2. CURS I
CARACTERE GENERALE ALE VIRUSURILOR
Descoperirea virusurilor - agenti filtrabili
1892 - Ivanovsky
1898 - Beijerinck: contagium
vivum fluidum
Termenul „virus” deriva
din latina = venin sau otrava
Victor Babes 1854-1926 a scris primul tratat de microbiologie din lume
Ioan Cantacuzino 1863-1934, creatorul scolii romanesti de microbiologie
si de medicina experimentala. A fondat in 1921 Institutul Cantacuzino.
3. Originea virusurilor
Exista mai multe teorii care isi propun sa explice originea virusurilor:
teoria evolutiei regresive - virusurile sunt forme degenerate de
viata care au pastrat doar informatia genetica esentiala vietii
parazitare si structuri proteice prin care se ataseaza de celula gazda
teoria originii celulare – virusurile provin din subunitati celulare
autonomizate (ex:transpozomi)
teoria evolutiei paralele – sustine ca aparitia virusurilor a fost
simultana cu a celorlalte forme vii. Virusurile s-au oprit din evolutie
ca molecule auto-replicative inca din epoca primitiva - prebiotica
Virusurile - forme acelulare sau subcelulare de viata, metabolic
inerte si lipsite de capacitatea de crestere si multiplicare in afara
organismelor vii, fiind parazite obligatoriu intracelular.
4. FORMELE DE EXISTENTA A VIRUSURILOR IN NATURA
Virusurile pot exista in natura sub 3 forme biologice:
1. Virusul complet (virionul) = forma matura a virusului, are capacitatea de a
rezista un timp limitat in afara celulei sensibile si este dotat cu infectiozitate si
patogenitate
2. Virusul vegetativ = forma de existenta intracelulara a virusului, sub forma de
elemente structurale dispersate in citoplasma celulei. In aceasta faza, virusul
este incapabil sa supravietuiasca in afara celulei gazda
3. Virusul integrat sau provirusul = virus integrat in genomul celulei receptive,
unde ramane in stare oculta (celula parazitata nu sintetizeaza material viral) un
timp nelimitat, comportandu-se ca un fragment de material genetic propriu
celulei.
Sub actiunea unor factori stresanti pentru celula
Virusul integrat →virus vegetativ
(genomul viral se desprinde de cromozomul celulei si incepe sa codifice sinteza de
material viral, trecand in stadiul de virus vegetativ).
5. Virusuri defective - virusuri care nu se pot replica autonom, necesita prezeta
unui virus helper pentru a infecta si pentru a se replica in organismul gazda
Viroizii - afecteaza celulele vegetale si sunt compusi dintr-o molecula
neinvelita de ARN circular, monocatenar, de lungimi reduse
Prionii - particule infectioase de natura proteica, nu prezinta genom, au fost
asociate cu boli neurodegenerative (sindrom Kreutzfeld-Jacob, boala Kuru,
insomnia familiala fatala)
6. DE RETINUT‼
CARACTERE GENERALE ALE VIRUSURILOR
Particule de talia mica – nm - microscopie electronica
Nu au organizare celulara, au STRUCTURA simpla:
• GENOM (ARN sau ADN) - suportul infectivitatii
• INVELISURI PROTEICE (capsida,+/- anvelopa) – suportul
antigenicitatii
Paraziti strict intracelulari - nu au structura interna, sunt lipsite de organite
celulare, nu au metabolism propriu, iar multiplicarea lor este legata de
parazitarea obligatorie a celulelor vii
Inmultire – REPLICARE si izolare pe sisteme vii - CULTURI DE CELULE
Virusurile pot parazita celule umane, animale, vegetale, bacteriene si fungice
Virusurile sunt insensibile la antibioticile uzuale
Bolile pe care le determina sunt denumite generic VIROZE
7. TALIE MICA (20-300 nm)
Parvovirus – 20 nm, cel mai mic virus
Poxvirusuri – pana la 250- 300 nm
FORMA
- sferica (v. gripale, paragripale, adenovirusurile)
- paralelipipedica (poxvirusurile)
- de cartus (v. rabic)
- de bastonas (v. mozaicului tutunului)
MORFOLOGIE
8. STRUCTURA
ANVELOPA - bistrat lipidic derivat din celula gazda
+ glicoproteine virale
3. ANVELOPA - peplomere
2. CAPSIDA- capsomere
1. GENOM- ADN sau ARN
antigenicitate
infectivitate
Structura obligatorie a virionului este reprezentata de NUCLEOCAPSIDA,
constituita dintr-un miez (« core ») care contine acidul nucleic = genomul
viral, protejat de un invelis proteic numit capsida
