Struttura dei virus : l Nell'infezione virale si distinguono due fasi: Fase intracellulare:...
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Struttura dei virusStruttura dei virus Nell'infezione virale si distinguono due fasi:: Fase intracellulare: replicazione dei componenti virali per
formare particelle virali complete. Fase extracellulare: particella virale completa, libera e
infettante (detta virione). Il virione è formato da una
parte centrale (core) e da un rivestimento (capsìde); il loro insieme si dice nucleocapsìde.
Alcuni virus presentano un ulteriore involucro membranoso più esterno (envelope o peplos o pericapsìde).
Il Il corecore Il core è costituito dal genoma virale (acido nucleico: Il core è costituito dal genoma virale (acido nucleico:
RNA o DNA) associato con proteine.RNA o DNA) associato con proteine. Il DNA virale è generalmente a doppio filamento; solo nei Il DNA virale è generalmente a doppio filamento; solo nei
Parvovirus è a singolo filamento.Parvovirus è a singolo filamento.
L'RNA virale è quasi L'RNA virale è quasi sempre a singolo sempre a singolo filamento; in un solo filamento; in un solo caso (Reovirus) è a caso (Reovirus) è a doppio filamento doppio filamento segmentato.segmentato.
Il capsìdeIl capsìde Il capsìde:Il capsìde:
– è costituito da subunità proteiche (capsomeri)è costituito da subunità proteiche (capsomeri)– conferisce una forma caratteristica al virioneconferisce una forma caratteristica al virione– racchiude e protegge il genomaracchiude e protegge il genoma
– presenta, presenta, sulla sulla superficie, superficie, proteine con proteine con funzioni di funzioni di aggancio a aggancio a specifici specifici recettori recettori cellulari.cellulari.
L'envelopeL'envelope L'envelope è costituito da lipidi e glicoproteine.L'envelope è costituito da lipidi e glicoproteine. Queste ultime, quasi sempre, formano proiezioni Queste ultime, quasi sempre, formano proiezioni
sporgenti dalla superficie (spicole), che permettono sporgenti dalla superficie (spicole), che permettono al virione di aderire ai recettori della cellula ospite.al virione di aderire ai recettori della cellula ospite.
Tra l'envelope e il Tra l'envelope e il capsìde sono presenti capsìde sono presenti
proteine di matrice proteine di matrice (proteina M) con funzione (proteina M) con funzione
di rinforzo e di rinforzo e connessione; esse connessione; esse
costituiscono gli antigeni costituiscono gli antigeni maggiori dei virioni.maggiori dei virioni.
Virus con Virus con pericapsidepericapside
Esempi di simmetria viraleEsempi di simmetria virale MorfologiaMorfologia Ac. nucleicoAc. nucleico FamigliaFamiglia VirusVirus
Capside Capside DNADNA ParvovirusParvovirus AdenoassociatiAdenoassociati icosaedrico icosaedrico PapovavirusPapovavirus Papilloma/PolyomaPapilloma/Polyoma nudonudo AdenovirusAdenovirus RNARNA PicornavirusPicornavirus PolioPolio ReovirusReovirus
Capside Capside DNADNA HerpesvirusHerpesvirus Herpes simplexHerpes simplex icosaedrico icosaedrico HepadnavirusHepadnavirus Epatite B (HBV)Epatite B (HBV) rivestitorivestito
Capside Capside RNARNA Virus di pianteVirus di piante Mosaico del tabaccoMosaico del tabacco elicoidale elicoidale nudonudo
Capside Capside RNARNA OrthomyxovirusOrthomyxovirus InfluenzaInfluenza elicoidale elicoidale ParamyxovirusParamyxovirus ParotiteParotite rivestitorivestito RhabdovirusRhabdovirus Stomatite vescicolareStomatite vescicolare
Capside Capside DNADNA Grandi Grandi Colifagi serie T pariColifagi serie T pari a simmetria a simmetria batteriofagibatteriofagi binariabinaria Virioni Virioni DNADNA PoxvirusPoxvirus Vaiolo / VaccinoVaiolo / Vaccino complessicomplessi
Virus a simmetria icosaedrica (Adenovirus)Virus a simmetria icosaedrica (Adenovirus)
Virus a simmetria icosaedricaVirus a simmetria icosaedrica
Virus a Virus a simmetria simmetria elicoidaleelicoidale(Mosaico (Mosaico
del del tabacco)tabacco)
Struttura dei VirusStruttura dei VirusVirus del mosaico del Tabacco.Virus del mosaico del Tabacco.
