I virus sono entità biologiche con un acido nucleico racchiuso in un capside proteico, incapaci di riprodursi senza una cellula ospite. Esistono diverse simmetrie nelle strutture dei virus, tra cui elicoidale e icosaedrica, e il loro genoma può essere a DNA o RNA. La classificazione di Baltimore suddivide i virus in sette gruppi in base alla tipologia del loro genoma.

1. I virus

2. • "Virus" dal latino “veleno”
• Combinazione organizzata di macromolecole
• entità biologiche con strutture subcellulari
• Semplicità strutturale: un acido nucleico (DNA o RNA) racchiuso in un
rivestimento di natura proteica (CAPSIDE)
• Complessità biologico-funzionale
• Materiale biochimico inerte al di fuori della cellula
• PARASSITI ENDOCELLULARI OBBLIGATI
• Alcuni possiedono propri enzimi, ma senza assistenza, non sono capaci
di riprodurre le informazioni contenute nei loro genomi
• Spettro d’ospite: micoplasmi, alghe, batteri, piante e animali superiori

3. Le particelle virali complete, virioni, sono
caratterizzate da dimensioni estremamente
modeste: 10-300 nm.

4. From Principles of Virology Flint et al ASM Press

5. Microscopio elettronico

6. •Prima descrizione di patologia di origine virale: Vaiolo in Cina nel X sec. a.C.
•Alterazioni simil-vaiolose nella mummia del faraone Ramsete II (circa 2000 a.C.).
poliomielite vaiolo
Virus del mosaico del tabacco:
primo virus identificato

7. Varietà di forme e
dimensioni

8. Sono coltivabili in vitro in cellule eucariotiche, o in batteri
(a seconda del tipo virale).
Alcuni (Orthomyxovirus, paramyxovirus) possono essere coltivabili
con facilita’ in uova embrionate.
Hanno resistenza variabile al pH. Questo regola la loro patogenicita’
-Es. Rinovirus sono distrutti a pH3 (pH gastrico di circa 1) e
pertanto sono non patogeni per l’apparato gastrointestinale.
-Altri picornavirus sono resistenti al pH gastrico e pertanto
patogeni (enterovirus).

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10. Morfologia
Virus nudi
1. Genoma
Acido nucleico (DNA o RNA)
2. Capside
Rivestimento proteico
Genoma+capside = nucleocapside
Virus rivestiti : Pericapside o Envelope
doppio strato fosfolipidico che circonda il nucleocapside

11. virus nudi

12. virus rivestiti
Envelope
• Doppio strato fosfolipidico
• I virus con envelope sono
comuni nel mondo animale,
ma si conoscono anche virus
batterici dotati di envelope

13. ORIGINE DELL’ENVELOPE
Spikes o
antirecettori

14. Pericapside (peplos, envelope)
Strato lipidico esterno, presente solo in alcune famiglie di virus
(orthomyxovirus, herpesvirus, retrovirus, poxvirus, ecc.).
Costituito da lipidi della membrana della cellula infettata, rimasti
intorno al virus vero e proprio al momento dell’esocitosi.
Contiene anche alcune glicoproteine virali (Spikes o antirecettori), che
fungono da primorecettore virale nei confronti delle cellule bersaglio.
Svolge funzione di protezione, di riconoscimento antigenico
(emoagglutinina del virus influenzale) e di penetrazione nella cellula
ospite tramite il meccanismo di fusione con la membrana cellulare.
Neuroaminidasi (budding)
La presenza del pericapside rende ragione della sensibilità di alcuni
virus ai disinfettanti organici (eteri, alcooli) in grado di sciogliere i
lipidi.

15. Spikes
• Proteine protundenti dall’envelope, sono di
origine virale
• Riconoscono i recettori sulle cellule ospiti

16. Non possedendo envelope e quindi spikes la capacità
antirecettoriale dei virus nudi è legata alle proteine del Capside.
Ristretta capacità codificante del genoma:
capside limitato tipo di proteine, nei virus più piccoli un solo tipo.
Le diverse subunità proteiche (protomeri) sono tenute insieme da
legami non covalenti e possono disporsi (AUTOASSEMBLARSI)
secondo strutture di tipo
cubico-icosaedrico o elicoidale

17. I virus si possono dividere in 2 gruppi in base alla
simmetria del capside:
A SIMMETRIA ELICOIDALE A SIMMETRIA ICOSAEDRICA

18. Simmetria elicoidale
I protomeri si dispongono come i
gradini di una scala a chiocciola,
seguendo l’andamento elicoidale
dell’acido nucleico che vi è racchiuso,
formando una sorta di bastoncello la
cui lunghezza dipende dalla
lunghezza dell’ac.nucleico.

