BAKTERIOLOGIJA - P5

V I R U S I

CRNA SMRT-Rimske legije – donose “pošast” u Europu

-od 4 oboljela 1 preživi

-“bič” čovječanstva koji u svoj ubilački pohod po svijetu kreće iz ”uzgajališta” epidemija – Srednja Afrika, Kina i Indija – bolest poznata od davnih dana – VELIKE BOGINJE

-1796. god.– prvo cjepivo protiv neke virusne bolesti – Edward Jenner (1749-1823)-ime za postupak koji je primijenio: vakcinacija od lat. vacca – što znači krava

Cijepljenje dječaka James Phippsavirusom kravljih boginja

Brzina širenja cijepljenja dovela je do rapidnog opadanja smrtnosti 1796. g., 1928. g. i 1951.g.Opsežna kampanja vakcinacije što ju je provela Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) dovela je do rezultata da se nigdje u svijetu do 1978. god. nije pojavio ni jedan slučaj velikih boginja

-u 19. stoljeću Louis Pasteur uvodi pojam “virus” (lat. naziv za otrov), -viruse obavija misterija, budući su nevidljivi a uzrokuju bolesti-kasnih 40-tih god. prošlog stoljeća moguće ih je podrobnije proučavati pa pojam “virus” uključuje veliku skupinu submikroskopskih agenasa koji uzrokuju bolesti, a u osnovi su potpuno različiti od svih ostalih oblika života

VIRUSI-bezstanični entiteti -čestice na granici između žive i nežive prirode(ne možemo ih smatrati živim bićima jer nemaju staničnu građu, nisu razvili sposobnost samostalne prehrane, disanja i razmnožavanja)

–dio žive prirode – u građi virusnih čestica nalazimo složene organske molekule koje se pojavljuju u svih živih bića (bjelančevine i nukleinske kiseline)

– ne mogu se samostalno razmnožavati, ali se mogu umnažati unutar stanica živih bića – stanični paraziti

-dio nežive prirode - izvan žive stanice virus će kristalizirati, kristalizacija je proces karakterističan za rast minerala (neživu tvar)

VIRUSI-Jedinstveni i različiti od svih ostalih oblika života(svi organizmi imaju DNA za pohranjivanje genetičke informacije i RNA za prenošenje genetičke informacije, virusi to nemaju )-Neki (većina) imaju jednolančanu DNA ili RNA, ostali dvolančane DNA ili RNA-Paketi infektivne nukleinske kiseline-Tipični predstavnici parazitizma-Najdjelotvorniji intracelularni nametnici-Sposobni da se umnožavaju-Ne mogu se uzgajati izvan živog sustava -Ne proizvode metabolizamsku energiju-Ne mogu sintetizirati proteine-Submikroskopske veličine

Osobine virusaIntracelularni paraziti

-za sve biološke funkcije zahtjevaju stanicu domaćina;-nedostaju stanični mehanizmi za dobivanje hranjivih tvari; -nesposobni za obavljanje nezavisnih reakcija metabolizma; -prolaze kroz standardne bakteriološke filtre; -imaju jedan tip nukleinske kiseline; -u životnom ciklusu za vrijeme infekcije stanice posjeduju prividnu fazu; -većina zadržava infektivnost nakon kristalizacije

Prividna faza virusa-je jedinstven događaj u životnom ciklusu svih virusa-za vrijeme reprodukcije u stanici domaćina, virusne čestice

se raspadaju u molekularne sastavne dijelove i to je početak virusne prividnosti

-faza završava ponovnom pojavom virusnihpotomaka istovjetnih roditeljskim virusima

Virusni kristali-još jedna značajka jedinstvena za viruse-velik se broj može koncentrirati u čistom obliku kao

kristalizirani virus, koji imaju sposobnost inficirati određene stanice i umnažati se u njima

Infekcijski agensi

-ima jednolančane i dvolančane molekule DNA i RNA prekrivene omotačem od proteina-nukleinske kiseline prenosi iz jedne u drugu stanicu domaćina-izravna upotreba enzimskog sustava stanice domaćina za intracelularnu replikaciju (umnožavanje)-nema sposobnost binarnog cjepanja kao bakterije-nedostaje mu ciklus energijskog metabolizma

