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I VIRUS
Non sono considerati degli esseri viventi in quanto non sono in grado di riprodursi in modo autonomo.
STRUTTURA DEI VIRUS
Ci sono due tipi di virus: ➢ Virus nudi ○ Capside proteico ○ Acido nucleico contenuto nel capside ➢ Virus rivestiti ○ Pericapside, involucro protettivo di lipidi, da cui possono spuntare spine glicoproteiche ○ Capside proteico ○ Acido nucleico contenuto nel capside L’acido nucleico (DNA o RNA) può essere a filamento singolo o a doppio filamento.
CORONAVIRUS
È un virus ad RNA rivestito da una membrana con delle spine glicoproteiche, è dotato di una RNA polimerasi virale.
Il virus si lega al recettore ACE2 grazie alla proteina spike e questo consente la fusione e l’entrata del virus nella cellula.
NON sono cellule Sono parassiti intracellulari obbligati, sopravvivono solo usando le risorse di una cellula ospite
NON sono capaci di vita autonoma Infettano ogni tipo di cellula, inclusi i batteri
NON fanno parte dell’albero della vita I virus che infettano i batteri sono detti batteriofagi o fagi
I virus sono i microrganismi più abbondanti sulla terra
Sono costituiti da core di acido nucleico
Hanno dimensioni nanometriche
Sono costituiti da un acido nucleico contenuto in un capside
Sono patogeni, attaccano animali, piante e batteri
LA REPLICAZIONE DEI VIRUS
I virus essendo privi delle strutture atte alla duplicazione devono penetrare in una cellula ospite; all’interno di questa cellula ospite requisiscono gli apparati necessari alla loro replicazione e può avvenire tramite due processi:
➢ CICLO LITICO (detto anche virulento) ○ La cellula è indotta a produrre nuove particelle finchè non si lisa, quindi si conclude con la rottura della cellula ospite e la liberazione dei nuovi fagi. i. Il fago inietta il proprio acido nucleico nel batterio, lasciando fuori la capsula protettiva. ii. L’acido nucleico prende il controllo dei sistemi metabolici cellulari e dirige la sintesi proteica al posto del genoma batterico: i ribosomi batterici producono le proteine necessarie per costruire nuovi capsidi e l’acido nucleico virale viene duplicato più volte. iii. Ogni filamento di acido nucleico virale neosintetizzato viene inserito in un capside formando così nuovi virus. iv. A questo punto viene indotta la lisi cellulare, i nuovi virus vengono liberati all’esterno della cellula e possono infettare altre cellule batteriche.
➢ CICLO LISOGENO ○ Il virus rimane in uno stato inattivo fino a che non comincia a replicarsi per via di un fattore esterno i. Una volta che sono entrati nella cellula ospite, il loro genoma viene integrato in quello batterico e rimane latente. ii. Il genoma del fago integrato nel cromosoma batterico è detto profago. Alcuni fagi possono alternare il ciclo lisogeno con quello litico come fa per esempio il fago lambda, che infetta l’E. Coli, un batterio presente nel nostro intestino.
➢ CICLO RIPRODUTTIVO DEI VIRUS
➢ Il virus entra nella cellula ospite per mezzo della endocitosi, ovvero la fusione del pericapside lipidico con la membrana cellulare oppure per iniezione del solo acido nucleico. ➢ Una volta penetrato, l’acido nucleico virale prende il comando del metabolismo della cellula inducendola a usare il genoma virale per costruire nuovi virus ➢ I nuovi virus escono dalla cellula e infettano le altre.
RIPRODUZIONE DEI VIRUS CHE INFETTANO GLI ANIMALI
Molti virus a DNA compiono un ciclo litico simile a quello dei fagi, con l’eccezione che nell’ospite non entra solo l’acido nucleico ma l’intero virus. ➢ L’ingresso avviene per endocitosi oppure, qualora il virus avesse un pericapside lipidico, per fusione con la membrana cellulare (è anche lei di natura lipidica). ➢ Una volta dentro, il virus si comporta esattamente come il fago, utilizza i macchinari molecolari della cellula ospite per riprodursi. Altri virus animali a DNA compiono un ciclo simile a quello lisogeno e si integrano nel genoma cellulare come provirus.
ESEMPIO DELL’HIV E DELL’AIDS
L’esempio più noto è il virus HIV che provoca la sindrome da immunodeficienza acquisita, AIDS.
