Proč viry způsobují onemocnění?

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Co to jsou mikroorganismy?
Advertisements

nobelovy ceny za lékařství a fyziologii
Nikola Malá, 3.A Gymnázium U Balvanu březen 2013
BOTANIKA VIRY.
Viry říše: nebuněční.
NUKLEOVÉ KYSELINY Základ života.
Mikrobiologie Mikroorganismy.
Viry.
Genetika virů a prokaryotní buňky
VIRY Střední odborná škola a Střední odborné učiliště Čs. armády 777
REPRODUKCE VIRŮ.
SYSTÉM A TŘÍDĚNÍ ORGANISMŮ
VIRY.
GYMNÁZIUM, VLAŠIM, TYLOVA Autor RNDr. Romana Michálková Číslo materiálu16 Datum vytvoření Druh učebního materiáluprezentace Ročník 1., 4. Anotace.
Viry.
Viry Co jsou viry?. BALÍČKY GENETICKÉ INFORMACE,, KTERÁ JE NEPŘÁTELSKÁ HOSTITELSKÉ BUŇCE.
RISKUJ Projekt „EU peníze středním školám“ Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT CZ.1.07/1.5.00/ Předmět Biologie Ročník a obor 1.ročník.
Virologie Obecně o virech +++ Vlastnosti Replikace.
Rentgen Ota Švimberský.
VY_32_INOVACE_Př-b 6.,7.06 Anotace: Prezentace popisuje vlastnosti, vysvětluje rozdíly mezi viry, bakteriemi. Vzdělávací oblast: Viry, bakterie, sinice.
KVÍZ Tajomství života: DNA Tatiana Aghová CZ.1.07/2.3.00/ Věda všemi smysly.
Viry 1892 – Dimitrij Ivanovský – virus tabákové mozaiky
MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE Alena Krejčí & Alena Zíková RNDr. Alena Krejčí, PhD Laboratoř vývojové biologie, PřF, JCU
Šíření signálů a synapse
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
Struktura, vlastnosti a typy nukleových kyselin
Taxonomie Picornavirů
VY_32_INOVACE_Př-b 6.,7.05 Anotace: Prezentace vysvětlí základní rozdíly mezi jednobuněčnými a mnohobuněčnými organismy, procvičuje a opakuje učivo. Vzdělávací.
M1: LESNICKÁ BOTANIKA VIRY
2.4 Zdroje záření.
Mgr. Petr Klein Gymnázium Josefa Kainara, Hlučín
nebuněční parazité buněk
ZÁKULISÍ OBJEVU DNA Andrea Kovácsová.
Středn í zdravotnick á š kola, N á rodn í svobody P í sek, př í spěvkov á organizace Registračn í č í slo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Č.
Digitální výukový materiál zpracovaný v rámci projektu „EU peníze školám“ Projekt:CZ.1.07/1.5.00/ „SŠHL Frýdlant.moderní školy“ Škola:Střední škola.
Molekulární genetika.
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona III/2VY_32_INOVACE_524.
ŠkolaStřední průmyslová škola Zlín Název projektu, reg. č.Inovace výuky prostřednictvím ICT v SPŠ Zlín, CZ.1.07/1.5.00/ Vzdělávací.
Virologie VIRUS HERPES SIMPLEX.
Viry II – Interakce s buňkou
REGULACE GENOVÉ EXPRESE.
EXPRESE GENETICKÉ INFORMACE Transkripce
Obecná virologie.
Prof. Jaroslav Heyrovský
Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 6. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základní stavbou nebuněčných organismů - virů. Materiál je plně funkční.
2014 Výukový materiál MB Tvůrce: Mgr. Šárka Vopěnková Projekt: S anglickým jazykem do dalších předmětů Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.36/
Přednáška 89 Mgr. M. Jelínek
Inovace studia molekulární a buněčné biologie
Virus Authors (alphabetically): Hrubý Jakub Moráň Lukáš Sasínek Filip Gymnázium, třída Kapitána Jaroše 14, Brno.
Základy molekulární genetiky. Bílkoviny Makromolekuly složené z aminokyselin jedna molekula bílkoviny tvořena obvykle stovkami aminokyselin v živých organismech.
NÁZEV ŠKOLY: ZŠ Dolní Benešov, příspěvková organizace AUTOR: Silvie Krupová NÁZEV:VY_32_INOVACE_15_Přírodopis 6. ročník TÉMA: Viry ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.4.00/
Název školyZŠ Elementária s.r.o Adresa školyJesenická 11, Plzeň Číslo projektuCZ.1.07/1.4.00/ Číslo DUMu VY_32_INOVACE_ Předmět Přírodopis.
1. 1.Molekulární podstata dědičnosti. Čtyři hlavní skupiny organických molekul v buňkách.
Historie genetiky Autor: Mgr. Jitka Mašková Datum: Gymnázium, Třeboň, Na Sadech 308.
Název projektu: Digitalizace výuky oboru Kosmetické služby
Herpetické viry-úvod RNDr K.Roubalová CSc..
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu VY_32_INOVACE_05-06
DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL
Základní škola a mateřská škola J.A.Komenského
Nukleové kyseliny nukleosidy nukleotid nukleová báze fosfát
Angličtina: Harry S Truman
Molekulární genetika Tok genetické informace:
Cvičení z molekulární biologie
Mgr. Petra Straková Podzim 2014
Studium lidského genomu
Fotorecepce.
Autor: Mgr. Helena Blechová
1. Regulace genové exprese:
Petr Michálek Datum konání:
Digitální učební materiál
Transkript prezentace:

