Kapitelresumé |
11.1 Generelle karakteristika
- Afhængigt af ens synspunkt, kan virus betragtes som usædvanligt komplicerede samlinger af ikke-levende kemikalier eller som usædvanligt simple levende mikroorganismer.
- Virus indeholder en enkelt type nukleinsyre (DNA eller RNA) og en proteinkappe, undertiden omsluttet af en kapsel sammensat af lipider, proteiner og kulhydrater.
- Vira er obligate intracellulære parasitter. De formerer sig ved at bruge værtscellens syntetiserende maskineri til syntese af specialiserede elementer, der kan overføre den virale nukleinsyre til andre celler.
11.1.1 Værtsspektrum
- Værtsspektrum refererer til spektret af værtsceller, hvori en given virus kan formere sig.
- De fleste vira, inficerer kun bestemte typer af celler i en værtsart.
- Værtsspektrum er bestemt af det specifikke bindingssted på værtscellens overflade og tilgængeligheden af værtens cellulære faktorer.
11.1.2 Virusstørrelser
- Den virale størrelse, bestemmes ved elektronmikroskopi.
- Vira er fra 20 til 1.000 nm i længden.
11.2 Viral struktur
- En virion, er en komplet, fuldt udviklet viruspartikel, sammensat af nukleinsyre omgivet af en kappe.
11.2.1 Nukleinsyre
- Vira, indeholder enten DNA eller RNA, aldrig begge. Nukleinsyrerne kan være enkelt- eller dobbeltstrengede, lineære, cirkulære, eller opdelt i flere separate molekyler.
- Andelen af nukleinsyre i forhold til protein i virus, er i området fra cirka 1% til 50%.
11.2.2 Capsid og kappe
- Proteinkappen omkring en virus’ nukleinsyre, kaldet capsidet.
- Capsidet er sammensat af underenheder, capsomerer, der kan være en enkelt type protein eller flere forskellige typer protein.
- Capsidet hos nogle vira er omsluttet af en kapsel, bestående af lipider, proteiner og kulhydrater.
- Nogle kapsler, er dækket med kulhydrat-protein-komplekser, kaldet pigge.
11.2.3 Generel morfologi
- Heliske vira (for eksempel Ebola), ligner lange stænger og deres capsider, er hule cylindre omkring nukleinsyren.
- Polyhedrale vira (for eksempel adenovirus) er mangesidede. Normalt er capsidet en ikosaeder.
- Indkapslede vira, er omsluttet af en kapsel og er nogenlunde sfæriske, men yderst pleomorfe. Der er også indkapslede heliske vira (for eksempel influenzavirus) og indkapslede polyhedrale vira (for eksempel Simplexvirus).
- Komplekse vira, har en kompleks struktur. For eksempel har mange bakteriofager et polyhedralt capsid, men en spiralformet hale fastgjort.
11.3 Virussers taksonomi
- Klassificering af virus, er baseret på typen af nukleinsyre, strategi for formering og morfologi.
- Virus familienavne, ender på –viridae; slægtsnavne ender på –virus.
- En viral art, er en gruppe af vira der deler den samme genetiske information og økologiske niche.
11.4 Isolation, dyrkning og identifikation af vira
- Virus skal dyrkes i levende celler.
- De vira der er nemmest af få til at vikse, er bakteriofager.
11.4.1 Dyrkning af bakteriofager i laboratoriet
- I plakmetoden, blandes bakteriofager med værtens celler og et næringssubstrat.
- Efter flere virale multiplikationscyklusser, ødelægges bakterierne i området omkring den oprindelige virus; områderne med lyse, kaldes for plakker.
- Hver plak, stammer fra en viruspartikel; koncentrationen af virus udtrykkes som plakdannende enheder (PDE / engelsk: Plaque Forming Units = PFU).
11.4.2 Dyrkning af animale vira i laboratoriet
- Dyrkning af nogle dyrevira, kræver hele levende dyr.
- Simian (grønne marekatte) AIDS og feline (katte) AIDS, giver modeller til studiet af human AIDS.
- Nogle dyrevira, kan dyrkes i befrugtede æg.
- Cellekulturer, er animalske eller plante-celler, der vokser i dyrkningsmedier.
- Primære cellelinjer og embryonale diploide cellelinjer, kan vokse i kort tid in vitro.
- Kontinuerlige cellelinjer, kan opretholdes in vitro i det uendelige.
- Viral vækst, kan forårsage cytopatiske virkninger i cellekulturen.
11.4.3 Virusidentifikation
- Serologiske tests bruges oftest til at identificere virus.
- Virus kan også blive identificeret ved RFLP og PCR.
11.5 Viral multiplikation
- Virus indeholder ikke enzymer til energiproduktion eller proteinsyntese.
- For at en virus kan multiplicere sig, skal den invadere en værtscelle og dirigere værtens metaboliske maskineri, til at fremstille virale enzymer og komponenter.
11.5.1 Multiplikation af bakteriofager
- Under den lytiske proces, fremkalder en fag cellelyse og død hos en værtscelle.
- Nogle vira kan enten forårsage cellelyse, eller få deres DNA inkorporeret som en profag i værtscellens DNA. Sidstnævnte kaldes for lysogeni.
- Under fastgørelsesfasen af den lytiske proces, vedhæfter steder på faghalen sig til komplementære receptorsteder på den bakterielle celle.