Calici VirusCalici Virus
RhinovirusRhinovirus
HIVHIV
VSV Vesicular stomatitis virusVSV Vesicular stomatitis virus
Batteriofago T4Batteriofago T4
BatteriofagiBatteriofagi
Batteriofagi adesi a un batterioBatteriofagi adesi a un batterio
CICLO CICLO REPLICATIVO REPLICATIVO
VIRALEVIRALE
CICLO CICLO REPLICATIVO REPLICATIVO
VIRALEVIRALE
ADSORBIMENTOADSORBIMENTO
PENETRAZIONEPENETRAZIONEPENETRAZIONEPENETRAZIONE FUNZIONIFUNZIONIDELLADELLA
CELLULA OSPITECELLULA OSPITE
ASSEMBLAGGIO(MATURAZIONE)
Trascrizione
REPLICAZIONE
RILASCIO
UNCOATINGUNCOATINGUNCOATINGUNCOATING
Traduzione
MOLTIPLICAZIONE VIRALE
Moltiplicazione virale - 1Moltiplicazione virale - 1AdsorbimentoAdsorbimento: attacco del virione alla superficie della cellula : attacco del virione alla superficie della cellula
ospite in conseguenza del legame tra recettori specifici sulla ospite in conseguenza del legame tra recettori specifici sulla membrana cellulare e siti di combinazione specifici sulla membrana cellulare e siti di combinazione specifici sulla superficie del virione.superficie del virione.
Adenovirus animali adesi su emazia di polloAdenovirus animali adesi su emazia di pollo
PenetrazionePenetrazione: ingresso del virione nella cellula ospite.: ingresso del virione nella cellula ospite. La penetrazione avviene generalmente per La penetrazione avviene generalmente per endocitosiendocitosi
(formazione di un vacuolo intracitoplasmatico) o per (formazione di un vacuolo intracitoplasmatico) o per fusionefusione (cioè fusione diretta dell’envelope alla membrana cellulare).(cioè fusione diretta dell’envelope alla membrana cellulare).
Moltiplicazione virale - 2Moltiplicazione virale - 2
Penetrazione per endocitosi di un virus nudoPenetrazione per endocitosi di un virus nudo
Penetrazione Penetrazione per fusione di per fusione di
un virus un virus rivestitorivestito
Penetrazione Penetrazione per endocitosi per endocitosi
di un virus di un virus rivestitorivestito
SpoliazioneSpoliazione: rimozione del capside e liberazione citoplasmatica del : rimozione del capside e liberazione citoplasmatica del genoma virale. genoma virale.
Le proteine del capside vengono disgregate dagli enzimi idrolitici (proteasi) Le proteine del capside vengono disgregate dagli enzimi idrolitici (proteasi) contenuti nei lisosomi o localizzati alla superficie della cellula.contenuti nei lisosomi o localizzati alla superficie della cellula.
Da questa tappa inizia la fase di Da questa tappa inizia la fase di eclissieclissi: dalla scomparsa del virione alla : dalla scomparsa del virione alla comparsa nel citoplasma di nuove particelle virali (per osservazione al comparsa nel citoplasma di nuove particelle virali (per osservazione al M.E.).M.E.).
