Interazione tra Cellule Umane e Virus

I virus sono parassiti intracellulari obbligati > non vivono a meno che non si trovino in una cellula e

la colonizzino. Non possono vivere fuori da una cellula. Hanno il materiale genetico racchiuso in

una specie di teca costituita da proteine che fanno parte del capside che è una struttura

geometricamente regolare fatto da ripetizioni della stessa proteina che ha il compito di proteggere il

materiale genetico > diversi virus si possono classificare in base al tipo di DNA che contengono >

virus a singolo o doppio filamento di DNA o virus a doppio o singolo filamento di RNA. Molti

virus sono rivestiti da un doppio strato lipidico che contiene l’envelope (rivestimento doppio strati

lipidico contenente proteine trans membrana) che contiene al suo interno il capside. Il doppio strato

lipidico è stato strappato dal virus dall’ultima cellula che ha infettato > fattore di virulenza

specifiche proteine che permettono ad un virus di riconoscere e legare il suo ospite.

Batteriofago: è il virus più studiato > virus specifico dei batteri > ha una testa che costituisce il

capside con all’interno il materiale genetico poi ha uno stelo e una coda e delle fibre che hanno la

funzione di permettere l’ancoraggio del batteriofago al batterio > quando succede ciò il batteriofago

inietta il proprio materiale genetico nel citoplasma del batterio e ne monopolizzerà la vita. I virus

sono biologicamente molto evoluti nello svolgere le sue funzioni biologiche. Ogni batteriofago

riesce a fare circa un miliardo di figli per ogni batterio che infetta. È essenziale fatta da proteine ed

acidi nucleici. Il batteriofago incontra il batterio e gli inietta il DNA > il batterio ha un unico

cromosoma > il DNA del fago ha due destini: la prima strada viene chiamata ciclo litico. Il DNA

del fago viene utilizzato dal macchinario trascrizionale e traduzionale del batterio > DNA ed RNA

polimerasi trascrive e traduce il materiale genetico del virus producendo le proteine della progenie

virale. Il citoplasma del batterio diventa così pieno di virus che esplode e rilascia la progenie virale

che andranno ad infettare cellule batteriche vicine. Il ciclo lisogenico è la seconda strada possibile.

Il DNA del virus si integra tramite crossing over con il DNA del batterio. In questa forma il DNA

del virus si chiama profago e il virus rimane nascosto nella cellula sotto questa forma e si farà

anche duplicare dal batterio ed andrà a finire nella progenie e rimarrà qui fino a quando non

deciderà di entrare nel ciclo litico quindi è un momento di attesa > non uccide subito ma sosta come

profago.

Il primo fattore che influenza la scelta tra ciclo litico e lisogeni è il numero di ospiti. Se scelgo il

litico succede che il batterio produrrà la progenie virale ma questa progenie non avrà nulla da

infettare perché in questo sistema ci stava un sol batterio, se scelgo il lisogenico questo batterio che

ha il genoma del virus incorporato incomincerà a duplicarsi, a un certo punto da lisogenico passa a

litico e produce la progenie virale che a questo punto ha un grande numero di cellule da infettare. I

fagi che riescono ad alternare i due cicli si dicono temperati. Il secondo fattore è la disponibilità di

nutrienti dell’ospite > nel batterio c’è un profago e se sono un batterio che ha tutto ciò di cui ho

bisogno cioè la mia attività metabolica è attiva sto facendo ciò per cui il batterio vive cioè duplicarsi

> alta disponibilità di nutrienti innesca i cicli litici, carenza di nutrienti significa cicli lisogenico e

quindi non posso duplicarmi nel senso che la mia progenie non ha altri batteri da infettare. Questa

eccellenza di cambiare cicli vitale per i fagi temperati trova la sua massima espressione in alcuni

virus che riescono a scegliere tra i cicli in base ai cicli ormonali dei loro ospiti ovvero nella

stagione riproduttiva. Nelle fogne di Napoli c’è un virus che è specifico dei ratti > questo virus

infetta le ratte, quando questo ratto è gravido il virus entra in una fase lisogenica perché sa che

entrare in una fase litica quindi uccidere la madre significa uccidere anche la progenie quindi aspetta

che la madre partorisca e appena la madre partorisce il virus passa nella fase litica ed ha cibo a

sufficienza per la sua progenie perché ha tanti piccoli ratti da infettare e non li uccide tutti ma ne