- I gennemtrængningsfasen, åbner faglysozym en del af den bakterielle cellevæg. Herefter tvinges halen ind gennem cellevæggen og fag DNA’et skydes ind i bakteriecellen. Capsidet forbliver uden for cellen.
- I biosyntesen, producerer transskription af fag DNA, mRNA der koder for proteiner nødvendige for fag replikering og capsidproteiner produceres. Under eklipseperioden, kan der findes separat fag DNA og protein.
- Under modningen, samlet fag DNA og capsider til komplette virus.
- Under frigivelsen, nedbryder faglysozym den bakterielle cellevæg og de nye fager frigives.
- Under den lysogene cyklus, bliver profaggenerne reguleret af en repressor der kodes af profagen. Profagen replikeres, hver gang cellen deler sig.
- Eksponering for visse mutagener, kan føre til udskæringen af profagen og initiere den lytiske cyklus.
- Op grund af lysogeni, bliver lysogene celler immune over for reinfektion med samme fag og kan undergå fag konvertering.
- En lysogen fag, kan overføre bakterielle gener fra en celle til en anden via transduktion. Eventuelle gener kan overføres i generaliseret transduktion og specifikke gener kan overføres ved specialiseret transduktion.
11.5.2 Multiplikation af animalske vira
- Animale vira, vedhæfter sig til plasmamembranen af værtscellen.
- Adgang til cellen, sker ved receptormedieret endocytose eller ved fusion.
- Animale vira bliver afkapslet af virale eller værtscelleenzymer.
- DNA fra de fleste DNA vira, frigives i kernen på værtscellen. Transskription af virus DNA og translation danner viralt DNA og senere capsidproteiner. Capsidproteinerne dannes i værtscellens cytoplasma.
- DNA vira omfatter Adenoviridae, Poxviridae, Herpesviridae, Papovaviridae og Hepadnaviridae.
- Multiplikation af RNA vira, sker i værtscellens cytoplasma. RNA afhængigt RNA polymerase syntetiseres fra et dobbeltstrenget RNA.
- Picornaviridaes RNA + streng, fungerer som mRNA og dirigerer syntesen af RNA afhængigt RNA polymerase.
- Togaviridaes RNA + streng, fungerer som skabelon for RNA afhængigt RNA polymerase og mRNA transskriberes fra en ny RNA – streng.
- Rhabdoviridaes RNA – streng, er en skabelon for RNA afhængigt RNA polymerase, der transskriberer mRNA.
- Reoviridae nedbrydes i værtscellens cytoplasma og frigiver mRNA til viral biosyntese.
- Retroviridaes revers transkriptase (RNA afhængigt DNA polymerase) transskriberer DNA fra RNA.
- Efter samling, bliver virus frigives. En metode til frigivelse (og kapseldannelse) er ved knopskydning. Ikke-indkapslede vira, frigives gennem bristninger i værtscellemembranen.
11.6 Vira og kræft
- Det tidligste forhold mellem kræft og virus, blev påvist i begyndelsen af 1900-tallet, hvor kyllingeleukæmi og kyllingesarkom blev overført til sunde dyr gennem cellefrie filtrater.
11.6.1 Omdannelse af normale celler til tumorceller
- Når aktiveret, omdanner onkogener normale celler til kræftceller.
- Vira i stand til at danne tumorer, kaldes onkogene virus.
- Flere DNA vira og retrovira er onkogene.
- Det genetiske materiale his onkogene vira, bliver integreret i værtscellens DNA.
- Transformerede celler mister kontaktinhibering, indeholder virusspecifikke antigener (TSTA og T antigener), udviser kromosomfejl og kan danne tumorer når de injiceres i modtagelige dyr.
11.6.2 DNA onkogene vira
- Onkogene vira, findes blandt Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Papovaviridae og Hepadnaviridae.
11.6.3 RNA onkogene vira
- Virus’ evne til at danne tumorer, er relateret til tilstedeværelsen af revers transkriptase. DNA syntetiseret fra det virale RNA, bliver inkorporeret som et provirus i værtscellens DNA.
- Et provirus kan være latent, kan danne virus eller kan transformere værtscellen.
11.6.4 Vira til behandling af kræft
- Onkolytiske vira, inficerer og lyserer kræftceller.
11.7 Latente virusinfektioner
- En latent virusinfektion, er en hvor virus forbliver i værtscellen i lange perioder, uden at frembringe en infektion.
- Eksempler er forkølelsessår og helvedesild.
11.8 Vedvarende virusinfektioner
- Vedvarende virusinfektioner, er sygdomsprocesser der opstår over en lang periode og generelt er fatale.
- Vedvarende virusinfektioner, er forårsaget af konventionelle vira; vira akkumuleres over en lang periode.
11.9 Prioner
- Prioner, er smitsomme proteiner, der først blev opdaget i 1980’erne.
- Prionsygdomme, som for eksempel Creutzfeldt-Jakobs sygdom og kogalskab, involverer alle degeneration af hjernevævet.
- Prionsygdomme, er resultatet af et ændret protein; årsagen kan være en mutation i det normale gen for PrPc eller kontakt med et ændret protein (PrPSc).
11.10 Plantevira og viroider
- Plantevira, skal invadere planten gennem sår eller invasive parasitter, som for eksempel insekter.
- Visse plantevira, formerer sig også i insekt (vektor) celler.
- Viroider er infektiøse stykker af RNA, der forårsager nogle plantesygdomme, for eksempel kartoffelknoldsygdom.