I virus

I virus sono piccoli parassiti che necessitano di una cellula per poter completare il proprio ciclo vitale.

Per tale proprietà sono chiamati parassiti cellulari obbligati. Non sono capaci di svolgere attività

biosintetica, essendo privi di ribosomi, e metabolica. Per questo spesso ci si è posti il quesito se

considerarli esseri viventi o non. I virus sono più piccoli delle cellule batteriche e hanno dimensioni

che vanno dai 20 ai 300 nanometri, sono costituiti essenzialmente da un rivestimento proteico che

racchiude le molecole di acidi nucleici e a volte possono avere anche una struttura di rivestimento

esterna di natura lipidica. Non tutti virus poi hanno un genoma costituito da DNA a doppia elica

alcuni infatti hanno un DNA singolo filamento e altri un genoma a doppio o singolo filamento di

RNA, qui la distinzione virus a DNA e virus a RNA. Entrambi i tipi di virus hanno un genoma

contenuto in una singola molecola lineare o circolare di acido nucleico, solo raramente è organizzato

in più molecole di RNA o DNA. Il più piccolo virus conosciuto ha 4 geni, mentre i più grandi hanno

un genoma costituito da alcune centinaia di geni.

Un singolo virus viene chiamato virione, che a sua volta può essere descritto come l'insieme di acido

nucleico e capside, cioè il nucleocapside. Il capside si compone di più subunità proteiche, chiamati

capsomeri, le quali, una volta introdotta nella cellula ospite, sono in grado di assemblarsi

spontaneamente. I virus dotati solo di nucleocapside sono detti nudi molti altri invece sono rivestiti.

Nei virus rivestiti il nucleocapside è racchiuso da una membrana formata da doppio strato lipidico,

derivata dalla cellula ospita, in cui sono inserita glicoproteina villa virus specifica di fondamentale

importanza per il riconoscimento delle cellule ospiti e rilascio delle nuove particelle virali. Questo

ulteriore rivestimento è detto pericapside o envelope. Sono dotati di pericapside molti virus che

infettano le cellule animali alcuni delle piante e uno batterico. Un virus avente il pericapside è quello

dell'influenza. Il virus del mosaico del tabacco invece, è tra quelli nudi, ovvero che non hanno il

pericapside, questo infatti ha solo un capside cilindrico e rigido, costituito da migliaia di capsomeri,

formati da un solo tipo di proteina, che formano una struttura elicoidale, per questo il virus è detto del

tipo elicoidale. Il virus mosaico del tabacco è responsabile di una malattia che può presentarsi in varie

forme, dipendentemente dalle condizioni ambientali, dal ceppo del virus, dall’età e dalle

caratteristiche genetiche della pianta. Ad oggi, per la coltivazione, vengono selezionati semi appositi

in grado di resistere ad un eventuale aggressione da parte del virus che, nella maggior parte dei casi,

debilita la pianta senza ucciderla del tutto. Una delle problematiche legate a questo virus è stata

proprio la sua sintomatologia molto variabile e non sempre riconoscibile all’immediato. Inoltre, si

tratta di un organismo resistente anche ad alte temperature ed in grado di vivere nel terreno. Piccoli

insetti, come gli afidi, sono i più comuni vettori della malattia.

Una volta infettata la pianta, il virus si replica e si diffonde tramite il plasmodesma, grazie alle

proteine di movimento. Le foglie infette possono presentare macchie scure, deformazioni, arresto

della crescita e necrosi. Altre strutture più complesse si possono osservare nei capsidi dei virus che

infettano i batteri detti batteriofagi questi possiedono una specie di coda proteica da cui si estendono

delle fibre che servono ad attaccarsi all' ospite per infettarlo. Come si può dedurre dalla definizione di

virus, definito appunto parassita cellulare obbligato, questo non possiede enzimi metabolici e

ribosomi necessari per la riproduzione, per duplicarsi infatti deve introdursi in una cellula ospite e

deve sfruttarne le strutture molecolari necessarie per compiere la duplicazione la trascrizione e la

traduzione del proprio genoma. Ciascun virus può infettare un numero limitato di organismi e

all'interno di questi determinati tessuti cellulari, questo perché nel virus si è sviluppato un sistema di

riconoscimento, che coinvolge le proteine del capside e quelle della membrana o parete della cellula

ospite. I virus dell'influenza per esempio attaccano soltanto le cellule delle vie respiratorie, e quello

del morbillo solo gli esseri umani.