Il virus colpisce i linfociti T, così facendo le difese immunitarie dei pazienti affetti da HIV sono compromesse al punto che l’individuo colpito non muore a causa dell’infezione virale ma per aver contratto altre malattie.
Il virus HIV contiene due filamenti identici di RNA, due molecole di trascrittasi inversa, un capside proteico e un pericapside glicoproteico. ➢ Il virus penetra nella cellula ospite, sempre tramite endocitosi ➢ La trascrittasi inversa viene liberata nel citoplasma ➢ La trascrittasi inversa catalizza la sintesi di un filamento di DNA complementare all’RNA virale (cDNA). ➢ L’RNA virale si degrada, la trascrittasi inversa produce un secondo filamento di DNA che viene unito al primo. ➢ Si forma una molecola di DNA a doppio filamento che entra nel nucleo e si va a integrare nel genome della cellula ospite come provirus. ➢ Il virus può rimanere inalterata per tempo, se però le condizioni cambiano e l’individuo subisce uno stress fisico il virus può attivarsi improvvisamente: ○ Si svincola dal genoma ospite ○ Avvia un ciclo riproduttivo che porta alla compromissione di un numero di linfociti T sempre più grande. ○ Così indebolisce il sistema immunitario.
GLI ELEMENTI TRASPONIBILI
➢ Trasposoni ○ Sono segmenti di DNA che si spostano da una zona all’altra del cromosoma o da un cromosoma a un altro. ➢ Trasposasi ○ È l’enzima che catalizza questa inserzione, il frammento non scompare dal suo punto di origine ma si duplica.
BATTERI
I batteri sono dei microrganismi cellulari, grandi circa 1000 nanometri.
STRUTTURA DEI BATTERI
I batteri, non disponendo di un nucleo, possiedono il materiale genetico costituito da DNA all’interno del citoplasma sotto forma di cromosoma con struttura circolare.
Oltre a questo cromosoma principale esistono anche altri anelli di DNA più piccoli, i plasmidi, che portano l’informazione genetica per caratteri particolari, come la resistenza agli antibiotici.
Nel citoplasma batterico sono presenti anche i ribosomi, simili a quelli degli eucarioti, ma di dimensioni ridotte, la cellula batterica è quindi capace di fare la sintesi proteica.
Non sono presenti organuli rivestiti da membrane come per esempio i mitocondri o i cloroplasti.
Il batterio presenta una membrana cellulare circondata da una parete e, a volte, divisa da una capsula protettiva.
Tutti questi componenti rendono il batterio una cellula autonoma capace di attendere a funzioni vitali essenziali come la riproduzione e la reazione agli stimoli dell’ambiente.
➢ Pili ○ Capsula ■ Parete cellulare ● Membrana cellulare ○ Citoplasma ○ Plasmidi
Trasformazione : ➢ Un batterio cattura un frammento di DNA da un batterio morto rilasciato nell’ambiente. ➢ Esperimento di Griffith
Trasduzione : ➢ È il virus che trasporta materiale genetico da un batterio a un altro attraverso l’infezione. VARI TIPI DI PLASMIDI I plasmidi sono DNA extracromosomico ad anello che portano informazioni genetiche per determinati caratteri.
CLASSIFICAZIONE:
➢ Degradativi ○ Per metabolizzare le sostanze tossiche. ➢ Col ○ Codificano per le colicine, che uccidono altri batteri. ➢ F ○ Fertilità, consentono lo scambio di materiale genetico perchè permettono la formazione dei pili batterici. ➢ R ○ Conferiscono resistenza a particolari sostanze, come gli antibiotici SCAMBIO DI GENI NEI BATTERI Negli ultimi anni ‘50 del 20esimo secolo, alcuni scienziati giapponesi scoprirono che l a resistenza agli antibiotici può essere trasferita da un batterio all’altro grazie al:
PLASMIDE R
L’abuso di antibiotici ha fatto sì che si determinasse l’insorgenza di batteri super resistenti, cioè resistenti a un ampio spettro di antibiotici e difficili da neutralizzare. Questo è un esempio di evoluzione in atto, dato che il contatto con l’antibiotico agisce da fattore selettivo nei confronti dei batteri a esso resistenti e questa loro resistenza viene passata da un batterio all’altro.
➢ Contiene i geni che conferiscono resistenza agli antibiotici. ➢ Questi geni codificano per enzimi che degradano il farmaco o ne riducono gli effetti. ➢ I geni possono essere trasferiti al cromosoma batterico, a virus e batteri di altre specie compresi i patogeni umani.