In questa fase il genoma virale acquisisce il controllo del metabolismo In questa fase il genoma virale acquisisce il controllo del metabolismo cellulare finalizzandolo alla sintesi macromolecolare dei componenti virali.cellulare finalizzandolo alla sintesi macromolecolare dei componenti virali.
Moltiplicazione virale - 3Moltiplicazione virale - 3
ReplicazioneReplicazione: le varie parti del virus sono costruite : le varie parti del virus sono costruite separatamente in siti cellulari spesso diversi:separatamente in siti cellulari spesso diversi:
a) duplicazione dell’acido nucleicoa) duplicazione dell’acido nucleico b) (trascrizione e) traduzione del messaggio virale per formare b) (trascrizione e) traduzione del messaggio virale per formare
proteine virali.proteine virali.
Moltiplicazione virale - 4Moltiplicazione virale - 4
MontaggioMontaggio: le varie parti del virus vengono : le varie parti del virus vengono assemblate per formare il virione.assemblate per formare il virione.
Moltiplicazione virale - 5Moltiplicazione virale - 5
I virus nudi vengono eliminati per rottura della I virus nudi vengono eliminati per rottura della membrana citoplasmatica e quindi lisi della cellula.membrana citoplasmatica e quindi lisi della cellula.
I virus con envelope gemmano attraverso la I virus con envelope gemmano attraverso la membrana citoplasmatica, i cui componenti formano membrana citoplasmatica, i cui componenti formano quest’ultimo rivestimento.quest’ultimo rivestimento.
LiberazioneLiberazione: il virione fuoriesce dalla cellula.: il virione fuoriesce dalla cellula.
Moltiplicazione virale - 6Moltiplicazione virale - 6
Liberazione virale per lisi cellulareLiberazione virale per lisi cellulare
Fasi della Fasi della gemmazione gemmazione
virale - 1virale - 1
Fasi della gemmazione virale - 2Fasi della gemmazione virale - 2
Fasi della gemmazione virale - 3Fasi della gemmazione virale - 3
Rilascio del virus per gemmazioneRilascio del virus per gemmazione
Virioni di HIV Virioni di HIV gemmanti da gemmanti da un linfocita Tun linfocita T
Replicazione viraleReplicazione viraleVirus a RNA a singolo filamento con polarità positiva* Virus a RNA a singolo filamento con polarità positiva*
(Picornavirus, Togavirus)(Picornavirus, Togavirus)
*stessa sequenza dell'mRNA cellulare*stessa sequenza dell'mRNA cellulare
Trascrittasi: Trascrittasi: RNA-polimerasi RNA-polimerasi RNA-dipendenteRNA-dipendente
Interamente tradottoInteramente tradottoin una in una poliproteinapoliproteinada cui originano le varieda cui originano le varieproteine funzionaliproteine funzionali
(+) RNA(+) RNAparentaleparentale
(-) RNA(-) RNA
ProgenieProgenieviralevirale
(come mRNA cellulare)(come mRNA cellulare)
Proteine strutturaliProteine strutturali
trascrittasitrascrittasi
(codificata dal virus)(codificata dal virus)
trascrittasitrascrittasi
(codificata dal virus)(codificata dal virus)
(+) RNA(+) RNAcopiacopia
Replicazione viraleReplicazione virale Virus a RNA a singolo filamento (Orthomyxovirus, Paramyxovirus, Virus a RNA a singolo filamento (Orthomyxovirus, Paramyxovirus,
Arenavirus) o a doppio filamento (Reovirus) con polarità negativaArenavirus) o a doppio filamento (Reovirus) con polarità negativa
Trascrittasi: Trascrittasi: RNA-polimerasi RNA-polimerasi RNA-dipendenteRNA-dipendente
(-) RNA(-) RNAparentaleparentale
(+) RNA(+) RNA