L’infezione virale inizia quando il virus si attacca alla superficie della cellula ospite e inserisce il

proprio genoma nel citoplasma cellulare questo può avvenire tramite meccanismi diversi a seconda

dei virus. A volte i virus entrano per endocitosi o, se sono virus con il pericapside, per fusione

dell’involucro virale con la membrana cellulare, o come nel caso dei batterifagi T usando un

complesso sistema di iniezione, composto da coda e da fibre, adibite all’inserimento del DNA dentro

i batteri. Entrato il genoma virale dentro la cellula, le proteine virali da esso codificate prendono il

comando della cellula, ne sfruttano le materie prime e macchinari molecolari cellulari per duplicarsi,

nello specifico dirigono la sintesi del genoma virale usando i nucleotidi e gli enzimi della cellula. In

contemporanea abbiano la sintesi delle proteine del capside avvalendosi di ribosomi, TRNA, ATP e

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I virus

I virus sono piccoli parassiti che necessitano di una cellula per poter completare il proprio ciclo vitale. Per tale proprietà sono chiamati parassiti cellulari obbligati. Non sono capaci di svolgere attività biosintetica, essendo privi di ribosomi, e metabolica. Per questo spesso ci si è posti il quesito se considerarli esseri viventi o non. I virus sono più piccoli delle cellule batteriche e hanno dimensioni che vanno dai 20 ai 300 nanometri , sono costituiti essenzialmente da un rivestimento proteico che racchiude le molecole di acidi nucleici e a volte possono avere anche una struttura di rivestimento esterna di natura lipidica. Non tutti virus poi hanno un genoma costituito da DNA a doppia elica alcuni infatti hanno un DNA singolo filamento e altri un genoma a doppio o singolo filamento di RNA, qui la distinzione virus a DNA e virus a RNA. Entrambi i tipi di virus hanno un genoma contenuto in una singola molecola lineare o circolare di acido nucleico, solo raramente è organizzato in più molecole di RNA o DNA. Il più piccolo virus conosciuto ha 4 geni, mentre i più grandi hanno un genoma costituito da alcune centinaia di geni. Un singolo virus viene chiamato virione , che a sua volta può essere descritto come l'insieme di acido nucleico e capside, cioè il nucleocapside. Il capside si compone di più subunità proteiche, chiamati capsomeri , le quali, una volta introdotta nella cellula ospite, sono in grado di assemblarsi spontaneamente. I virus dotati solo di nucleocapside sono detti nudi molti altri invece sono rivestiti. Nei virus rivestiti il nucleocapside è racchiuso da una membrana formata da doppio strato lipidico, derivata dalla cellula ospita, in cui sono inserita glicoproteina villa virus specifica di fondamentale importanza per il riconoscimento delle cellule ospiti e rilascio delle nuove particelle virali. Questo ulteriore rivestimento è detto pericapside o envelope. Sono dotati di pericapside molti virus che infettano le cellule animali alcuni delle piante e uno batterico. Un virus avente il pericapside è quello dell'influenza. Il virus del mosaico del tabacco invece, è tra quelli nudi, ovvero che non hanno il pericapside, questo infatti ha solo un capside cilindrico e rigido, costituito da migliaia di capsomeri, formati da un solo tipo di proteina, che formano una struttura elicoidale, per questo il virus è detto del tipo elicoidale. Il virus mosaico del tabacco è responsabile di una malattia che può presentarsi in varie forme, dipendentemente dalle condizioni ambientali, dal ceppo del virus, dall’età e dalle caratteristiche genetiche della pianta. Ad oggi, per la coltivazione, vengono selezionati semi appositi in grado di resistere ad un eventuale aggressione da parte del virus che, nella maggior parte dei casi, debilita la pianta senza ucciderla del tutto. Una delle problematiche legate a questo virus è stata proprio la sua sintomatologia molto variabile e non sempre riconoscibile all’immediato. Inoltre, si tratta di un organismo resistente anche ad alte temperature ed in grado di vivere nel terreno. Piccoli insetti, come gli afidi, sono i più comuni vettori della malattia. Una volta infettata la pianta, il virus si replica e si diffonde tramite il plasmodesma , grazie alle proteine di movimento. Le foglie infette possono presentare macchie scure, deformazioni, arresto della crescita e necrosi. Altre strutture più complesse si possono osservare nei capsidi dei virus che infettano i batteri detti batteriofagi questi possiedono una specie di coda proteica da cui si estendono delle fibre che servono ad attaccarsi all' ospite per infettarlo. Come si può dedurre dalla definizione di virus, definito appunto parassita cellulare obbligato, questo non possiede enzimi metabolici e ribosomi necessari per la riproduzione, per duplicarsi infatti deve introdursi in una cellula ospite e deve sfruttarne le strutture molecolari necessarie per compiere la duplicazione la trascrizione e la traduzione del proprio genoma. Ciascun virus può infettare un numero limitato di organismi e all'interno di questi determinati tessuti cellulari, questo perché nel virus si è sviluppato un sistema di riconoscimento , che coinvolge le proteine del capside e quelle della membrana o parete della cellula ospite. I virus dell'influenza per esempio attaccano soltanto le cellule delle vie respiratorie, e quello del morbillo solo gli esseri umani. L’infezione virale inizia quando il virus si attacca alla superficie della cellula ospite e inserisce il proprio genoma nel citoplasma cellulare questo può avvenire tramite meccanismi diversi a seconda dei virus. A volte i virus entrano per endocitosi o, se sono virus con il pericapside, per fusione dell’involucro virale con la membrana cellulare , o come nel caso dei batterifagi T usando un complesso sistema di iniezione, composto da coda e da fibre, adibite all’inserimento del DNA dentro i batteri. Entrato il genoma virale dentro la cellula, le proteine virali da esso codificate prendono il comando della cellula, ne sfruttano le materie prime e macchinari molecolari cellulari per duplicarsi, nello specifico dirigono la sintesi del genoma virale usando i nucleotidi e gli enzimi della cellula. In contemporanea abbiano la sintesi delle proteine del capside avvalendosi di ribosomi, TRNA, ATP e