Anteprima parziale del testo

Scarica Interazione cellule umane e virus. Prof. Mariano Stornaiuolo e più Sbobinature in PDF di Biologia Animale solo su Docsity!

Interazione tra Cellule Umane e Virus I virus sono parassiti intracellulari obbligati > non vivono a meno che non si trovino in una cellula e la colonizzino. Non possono vivere fuori da una cellula. Hanno il materiale genetico racchiuso in una specie di teca costituita da proteine che fanno parte del capside che è una struttura geometricamente regolare fatto da ripetizioni della stessa proteina che ha il compito di proteggere il materiale genetico > diversi virus si possono classificare in base al tipo di DNA che contengono > virus a singolo o doppio filamento di DNA o virus a doppio o singolo filamento di RNA. Molti virus sono rivestiti da un doppio strato lipidico che contiene l’envelope (rivestimento doppio strati lipidico contenente proteine trans membrana) che contiene al suo interno il capside. Il doppio strato lipidico è stato strappato dal virus dall’ultima cellula che ha infettato > fattore di virulenza specifiche proteine che permettono ad un virus di riconoscere e legare il suo ospite. Batteriofago : è il virus più studiato > virus specifico dei batteri > ha una testa che costituisce il capside con all’interno il materiale genetico poi ha uno stelo e una coda e delle fibre che hanno la funzione di permettere l’ancoraggio del batteriofago al batterio > quando succede ciò il batteriofago inietta il proprio materiale genetico nel citoplasma del batterio e ne monopolizzerà la vita. I virus sono biologicamente molto evoluti nello svolgere le sue funzioni biologiche. Ogni batteriofago riesce a fare circa un miliardo di figli per ogni batterio che infetta. È essenziale fatta da proteine ed acidi nucleici. Il batteriofago incontra il batterio e gli inietta il DNA > il batterio ha un unico cromosoma > il DNA del fago ha due destini: la prima strada viene chiamata ciclo litico. Il DNA del fago viene utilizzato dal macchinario trascrizionale e traduzionale del batterio > DNA ed RNA polimerasi trascrive e traduce il materiale genetico del virus producendo le proteine della progenie virale. Il citoplasma del batterio diventa così pieno di virus che esplode e rilascia la progenie virale che andranno ad infettare cellule batteriche vicine. Il ciclo lisogenico è la seconda strada possibile. Il DNA del virus si integra tramite crossing over con il DNA del batterio. In questa forma il DNA del virus si chiama profago e il virus rimane nascosto nella cellula sotto questa forma e si farà anche duplicare dal batterio ed andrà a finire nella progenie e rimarrà qui fino a quando non deciderà di entrare nel ciclo litico quindi è un momento di attesa > non uccide subito ma sosta come profago. Il primo fattore che influenza la scelta tra ciclo litico e lisogeni è il numero di ospiti. Se scelgo il litico succede che il batterio produrrà la progenie virale ma questa progenie non avrà nulla da infettare perché in questo sistema ci stava un sol batterio, se scelgo il lisogenico questo batterio che ha il genoma del virus incorporato incomincerà a duplicarsi, a un certo punto da lisogenico passa a litico e produce la progenie virale che a questo punto ha un grande numero di cellule da infettare. I fagi che riescono ad alternare i due cicli si dicono temperati. Il secondo fattore è la disponibilità di nutrienti dell’ospite > nel batterio c’è un profago e se sono un batterio che ha tutto ciò di cui ho bisogno cioè la mia attività metabolica è attiva sto facendo ciò per cui il batterio vive cioè duplicarsi