Virusurile formate numai din nucleocapsida se numesc
virusuri neinvelite sau neanvelopate (nude), iar cele
care prezinta anvelopa se numesc virusuri invelite sau
anvelopate
9. 1. GENOM- acidul nucleic viral
Contine materialul genetic necesar replicarii
Reprezentat de ADN sau ARN, niciodata ambele
Determina capacitatea infectiva a virusului
Monocatenar sau dublucatenar
Liniar sau circular
Segmentat sau nesegmentat
Reprezinta principalul criteriu de
clasificare a virusurilor
10. 2. CAPSIDA (gr. kapsa=cutie)
Invelis proteic format din unitati proteice – CAPSOMERE (gr. kapsa+meros=parti
ale cutiei)
Protejeaza materialul genetic
Asigura forma virionului
Are arhitectura si compozitie specifice fiecarui tip viral
Implicata in patrunderea virusurilor in celula gazda (receptor mediata)
Induce formarea si reactioneaza cu anticorpii neutralizanti
tipuri de simetrie : - helicoidala - aspect tubular
- icosaedrica - aspect sferic
capside nesimetrice - virusurile cu organizare complexa
11. CAPSIDA- SIMETRIE HELICOIDALA
Capsida cu simetrie helicoidala:
- are forma unui tub cilindric, rezulta
din dispunerea capsomerelor in forma
de spirala, asemanator unui resort in
stare comprimata, capsomerele sunt
dispuse in jurul catenei de acid nucleic
- Majoritatea virusurilor cu simetrie
helicoidala poseda anvelopa externa
12. CAPSIDA- SIMETRIE ICOSAEDRICA
Adenovirus – capsida cu
simetrie icosaedrica (ME)
Capsida cu simetrie icosaedrica (sferica):
- fetele si laturile sunt formate din hexone
(capsomere formate din 6 monomere sau
molecule proteice, inconjurate de 6
capsomere identice)
- varfurile -formate din pentone (capsomere
structurate din 5 molecule proteice)
Vrusuri ARN :
parvovirusurile -32 capsomere
herpesvirusurile -162 capsomere
- 20 de fete triunghiulare
- 30 de muchii
- 12 varfuri
13. 3. ANVELOPA - PEPLOS
Membrana cu structura similara membranei citoplasmatice a celulei
gazda
protejeaza nucleocapsida
intervine in initierea ciclului infectant prin recunoasterea si atasarea
virusului de receptorii celulari
intervine in procesul de asamblare a noilor particule virale
intervine in activitati specific virale (hemaglutinare, hemadsorbtie,
hemoliza, fuziunea membranelor celulare)
confera sensibilitate la tratamentul cu solventi lipidici (eter, cloroform).
Virusurile sunt clasificate in:
- eter-sensibile = virusurile anvelopate
- eter-rezistente = virusurile neanvelopate
14. Structura invelisului extern
(anvelopei)
Structura virusului gripal
Pe suprafata acestei membrane se gasesc formatiuni specifice virale,
codificate de virus:
1. Spiculi de natura glicoproteica:
- hemaglutinina - rol in atasarea
virusului de celula gazda
- neuraminidaza - faciliteaza
patrunderea virusului in celula
2. Factori de fuziune cu functie de
initiere a infectiei
3. Proteina M (matrix) – captuseste
fata interna a anvelopei.
La unele virusuri, faciliteaza
asamblarea, iar la altele, asigura
menţinerea formei (ex: rhabdovirusuri)
15. Taxonomie virala
Sistemul universal de taxonomie virala – elaborat de Comitetul
International pentru Taxonomie Virala (ICTV) – sistem deschis, cu
actualizari periodice.
Unitati taxonomice utilizate:
Specia – constituita din tulpini virale care au in comun un set de
proprietati stabile (propietatile virionului, genomului, replicare, etc)
Genul - grupe de specii virale cu caracteristici comune si un ancestor
comun (terminatia latina: virus, ex. Morbillivirus – v. rujeolos)
Familia – grupe de genuri cu caractere comune (terminatia latina:
viridae, ex. Paramixoviridae)
Ordinul - grup de familii cu strategie comuna de replicare (terminatia
latina: virales, ex. Mononegavirales)
16. Clasificarea virusurilor (I)
1. Forma si dimensiunea virionului:
- sferic, paralelipipedic, de cartus, de bastonas, etc
2. Tipul de acid nucleic:
- ADN (deoxiribovirusuri) sau ARN (ribovirusuri)
- monocatenar sau dublucatenar
- circular sau liniar
- segmentat sau nesegmentat
3. Tipul de simetrie:
- helicoidala
- icosaedrica
- complexa
4. Prezenta anvelopei:
- anvelopate
- neanvelopate
17.
18.
