Přednáška 89 Mgr. M. Jelínek michael.j@email.cz Viry I - Struktura virů Přednáška 89 Mgr. M. Jelínek michael.j@email.cz

Obsah 1) Virus jako entita 2) Úvod do virologie 3) Stavba virionu 4) Virové replikační strategie

1) Viry jsou entity: Fyzikální – mají tvar, hmotnost, velikost Biochemické – skládají se z nukleových kyselin, proteinů, fosfolipidů Biologické Infekční agens

Virus jako biologická entita Intracelulární obligátní parazité +/- Nemají ribozomy a metabolismus - Nemají binární dělení - Mají genom (RNA nebo DNA) + Působí na ně biologická evoluce + Reagují s živými organismy +/-

2) Úvod do virologie Viry prokaryot: bakteriofágy, cyanofágy, dále mykofágy, viry prvoků, viry rostlin, zvířat, člověka Význam bakteriofágů v medicíně? Spíše ne... Ale jinde možná Ochrana přírody, výzkum

Subvirové částice Viroidy Volné řetězce RNA, mohou způsobovat nemoci, hlavně v rostlinách Virusoidy – „parasité virů“, hepatitis D

Přehled historie virologie Mezopotámie, Řecko – znalost vztekliny Čína – primitivní očkování proti neštovicím Egypt – hieroglyfy lidí s obrnou Holandsko – tulipány Vakcinace – Anglie L. Pasteur, očkování proti vzteklině

20. stol 1892: Dimitrij Ivanovský - nemoc mozaiky tabáku 1898: Loeffler a Frosh - foot and mouth disease 1901: Carlos J. Finlay, Colonel W. Reed -virus žluté horečky – stavba panamského průplavu 1911: Peyton Raus - virus a sarkomy 1915, 1917: Twort, dHérelle - bakteriofágy 1935: W. Stanley – virus tabákové mozaiky v krystalické formě

Význam virologie Omezení šíření nebezpečných infekčních nemocí Výzkum běžných nemocí Nové léčebné postupy – genová terapie, nanotechnologie Metodické výhody v molekulární biologii Poznatky v ekologii a evoluční biologii

Významné virové infekce 20. stol Chřipkové epidemie, nejvýznamnější 1919 Horečka dengue, klíšťová encefalitida Ebola Virus HIV, od 80. let

Původ virů regresivní teorie (vývoj z původně buněčných parazitů) původ z buněčných RNA nebo DNA  koevoluce virů od počátku života – původ v katalytických, autoreplikujících se RNA molekulách (před DNA světem)

Metody zkoumání virů Centrifugace – diferenciální centrifugace, ultracentrifugace, elektronová mikroskopie PCR, elektroforéza, imunodetekce, fluorescenční mikroskopie Tkáňové kultury, živočišné modely, plakové eseje Epidemiologické metody, screening

3) Virion STAVBA VIRIONU: Nukleová kyselina (genom) Kapsida Vnější obal (pouze u obalených virů) Nukleokapsida – u neobalených virů virion, u obalených genom a proteinová kapsida http://hiv.boehringer-ingelheim.com/com/HIV/Information_material/Images.jsp

VIROVÁ NUKLEOVÁ KYSELINA = virový genom: RNA/DNA, cirkulární/lineární, ss/ds, segmentovaný, nesegmentovaný Většinou 5 – 50 kb, 5 – 100 genů Geny pro Strukturní geny – proteiny kapsidy, glykoproteiny obalu, matrixové proteiny Nestrukturní geny – enzymy, onkogeny Nekódující regulační sekvence - promotory Geny se často překrývají, produkují v clusterech apod.

Kapsida Kapsida je proteinová schránka, ve které je umístěn genom viru Stavba kapsidy: Identické strukturní proteinové jednotky - kapsomery Kapsomera složena ze strukturních proteinů

Morfologie kapsidy: Základní typy: pravidelný dvacetistěn (ikozahedron) složený z 20 trojúhelníkovitých ploch s 12 vrcholy (kulovité viry) Helixovitý komplex (viz cytoskelet), vláknité/tyčinkovité viry Viry podobné buňkám specifický tvar bakteriofágů (hlavička, bičík s vlákny) Převzato z: www.biol.vt.edu

Virový obal Fosfolipidová dvojvrstva odvozená z plazmatické membrány hostitelské buňky Obsahuje glykoproteiny kódované virem – interakce s buněčnými receptory Virový obal může být vystlán matrixovými proteiny – nukleokapsida je více chráněna

Vlastnosti virového obalu Primárně funkce ochraná Pomáhá přenosu virového genomu Možnost fúze virové a buněčné membrány Proteiny virového obalu - antigeny

Další komponenty virionu Viry mohou obsahovat další proteiny – enzymy, buněčné proteiny, virové šaperony Proteiny proti imunitnímu systému Proteiny pro založení latence

4) Virové replikační strategie DNA viry – ssDNA, dsDNA RNA viry – ssRNA, ds RNA Retroviry – RNA přepisována do DNA a zpátky do RNA Hepadnaviry – DNA přepisována do RNA a zpátky do DNA

mRNA I. VII. II. VI. V. IV. III. dsDNA dsDNA ssDNA dsDNA (+)ssRNA HERPESVIRY POXVIRY I. dsDNA HEPADNAVIRY VII. ssDNA II. PARVOVIRY dsDNA (+)ssRNA RETROVIRY Reverzní transkripce VI. mRNA dsRNA III. REOVIRY (–)ssRNA (+)ssRNA V. ORTHOMYXOVIRY RHABDOVIRY IV. (+)ssRNA PICORNAVIRY, TOGAVIRY (–)ssRNA