aminoacidi presenti nel citoplasma cellulare. I virus a RNA per copiare proprio RNA virale utilizzano specifica RNA polimerasi virali che generalmente si trovano nel capside e che vengono inserite nella cellula insieme al genoma virale; mentre i virus DNA utilizzano la DNA polimerasi della cellula ospite per creare il proprio genoma. Una volta che gli acidi nucleici virali e le proteine dei capsomeri sono stati prodotti si formano i nuovi virus. I virus più semplici terminano il proprio ciclo vitale con la liberazione di centinaia di nuovi virus all'esterno della cellula, generalmente danneggiandola o addirittura distruggendola. Una volta usciti dalla cellula distrutta o danneggiata i virus si dirigono alla ricerca di nuove cellule da infettare. Nel caso dei batteriofagi ovvero virus che infettano i batteri, se dopo la penetrazione nella cellula ospite, il virus si indirizza subito verso la Lisi della cellula, ovvero la sua rottura, che provoca una liberazione dei virus che si sono formati al suo interno, allora si dice che ha realizzato un ciclo litico ; se invece i batteriofagi una volta introdotti nella cellula, non la distruggono, e integrano il loro nel genoma virale nel genoma batterico, realizzano un ciclo lisogeno. Ad esempio nel caso del fago lambda che infetta il batterio intestinale e. coli, abbiamo un ciclo litico, in quanto una volta che fago si attacca alla cellula, inietta il proprio DNA nel batterio, che provoca una trasformazione immediata della cellula che inizia a produrre particelle virali, subisce Lisi e libera l'esterno i prodotti virali prodotti. Nel caso in cui il fago compi un ciclo lisogeno, una volta che inserisce il suo DNA all'interno del batterio, e questo si integra al genoma batterico prende il nome di profago. Il profago può rimanere per molto tempo dentro la cellula batterica, senza distruggerla, duplicandosi insieme al suo genoma batterico durante la scissione binaria e perpetuandosi quindi in più cellule. Solo quando la sopravvivenza delle cellule e minacciata, ad esempio da esposizione a raggi ultravioletti, il genoma virale si separa da quello batterico e avvia il normale ciclo litico. Nonostante il virus nella fase in cui è detto profago ha la maggior parte dei geni inattivi, i pochi geni attivi all'interno del batterio lisogeno possono causare malattie anche negli animali. I batteri che provocano esempio scarlattina, botulismo e difterite sarebbero innocui se non fosse per i geni profagici di cui sono portatori che producono le tossine responsabili di queste malattie. Non tutti i virus sono uguali, essi presentano diverse strutture specializzate a seconda dei loro ospiti. Solitamente i virus che infettano le cellule animali sono costituiti da un pericapside esterno in cui vi sono glicoproteine che permettono al virus di entrare nella cellula ospite. Anche il materiale genetico di questi virus è variabile, in quanto posso possono essere costituito da doppio o singolo filamento di DNA o RNA. La maggior parte dei virus che infettano le cellule animali però sono costituite da un genoma a RNA, e malattie come raffreddore, morbillo, parotite, AIDS e poliomielite sono causali da questo tipo di virus, mentre altre malattie come epatite, varicella e herpes labiale sono causati da virus DNA. Una volta introdotti nel nucleo i virus possono rimanere dentro questo senza provocare danni o sintomi ed in seguito la loro manifestazione sarà dovuta da determinati eventi come per esempio delle carenze vitaminiche o immunitarie, che appunto provocano la riattivazione del virus. Per esempio l’ herpes labiale , chiamato anche infezione erpetica, è un fastidioso compagno di vita. È infatti causato dal virus Herpes Simplex che, una volta contratto rimane latente nell’organismo per riattivarsi e ricomparire nei periodi di maggiore stress, di forte stanchezza di un calo delle difese immunitarie o quando ci si espone al sole in maniera prolungata. Il virus della parotite epidemica, conosciuto anche come orecchioni, è un virus a RNA con pericapside. La parotite è una malattia virale sistemica, causata da un virus, un paramyxovirus, che si diffonde tramite le goccioline di saliva, che penetrano attraverso il naso o la bocca. Il virus è presente nella saliva fino a 7 giorni prima della comparsa della tumefazione della ghiandola salivare con massima contagiosità poco prima dello sviluppo della malattia. Coloro che contraggono questa infezione virale sviluppano generalmente un ingrossamento e la tumefazione delle ghiandole salivari, cefalea, anoressia, malessere e febbre. Una volta contratta questa infezione, non può che essere trattata con degli analgesici per affievolire il fastidio che questa causa, in quanto non esistono antibiotici adibiti alla sua cura. Tuttavia esiste un vaccino, contenente virus parotitico vivo attenuato, ovvero modificato in modo tale da essere innocuo, in grado di stimolare le difese dell’organismo, facendo sì che un eventuale esposizione ed incubazione del virus sia meno virulenta. Il ciclo riproduttivo di un virus simile a quello della parotite, ovvero a RNA con pericapside si riproduce in questo modo:

