) •Bradavice •Vzteklina (virus vztekliny, pokud není podáno včas antisérum, je 100% smrtelný) •AIDS •Neštovice •Mononukleoza (virus Epsteina-Barrové, cytomegalovirus) •Hemorhagické horečky (ebola, marburg a další) •Klíšťová encephalitida Rostlinné viry = fytoviry * spirálovitá stavba * většinou jednořetězcová RNA * změna tvaru listů, barevnosti, deformace * šíří se hmyzem * virus tabákové mozaiky, virus mozaiky květáku, virus kadeřavosti tabáku * virus tabákové mozaiky Živočišné viry = zooviry * u bezobratlých, obratlovců i člověka * RNA-viry * virus dětské obrny (akutní zasažení CNS, ochrnutí) Živočišné viry = zooviry * virus rýmy * virus slintavky a kulhavky (onemocnění hovězího dobytka, prasat, přenosné na člověka → puchýřky na sliznici) * Živočišné viry = zooviry * virus klíšťové encefalitidy * virus žluté zimnice * virus chřipky * virus spalniček * virus HIV * onkoviry (původce leukémií) Živočišné viry = zooviry * DNA – viry * Herpes simplex * virus pásového oparu * virus EB (infekční mononukleóza) * virus neštovic * virus hepatitidy * virus bradavic Priony * STRUKTURA PRIONU prion-vznik1 Klusavka u ovcí prion-vznik Kde působí priony v mozku * prion-napadeni Creutzfeld – Jacobova choroba – degenerativní onemocnění mozku člověka. Příznaky: zhoršující se paměť, změny v chování a neschopnost koordinace pohybů (posunčina). CJN se rychle zhoršuje, většinou během jednoho roku končí smrtí. Zatím není známa žádná léčba. Kuru * kuru onemocnění vyskytující se u příslušníků kmene Fore na nové Guineji, přenášené rituálním kanibalismem – pojídáním mozku zemřelých.