alta disponibilità di nutrienti innesca i cicli litici, carenza di nutrienti significa cicli lisogenico e quindi non posso duplicarmi nel senso che la mia progenie non ha altri batteri da infettare. Questa eccellenza di cambiare cicli vitale per i fagi temperati trova la sua massima espressione in alcuni virus che riescono a scegliere tra i cicli in base ai cicli ormonali dei loro ospiti ovvero nella stagione riproduttiva. Nelle fogne di Napoli c’è un virus che è specifico dei ratti > questo virus infetta le ratte, quando questo ratto è gravido il virus entra in una fase lisogenica perché sa che entrare in una fase litica quindi uccidere la madre significa uccidere anche la progenie quindi aspetta che la madre partorisca e appena la madre partorisce il virus passa nella fase litica ed ha cibo a sufficienza per la sua progenie perché ha tanti piccoli ratti da infettare e non li uccide tutti ma ne

risparmia qualcuno rientrando in un ciclo lisogenico ed aspettando che il superstite cominci una nuova fase riproduttiva e il virus sarà in questa fase fino a quando non partorirà nuovamente. Classificazione dei virus umani : si fa in base al tipo di materiale genetico. I dsDNA cioè hanno un DNA a doppio filamento. I ssDNA cioè hanno un solo filamento di DNA. I dsRNA cioè virus a doppio filamento di RNA. I ssRNA cioè a singolo filamento di RNA > può essere a singolo filamento positivo vuol dire che può essere subito tradotto dai ribosomi mentre a singolo filamento negativo cioè non viene tradotto subito ma viene prima convertito in un RNA positivo. I retrovirus come l’HIV e l’AIDS, questo virus ha un singolo filamento di RNA come materiale genetico ed è l’unico caso in cui viene convertito in DNA prima di essere utilizzato come veicolo dell’info genetica > viene utilizzata la trascrittasi inversa. Virus dell’influenza : è pandemico > infezione che si genera simultaneamente in più parti del mondo. Viene trasmesso per via aerea, questi virus utilizzano piccole goccioline di H2O per muoversi tra un ospite ed il successivo. Abbiamo 3 tipi di influenza che si classifica in base all’ospite > tipo B infetta solo l’uomo ed è meno pericoloso. Il tipo C infetta l’uomo e suini ma anche questa si diffonde meno velocemente del tipo A infetta uccelli mammiferi ed è il più pericoloso perché può dare origine a epidemie e pandemie. I virus si indicano con due lettere e due numeri > influenza spagnola è H1N1 aveva la versione 1 della proteina H e della proteina N. Influenza asiatica è H2N2, l’influenza aviaria è H5N1 e l’influenza suina è H1N2. Sulla boccetta si trovano anche il tipo di virus, il nome dove il ceppo virale è stato isolato, il ceppo, l’anno e il sottotipo. Influenza A : virus ssRNA negativo necessita di un RNA polimerasi RNA dipendente per poter produrre le sue proteine. Ha 11 proteine codificate da 8 RNA > le proteine sono HA ( emoagglutinina ) e NA ( neuroaminidasi ) > insieme a M2 sono i fattori di virulenza vuol rie che il nostro sistema immunitario riconosce queste proteine perché sono esposte sull’envelope del virus. Ci sta anche NP proteina che interagisce e lega gli RNA virali, M1 forma il capside del virus all’interno del quale ci sono gli 8 filamenti di RNA, NS1 , NS2 e codificano anche per 3 polimerasi che saranno responsabili della replicazione dell’RNA virale quindi questo virus ha al suo interno un RNA proprio. Ciclo infettivo dell’influenza: le cellule bersaglio sono le cellule delle vie respiratorie. Grazie alla proteina HA il virus lega uno specifico zucchero che si trova attaccato alle glicoproteine di membrana della cellula > lo zucchero è l’acido sialico. Grazie all’interazione di emoagglutinina con l’acido salico si ha un’adesione del virus alla superficie dell’ospite. L’acido salico viene detto recettore per l’influenza. Questa interazione induce una endocitosi mediata da recettori (che è l’acido sialico) quindi il virus entra in una cellula in un endosoma. A questo punto la proteina M (proteina dell’envelope) svolge la funzione di pompa protonica (serie di proteine che trasportano protoni) il movimento di protoni avviene dall’interno dell’endosoma all’interno del capside. Qual è la funzione di acidificazione del capside? È duplice, che tipo di legami stabilizzavano il legame tra le ssp e le basi azotate > legami di tipo ad idrogeno. La proteina NP lega gli acidi nucleici del virus utilizzando legami ad idrogeno. Questa acidificazione rompe le interazioni ad idrogeno che stanno stabilizzando l’acido nucleico del virus legato al NP. Il secondo effetto è di agire sulla proteina HA che è già servita a legare il virus alla membrana dell’ospite ma ora la sua funzione è ancora più importante. L’acidificazione comporta un cambio conformazionale della struttura della proteina che espone una regione della proteina che si chiama peptide di fusione molto idrofobica all’esterno che penetra la membrana dell’endosoma e crea una emifusione tra la membrana del virus e quella dell’endosoma e succede che il contenuto del virus entra in continuità con il citoplasma.