Proč viry způsobují onemocnění? Co jsou viry - jsou živé? Metody studia struktury virů: rentgenová krystalografie kryo-elektronová mikroskopie Viry studované v Laboratoři strukturní virologie: pikornaviry včelí viry Leishmania RNA virus bakteriofág 812K1 Albert Bosch highlights that “according to data provided by the World Health Organization, viral diseases represent two thirds of the total number of medical appointments due to infections.

Infekce chřipkou

“Virion” – infekční virová partikule Dvě formy existence viru: “Virion” – infekční virová partikule Infekce buňky Carrier of genetic information from cell to cell: - "extracellular organelle” - packages viral genome - escapes from infected cell - survives transfer from one cell to another - attaches, penetrates, initiates replication in new host cell

Viruses as pathogens - viruses bear the genetic information needed to harness cellular biosynthetic machinery and replicate itself - hence, selective advantage for virus may be selective disadvantage for host - some of the most deadly pathogens: polio, HIV, Ebola, SARS, influenza, smallpox - evolution of host defense (immunity)

Jsou viry živé? Znaky shodné s obvyklou definicí života Znaky odlišné od obvyklé definice života Mají geny Nemají buněčnou strukturu Vyvíjejí se (evoluce) Nemají metabolismus Podléhají přirozené selekci Pro rozmnožení potřebují hostitelskou buňku Rozmnožují se Nové viry vznikají složením z částí These features show that viruses are simple macromolecular machines and thus we can aspire to understand them at the atomistic level.

Cyklus buněčného dělení

dsDNA dsDNA ssRNA Proteiny

dsDNA DNA ssRNA RNA Proteiny Proteiny Viry Buněčné organismy Replikace dsDNA DNA Transkripce ssRNA RNA Proteiny Translace Proteiny

Struktury virionů Ikosahedrální Helikální Komplexní Nepravidelné

WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845-1923) 1901 Nobel Laureate in Physics discovery of the remarkable rays subsequently named after him

MAX VON LAUE (1879-1960) 1914 Nobel Laureate in Physics for his discovery of the diffraction of X-rays by crystals

Wavelength and diffraction

Wavelength comparison of X-rays and visible light

70μm

James Batcheller Sumner (1879-1960) 1946 Nobel Laureate in Chemistry for his discovery that enzymes can be crystallized

1962 Nobel Laureates in Physiology and Medicine FRANCIS HARRY COMPTON CRICK (1916~2004) JAMES DEWEY WATSON (1928~) MAURICE HUGH FREDERICK WILKINS (1916~2004) 1962 Nobel Laureates in Physiology and Medicine for their discoveries concerning the molecular structure of nuclear acids and its significance for information transfer in living material. James Watson and Francis Crick Maurice Wilkins Rosalind Franklin

Max Ferdinand Perutz (1914 – 2002) John Cowdery Kendrew (1917 – 1997) 1962 Nobel Laureate in Physics for their studies of the structures of globular proteins

Information from X-ray diffraction experiment z x [0;0;0]