grado di sintetizzare una molecola di DNA partire da uno stampo a RNA. I retrovirus infatti sono l'eccezione al dogma centrale della biologia che prevede invece che avvenga la sintesi del RNA partire dal DNA. Un esempio di retrovirus e l'HIV. HIV La hiv, essendo un retrovirus, ha un pericapside all'interno del quale ci sono due molecole identiche di RNA a singolo filamento e due molecole dell’enzima trascrittasi inversa. Dopo che il virus HIV è entrato nella cellula, la trascrittasi inversa viene rilasciata nel citoplasma, dove catalizza la sintesi di un filamento di DNA complementare a quello del RNA virale. La trascrittasi inversa sintetizza un secondo filamento di DNA, complementare a quello derivato dal RNA virale. Il DNA a doppio filamento viene inserito come provirus nel genoma cellulare, e successivamente i geni del provirus vengono trascritti dall’RNA polimerasi in RNA, che costituiranno sia gli mRNA per la sintesi delle proteine virali si i nuovi genomi virali. L'infezione da virus AIDS, che provoca l'immunodeficienza umana, ovvero l’HIV, è causata da 1 di 2 retrovirus simili che distruggono i linfociti e inibiscono la risposta immunitaria cellulo-mediata, con aumento del rischio di alcune infezioni e di alcuni tumori. Questa malattia fece la sua prima comparsa nei primi anni 80 del 900 In America, e solo dopo alcuni decenni si riuscì a comprendere come questa malattia si possa contrarre, ovvero tramite contatti sessuali, attraverso la condivisione di aghi contaminati da sangue di un individuo positivo, per via materna, ovvero attraverso il parto, o attraverso trasfusioni e trapianti. Nonostante siano passati molti anni dalla sua prima comparsa, non esistono ancora delle cure definitive per questa malattia, tuttavia esistono oggi delle terapie in grado di attenuarne i sintomi.

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