immunizazzione. Amantadina inibisce la fusione virale con la cellula ospite evitando che il virus perda il rivestimento nucleo capsidico che protegge il materiale genetico. Questa inibisce solo la prima fase dell’infezione > quando nella mia cellula c’è già un abbondante replicazione del virus prendere questo antivirale non serve a nulla. Aciclovir > il virus pensa che questo sia una deossiguanosina ma in realtà manca lo zucchero e quindi quando replica il materiale genetico inserisce anche questo farmaco ma i processi replicativi non vengono completati e quindi inibiamo la fase di replicazione del materiale genetico del virus. Citarabina assomiglia a un ribo-nucleotide ma ha una base azotata sbagliata ed è attivo contro molti virus. Inibitori della neuroaminidasi > utilizzando lo zanamivir ( assomiglia a uno zucchero > perché l’acido sialico è uno zucchero quindi la neuroaminidasi scambierà lo zanamivir per l’acido sialico) è un modo per inibire la capacità della neuroaminidasi di scindere l’acido sialico e quindi il virus prodotto si riattacca ala cellula infettata non completando il ciclo infettivo. Virus dell’immunodeficienza umana : l’HIV è un virus che si trasmette per via sessuale. Virus pericoloso che ha ucciso molte persone tanti anni fa. Oggi esistono molti farmaci. Il modo per proteggersi è avere rapporti sessuali protetti. È un retrovirus > infetta i linfociti in particolare il linfocita CD4 > linfocita specializzato nel riconoscere i batteri scatenando una risposta immunitaria se questi ultimi colonizzano il nostro corpo. Il virus dell’HIV ha un envelope > un doppio strato lipidico che il virus ha strappato dalla cellula precedente. Anche l’HIV ha fattori di virulenza ed ha una proteina che serve all’ancoraggio del virus alla membrana del linfocita CD4. Il suo recettore è la proteina CD4 > la proteina che lega CD4 è GP120 e questo legame permette l’ancoraggio del virus dell’HIV alla cellula linfocitaria. A questo punto avviene un’immediata emifusione tra il virus e la cellula CD4 > questa emifusione rilascia il capside con il materiale genetico del virus all’interno del citoplasma del CD4. Questo virus uccide la cellula ed è il motivo per cui i pazienti riconoscono di essere stati infettati quando sviluppano una sensibilità alle infezioni batteriche sui genitali o sulle pareti della bocca > le cellule CD4 dovevano regolare questa infezione ma siccome l’HIV le ha uccise tutte le CD4. Il capside si scioglie e rilascia il materiale genetico nella cellula ospite, questo è un retrovirus > unico virus che trasforma RNA in DNA > l’enzima è trascrittasi inversa > crea un complementare di DNA e poi il filamento stampo per creare un altro filamento di DNA. la cosa più triste del virus è che ha la capacità di iniziare cicli lisogenici > prende il proprio DNA e lo integra nel nostro genoma quindi vive per tanto tempo come profago, l’info genetica viene usata per produrre proteine, viaggiano e arrivano sulla membrana dove si avrà la formazione di una vescicola esocitica che è il virus riformato > contiene tutte le proteine virali, le copie di RNA create dalla trascrittasi inversa e poi un doppio strato lipidico. L’HIV crea delle poliproteine utilizzando un solo trascritto e poi la scindono in pezzi e ognuno di questi ha una funzione. Farmaci anti HIV e AIDS : inibitori della trascrittasi inversa sono di natura nucleosidica, nucleotidica e non nucleosidica cioè assomigliano a un nucleotide. Inibitori delle proteasi per evitare la scissione delle poliproteiene, inibitori delle fasi di ancoraggio del virus come l’interazione tra GP120 e CD4 e poi l’inibitore dell’integrasi ciò inibiscono l’integrazione del DNA virale nel DNA ospite e quindi la formazione del provirus. HCV : virus che genera l’epatite C ed appartiene alla famiglia dei flaviviridae, è un envelope che viene dall’ultima cellula infettata che in questo caso è un epatocita. È un virus a RNA positivo quindi un RNA che è immediatamente traducibile da parte dei ribosomi. Non ha un recettore, si nasconde in una gocciolina di lipidi > lipoproteine che sono legate a grassi. Legandosi ad una struttura macroscopica che è gestita dagli epatociti il virus entra nascosto. L’epatocita endocita la lipoproteina trasportando nell’endosoma sia la lipoproteina sia il virus > c’è l’emifusione, rilascio del materiale genetico nel citoplasma. RNA positivo usato per fare RNA negativo usato per stampo