ProgenieProgenieviralevirale Proteine strutturaliProteine strutturali
trascrittasitrascrittasi
(codificata dal virus)(codificata dal virus)
trascrittasitrascrittasi
(codificata dal virus)(codificata dal virus)
trascrittasitrascrittasi
(presente nel virione)(presente nel virione)(+) RNA(+) RNA
messaggeromessaggero
Traduzione nelle varieTraduzione nelle varieproteine funzionaliproteine funzionali
(-) RNA(-) RNAcopiacopia
Replicazione viraleReplicazione viraleVirus a DNA a doppio filamento (Herpesvirus, Papovavirus, Virus a DNA a doppio filamento (Herpesvirus, Papovavirus,
Adenovirus)Adenovirus)DNADNA
parentaleparentale
DNADNAcopiacopia
ProgenieProgenieviralevirale
DNA-polimerasiDNA-polimerasiviralevirale
RNA-polimerasiRNA-polimerasi
cellularecellularemRNA (mRNA ()) ProteineProteine
mRNAmRNA ( ()) ProteineProteine RNA-polimerasiRNA-polimerasi
cellularecellulare
(proteine (proteine funzionalifunzionali
e strutturali)e strutturali)
RNA-polimerasiRNA-polimerasi
cellularecellularemRNAmRNA ( ())
(proteine(proteinestrutturali)strutturali)
ProteineProteine
Replicazione viraleReplicazione virale Virus a RNA con trascrittasi inversa (Retrovirus)Virus a RNA con trascrittasi inversa (Retrovirus)
RNARNAparentaleparentale
RNARNAcopiacopia
ProgenieProgenieviralevirale
Proteine strutturaliProteine strutturali
trascrittasi inversatrascrittasi inversa
(presente nel virione)(presente nel virione)
DNADNAbicatenariobicatenario
RNA-polimerasiRNA-polimerasi
cellularecellulare
DNA integrato nelDNA integrato nelgenoma cellularegenoma cellulare
mRNAmRNA
PoliproteinePoliproteine
Trascrittasi inversa:Trascrittasi inversa:DNA-polimerasiDNA-polimerasiRNA-dipendenteRNA-dipendente
Replicazione• Il rapporto fra particelle/infettività può essere basso.
Qualche volta solo 1 su 1000 virioni sono infettanti.• La maggior parte delle infezioni sono abortive.
Replicazione
• Fase di eclissi : soltanto una piccola quota di virus parentali è presente. Inizia la replicazione del genoma virale. La durata varia da minuti a ore.
Fase di eclissi
Replicazione Replicazione
Fase di maturazioneFase di maturazione: i virus si accumulano nelle cellule e nello spazio circostante. Le cellule infettate con ciclo litico sono metabolicamente disturbate e muoiono, la produzione virale cessa. Il titolo virale scende lentamente. Le cellule infettate con virus non litici possono continuare a produrre particelle virali indefinitamente.
MATURAZIONE
Replicazione
Il ciclo di replicazione dura meno di un’ora per molti batteriofagi, 6-8 ore per le Picornaviridae e più di 40 ore negli Herpesviridae.
Cellule infettate con Poliovirus possono dare più di 100000 virus per cellula.
Coltivazione dei virusColtivazione dei virus
Animali da esperimentoAnimali da esperimento: si riproducono : si riproducono manifestazioni cliniche e lesioni specifiche.manifestazioni cliniche e lesioni specifiche.
Uova embrionateUova embrionate: si formano lesioni specifiche nei : si formano lesioni specifiche nei diversi siti di inoculazione.diversi siti di inoculazione.
Colture cellulariColture cellulari: si producono effetti citopatici (lisi, : si producono effetti citopatici (lisi, vacuolizzazione, cellule giganti multinucleate vacuolizzazione, cellule giganti multinucleate [sincizi]).[sincizi]).
Coltivazione dei virus Coltivazione dei virus nell’uovo embrionato di pollonell’uovo embrionato di pollo
Colture Colture cellularicellulari