(velik broj virusa može uklopiti svoju DNA u DNA domaćina, te promijeniti genetičke osobine domaćina i proizvesti neobične pa čak i karcinozne tvorevine – onkogeni virusi)

-Virusi pripadaju najmanjim biološkim nestaničnim genetičkim elementima duljine od 20nm (parvovirus) do 250nm (poxvirus)-Pojavljuju se u različitim oblicima

-poliedarski-ikozaedarski-helikalni (spiralni)-filamentozni (nitasti)-oblik metka

Kemijsko ustrojstvo, oblik, veličina

Pojmovi vezani uz opis strukture virusa

-Jednostavni “goli” virus:

jednolančana ili dvolančana DNA ili RNA obavijena proteinskim omotačem (kapsida)

-Kapsida je proteinski omotač – obavija jezgru

-Kapsomera- proteinske jedinice koje tvore kapsidu a poredane su oko nukleinske kiseline

-Nukleokapsida - kapsida i nukleinska kiselina

- Envelopa - dodatni vanjski omotač –lipoproteinska ovojnica (vanjski omotač promjenjiva je oblika- pleomorfizam nema stalan oblik, nije čvrsta

-Virus koji nema envelopu određen je kapsomerama oko jezgre nukleinske kiseline

-Virion (infekcijska virusna čestica)

I način:Inficiranje životinja, biljaka ili prokariotske stanicea) virus mozaičke bolesti duhana, b) E.coli i bakteriofag, c) virus gripe, d) HIV

II način:Fizikalne i kemijske osobineRaspon domaćina kojeg mogu inficirati

Klasifikacija virusa

Klasifikacija DNA i RNA virusa(21 0bitelj; više desetaka rodova)

DNA virusi-Adenoviridae

(adenovirusi A-F,...)

-Herpesviridae (herpes dimpleks virusi,varicella-zoster virus)

-Poxviridae (virus kravljih i velikih boginja,...)

-Papovaviridae (virusi bradavica;...)

-Hepadnaviridae

(vrus hepatitisa B,.)

-Parvoviridae

(parvovirus u pasa,...)

RNA virusi-Picornaviridae (enterovirus,hepatovirus,...)

-Togaviridae (virus encefalitisa,...)

-Flaviviridae (hepatitis C, žuta groznica,...)

-Retroviridae (MLV virus, HTLV-BLV virusi)

-Paramyxoviridae (virus ospisa, Newcastle,...)

-Rhabdoviridae (virusi mokr. mjehura, bjesnoće...)

-Ortomyxoviridae (virusi gripe A i B)

-Filoviridae (Marburg i Ebola virus)

-Coronaviridae (virus prehlade, bronhitisa,...)

-Bunyaviridae (hemoragična groznica,...)

-Arenaviridae (virus Lassa,Machupo,Junin)

-Reoviridae (reovirusi, rotavirusi,...)

Nepoznanice

Brojne su nepoznanice kod mnogih (novih) virusa:- tip,vrsta,mutant; - podrijetlo; - način prenošenja,prijenosnik; raširenost; - preživljavanje; način prehranjivanja; - domaćin kojeg napada; mjesto napadanja; - način umnožavanja; ponašanje; - infekcijski učinak-trajanje; - zaštita-cjepivo; ...