per fare gli RNA positivi utilizzati per l’assemblaggio del virus. Questa lipoproteina è una proteina prodotta dal reticolo endoplasmatico, quando i ribosomi vanno a tradurre l’mRNA del virus che codifica per le proteine transmembrana del virus stesso, subito incontrano le lipoproteine a cui sono così affini > mentre gli altri virus si sono assemblati sulla membrana plasmatica qui l’assemblaggio si ha sul reticolo endoplasmatico, quindi nel Golgi ho trasportato già dei virus fatti. Farmaci HCV : debella completamente la malattia > formulato 10 anni fa. Strutture similvirali che infettano : viroidi che sono virus specifici per le piante sono particelle infettive costituite da piccoli filamenti di RNA circolare. Questo può replicarsi nel nucleo della cellula con un meccanismo che coinvolge una RNA polimerasi RNA dipendente o nei plasmidi (solo alcuni tipi di viroidi ad attività ribozimica). Satelliti sono particelle di RNA infettive che richiedono la presenza di un virus Helper per poter completare il loro ciclo infettivo. Il virus dell’epatite D HDV, necessita della presenza del virus dell’epatite B. L’epatite D si manifesta dunque solo in pazienti già infetti da epatite B. Prioni sono proteine a capacità infettiva. A seguito di mutazioni geniche queste proteine umane assumono conformazioni cellulari più resistenti e capaci di modificare, per contatto, proteine non mutate. La proteina PrP nella sua versione mutata è responsabile del morbo mucca pazza ( encefalopatia spongiforme ) > aspetto a spugna del cervello dato da una massiccia morte di neuroni > neuroni che si infettano l’uno con l’altro.

Interazione cellule umane e virus. Prof. Mariano Stornaiuolo, Sbobinature di Biologia Animale

Documenti correlati

Anteprima parziale del testo

Scarica Interazione cellule umane e virus. Prof. Mariano Stornaiuolo e più Sbobinature in PDF di Biologia Animale solo su Docsity!