19. Simmetria elicoidale: alcuni esempi…
Questi virus si differenziano per
Lunghezza
Diametro
Passo dell’elica
N° di protomeri per spira.
Rabies Virus
Rabies Virus Tobacco Mosaic Virus

20. Simmetria icosaedrica
Capsidi più complessi!
icosaedro
solido regolare costituito da
20 facce a triangolo equilatero,
12 vertici, 30 spigoli
Le catene polipeptidiche disposte sulla superficie di un icosaedro virutale formando
un guscio isometrico
Vi appartengono sia virus nudi che rivestiti
I virus a DNA possiedono prevalentemente una simmetria di tipo icosaedrico,
mentre quelli a RNA possono assumere entrambe le simmetrie

21. Simmetria icosaedrica
-
-
Come in un pallone da calcio
i capsomeri che si associano ai vertici = struttura pentagonale (Pentoni)
i capsomeri distribuiti sulla superficie = struttura esagonale (Esoni)
In genere i Pentoni sono circondati da 5 Esoni (detti peripentonali)

22. I virus nudi di origine animale hanno una simmetria esclusivamente di
tipo icosaedrico.
I virus con envelope possono avere il nucleocapside sia a simmetria
elicoidale sia a struttura icosaedrica.
I virus più grandi (come i Poxvirus) possono avere una struttura
morfologica più complessa.

23. Simmetria icosaedrica: alcuni esempi…
Herpes virus
parvovirus
adenovirus
poliovirus

24. Simmetria icosaedrica, nudo

25. Simmetria elicoidale, nudo

26. b
A. Envelope, simmetria elicoidale
B. Envelope, simmetria icosaedrica

29. Poliomavirus

30. Poliovirus

34. Genoma dei virus

35. Il genoma dei virus
• Contiene l’informazione genetica del virus e codifica per proteine strutturali e
proteine funzionali
• E’ costituito da un solo tipo di acido nucleico: DNA o RNA

36. Genoma a DNA:
Deossiribovirus
• 30% dei virus animali
genoma a DNA
• Quasi sempre DNA a doppio
filamento (sempre aploide),
circolare o lineare
• Eccezione: Parvovirus (singolo
filamento lineare),
Hepadnavirus (doppio filamento
circolare, incompleto)
• Trascrizione e replicazione
avvengono nel nucleo
(eccezione: poxvirus)

37. Genoma a RNA:
Ribovirus
• 70% dei virus animali
è ad RNA
• Quasi sempre l’RNA è a singolo
filamento, sempre lineare
• Eccezione: Reovirus (RNA a
doppio filamento segmentato),
Orthomyxovirus (RNA singolo
filamento, frammentato)
• Replicazione e trascrizione:
principalmente nel citosol

38. Se il genoma del virus è a RNA, singolo filamento:
L’ RNA a polarità positiva presenta alle estremità 5’ e 3’ sequenze analoghe a quelle
degli mRNA della cellula ospite: vengono letti direttamente
L’ RNA a polarità negativa funge da stampo per una trascrittasi virale
(RNA polimerasi che compiono numerosi errori: elevata frequenza di mutazioni e
variabilità tipica dei virus a RNA)

39. Genomi virali a RNA ss
• +ve (sense) and -ve (anti-sense) RNA
genomes
Positive AUG GCA CGA
(sense) met ala arg
Negative UAC CGU GCU
(anti-sense)

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45. Classificazione di Baltimore
•Gruppo I - virus a DNA a doppio filamento (dsDNA)
•Gruppo II - virus a DNA a singolo filamento (ssDNA)
•Gruppo III - virus a RNA a doppio filamento (dsRNA)
•Gruppo IV - virus a RNA a singolo filamento a polarità + (ssRNA+)
•Gruppo V - virus a RNA a singolo filamento a polarità - (ssRNA-)
•Gruppo VI - virus a RNA a singolo filamento con capacità retrotrascrizionale
(ssRNA RT)
•Gruppo VII - virus a DNA a doppio filamento con capacità retrotrascrizionale
(dsDNA RT)

46. M2
(ion channel)
PB1, PB2, PA