1. Virus purification 2. Crystallization 3. Diffraction data 4. Solve structure

1. Virus purification 2. Grid preparation 3. cryo-EM 4. Reconstruction

McMinn et al. Clin Infect Dis 2001. Image by Heng Soy, KI Media 2012. Picornaviry Rhinoviry – 40% “nachlazení” – finanční náklady $16bn/rok v USA Enteroviry (EV71) – nemoc rukou, nohou a úst – encefalitida I would like to start my presentation by defining biological significance of my project. My research is focused on structural studies of picornaviruses that include some of the most common human pathogens. For example, rhinoviruses are responsible for about 40$ of common cold cases. The economic damage caused by rhinoviruses was estimated to be 16bn dollars per year in the united states alone. Similar expenses are expected for European union. Enterovirus 71 induces yearly outbreaks of hand-foot-and-mouth disease mostly in south-east Asia. About 5% of the infected children develop encephalitis that can be fatal or result in permanent brain damage. This magnetic resonance image shows inflammation in left section of cerebellum caused by EV71 infection. The three years old patient lost ability to speak. Currently no antiviral drugs are available against rhinoviruses or enteroviruses. More basic research is needed to improve our understanding of picornavirus biology to allow identification of new targets for antiviral drugs. My research will address these requirements by -> next slide McMinn et al. Clin Infect Dis 2001. Image by Heng Soy, KI Media 2012.

Životní cyklus pikornavirů Virus replication factory … aspiring to answer basic biological questions about picornavirus life cycle. It is well established that picornaviruses enter cells by receptor mediated endocytosis. However, it is not known how is the picornavirus ssRNA genome delivered from virions across the membrane of the endosome into cell cytoplasm. That is our first research question. When in the cytoplasm the genome is translated into a polyprotein that is then cleaved into functional subunits. The viral proteins induce formation of so called virus-replication factories that contain lipid vesicles derived from intra-cellular membranes, viral and cellular proteins, ribosomes and viral RNAs. We will use modern cryo-electron tomography approaches to characterize the factories on molecular level. In addition we will structurally characterize picornavirus genome replication and recombination – processes that happen in the vicinity of the replication factories. Finally, we will determine picornavirus virion assembly mechanism.

Včelí viry … aspiring to answer basic biological questions about picornavirus life cycle. It is well established that picornaviruses enter cells by receptor mediated endocytosis. However, it is not known how is the picornavirus ssRNA genome delivered from virions across the membrane of the endosome into cell cytoplasm. That is our first research question. When in the cytoplasm the genome is translated into a polyprotein that is then cleaved into functional subunits. The viral proteins induce formation of so called virus-replication factories that contain lipid vesicles derived from intra-cellular membranes, viral and cellular proteins, ribosomes and viral RNAs. We will use modern cryo-electron tomography approaches to characterize the factories on molecular level. In addition we will structurally characterize picornavirus genome replication and recombination – processes that happen in the vicinity of the replication factories. Finally, we will determine picornavirus virion assembly mechanism.

Leishmania RNA virus 1 metastasis to nasopharyngeal tissues Free Dictionary Ives et al. Science, 2011 Olivier. Nature, 2011 cutaneous leishmaniasis

Totiviry - Leishmania RNA virus 1 (LRV1) Totivirus RNA lack M7G Cap, its translation is possible because capsid proteins have de-capping activity and thus generate decoy for cellular RNA-degradation machinery. Mutations in the de-capping active site greatly reduce virus protein production – no dsRNA is generated (this happens only in particles). Furthermore de-capping activity of LA virus can be inhibited with 7-methyl-GDP. cryo-EM tomography of Leishmania promastigotes in lysosome conditions to study release of the LA-virus from cells (Leishmania cells are 500nm tick, LA is 40nm in diameter) cryo-EM tomography of Leishmania promastigotes in lysosome Fujimura et al. PNAS, 2011 Naitow et al. NSMB 2002

Kryo-EM fága 812 infikujícího S. aureus Daniel Němeček, Jiří Nováček, Lubomír Kováčik

Infekce fágem T4

Proč viry způsobují onemocnění? Co jsou viry - jsou živé? Metody studia struktury virů: rentgenová krystalografie kryo-elektronová mikroskopie Albert Bosch highlights that “according to data provided by the World Health Organization, viral diseases represent two thirds of the total number of medical appointments due to infections.

Picornavirus virion