19. Clasificarea virusurilor (II)
5. Clasificarea epidemiologica (foloseste drept criteriu calea
de transmitere a agentului etiologic):
- v. enterice – cu transmitere fecal-orala (poliovirusuri)
- v. respiratorii – cu transmitere aeriana (v. gripale)
- v. cu transmitere sexuala (HIV)
- v. cu transmitere prin sange (VHB)
- v. cu transmise de artropode (arbovirusuri encefalitogene)
- v. cu transmitere verticala, matrno-fetala (v. Rubeolos, CMV)
20. 6. Clasificarea Baltimore
- grupeaza virusurile in VII clase, in functie de tpiul de acizi nucleici,
de modul de replicare si modul de transcriere
21. REPLICAREA VIRALA
Celula gazda – celula in care virusul poate patrunde, susceptibila la infectie
Ciclu replicativ viral – modul in care virusul se replica in interiorul celulei vii
Virion parental – patrunde in celula tinta si se multiplica, da nastere unor noi
particule virale = virioni progeni
Celula susceptibila – prezinta receptori pentru un anumit tip ce virus, poate
sau nu sa sustina replicarea virala
Celula rezisteanta – nu prezinta receptori pentru un anumit tip ce virus, poate
sau nu sa sustina replicarea virala
Celula permisiva - are echipament enzimatic care sustine replicarea virala,
poate sau nu sa fie susceptibila
Celula susceptibila si permisiva – este singura care prezinta receptori si poate
sustine replicarea virala
22. Etapele replicarii virale:
1. adsorbtia (atasarea) virusului de celula gazda
2. penetrarea (patrunderea) virusului in
celula gazda
3. decapsidarea virusului
4. sinteza macromoleculara
a) sinteza ARNm precoce si a proteinelor precoce = proteine-enzime
b) replicarea genomului viral
c) sinteza ARNm tardiv si a proteinelor tardive = protein structurale
5. asamblarea componentelor virionului
6. eliberarea virionilor progeni din celula gazda
ETAPELE REPLICARII VIRALE (CICLU REPLICATIV VIRAL)
23. I. FAZA DE ECLIPSA
1. ADSORBTIA – RECEPTORI – CELULA SUSCEPTIBILA
VIRUSURI ANVELOPATE
prin glicoproteine de pe
suprafata invelisului viral
VIRUSURI NEANVELOPATE
prin capsomere
Atasarea virionilor la membrana celulei gazda este urmarea coliziunii virion-celula rezultat
din miscarea browniana. Structurile de atasare ale virusului pot fi:capsomerele capsidei,
glicoproteinele (spiculi)
24. I. FAZA DE ECLIPSA
2. INTERNALIZARE-DECAPSIDARE
Decapsidarea consta in indepartarea sau distrugerea capsidei virale astfel incat genomul
viral sa devina accesibil mecanismelor de transcriptie si translatie. In multe cazuri,
penetrarea si decapsidarea se produc sub forma unui proces unic.
25. II. CRESTERE LOGARITMICA
A. Virusuri ADN - replicare intranucleara dependenta de stadiul ciclului celular
pentru acces la polimerazele gazdei. Exceptie Poxvirus – se replica in citoplasma.
26. II. CRESTERE LOGARITMICA
B. Replicare virusuri ARN - se replica in citoplasma, exceptie Influenza virus
si Retrovirus
Sinteza proteinelor virale
Virusurile ARN pot urma 3 tipuri de transcriptie, in functie de sensul mesajului
inscris in genomul lor:
- Virusuri ARN cu polaritate pozitiva: ARN-ul viral = ARNm si poate fi translat in
proteine virale precoce si tardive. Virusul codifica ARN – polimeraza- ARN
dependenta
- Virusuri ARN cu polaritate negativa: initial sunt produse copii cu polaritate (+)
ale genomului parental (sub actiunea ARN-polimerazei virale)
- retrovirusurile: ARN-ul viral parental este transcris sub actiunea unei revers-
transcriptaze virale (ADN polimeraza-ARN dependenta) intr-un ADN mc care
formeaza un hibrid ADN-ARN. Lantul ARN al acestui hibrid este distrus si este
inlocuit de o copie ADN ADNdc (ADN proviral) transcris in moleculele de
ARNm proteine virale. Din ADN-ul proviral sunt transcrise si copii complete de
ARN viral care vor fi incorporate in noii virioni.
27.
28. III. FAZA DE PLATOU
Asamblarea componentelor virale are loc pentru virusurile ARN in citoplasma, iar
pentru virusurile ADN, intranuclear. Este etapa in care virusul devine infetios.
29. Eliberarea prin liza celulara – virionii sunt asamblati complet in citoplasma celulei
gazda si eliberarea se realizeaza prin distrugerea celulei respective.
Virusurile anvelopate – eliberarea virionilor progeni se realizeaza prin inmugurire,
fara sa altereze membrana celulara.
30.
31. VARIABILITATE GENETICA
1. Mutatia
- modificarea stabila a uneia sau mai multor gene avand drept rezultat
absenta sintezei unor proteine virale sau sinteza unor protein virale
modificate
- mai frecventa la virusurile ARN
3. Recombinarea
procesul prin care doua virusuri au capacitatea de a face schimb de
segmente genomice
2. Complementarea
procesul prin care doua virusuri cu genom incomplet au capacitatea de
a- si completa reciproc produsele genice defective