Međutim mnogo poznatih mehanizama virusnih infekcija i umnožavanja načinjeno je na osnovi našeg razumijevanja infekcije bakterija, bakterijskim virusima-bakteriofagima

BAKTERIOFAGI ( bakterijski virusi)

Bakteriofagi ili fagi (grčki) – PROŽDIRAČ BAKTERIJALiziranjem razaraju inficirane staniceIspoljavaju mnoštvo različitosti u veličini, obliku i složenosti strukture (npr. T-2, T-4 i T-6)Gotovo svi predstavnici bakterija su domaćini bakteriofagaMnogi bakterijski virusi su korisni za istraživanje staničnih infekcija, za identifikaciju bakterijskih patogena i u epidemiološkim istraživanjimaIntenzivno se istražuju metode za uzgoj bakterijskih virusa

STRUKTURNE KOMPONENTE FAGA I NJIHOVA FUNKCIJA

KAPSIDA (proteinski omotač) – zaštićuje nukleinsku kiselinu od razaranjaSRŽ NUKLEINSKE KISELINE – nosi genetičku informaciju potrebnu za replikaciju novih čestica fagaSPIRALNI PROTEINSKI OMOTAČ – uvlači se tako da nukleinska kiselina može proći iz kapside u citoplazmu stanice domaćina TEMELJNA PLOČA I REPNE NITI - fag se pričvršćuje na specifična receptorska mjesta na staničnoj stijenci domaćina

Umnažanje faga ovisi o sposobnosti čestice faga da inficira stanicu domaćina, a infekcija se sastoji od :

1. ADAPTACIJA – repne niti faga povezuju se na receptorskim mjestima stanične stijenke stanice domaćina

2. PRODIRANJE (infekcija) – spiralni protein odbacuje omotač, enzim muramidaza lizira bakterijsku staničnu stijenku i omogućuje nukleinskoj kiselini faga prolazak kroz nastalu šupljinu u citoplazmi stanice domaćina, prazan proteinski omotač pričvrsti se na staničnu stijenku – PROTEINSKI DUH

3. UMNAŽANJE – genom faga razara sintetički mehanizam stanice, a zatim ga upotrebljava za tvorbu novih komponenta faga

4. SAZRIJEVANJE – sastavljanje novih dijelova faga u potpuno virulentne čestice faga (100-200 novih čestica po jednoj bakterijskoj stanici)

5. OSLOBAĐANJE – nakon što muramidaza razori st. stijenku oslobađaju se infekcijske čestice faga koje onda mogu inficirati nove stanice domaćina i ponovo započeti ciklus

Litičko replikacijski ciklus bakteriofaga T4 i E. coli

�Virulentne čestice faga koje inficiraju stanice domaćina uvijek iniciraju litički ciklus

KRIVULJA RASTA BAKTERIOFAGA

Prema događajima što se zbivaju u litičkom ciklusu može se načiniti eksperimentalna krivulja rastaTo je jednostupanjska krivulja –upotrebljava se radi određivanja vremenskog razdoblja između injektiranja i oslobođenih zrelih virusnih čestica, kao i za određivanje približnog broja tih čestica

PODRUČJE PRIMJENE FAGA

-Medicina-Biologija-Agronomija-U području gen-tehnologija

-U medicini se pokušava iskoristiti njihova sposobnost razarnja bakterijskih stanica čime bi trebali postati zamjena za antibiotike, ali nisu razvijene prihvatljive metode zbog nestabilnosti faga u organizmu čovjeka i zato što ga organizam brzo prepoznaje kao strano tijelo, te ga uništva-U molekularnoj biologiji fagi služe kao vektori (λ fag) za prenošenje kodirane informacije za sintezu jedne bjelančevine npr. humanog inzulina (iz čovjeka se izdvoji gen koji kodira sintezu inzulina i ugradi se u genom faga. Tako izmijenjeni fag je u kontaktu s pogodnom bakterijom -E. coli kojoj prenosi informaciju o sintezi inzulina)

Antivirusni agensiU posljednjem desetljeću pronađen je velik broj antivirusnih agenasa koji bude nadeNedostatak informacija u pogledu specifičnih mjesta u virusu osjetljivih na lijek i ograničen broj kliničkih pokusa bili su zapreka za pronalazak djelotvornih antivirusnih lijekovaMeđutim u primjeni postoji i velik broj problema

-pojedinačni agens može biti djelotvoran protiv virusa u malim koncentracijama, a u velikim potpuno nedjelotvoran

-može biti djelotvoran protiv virusa, ali često toksičan za domaćinaAntivirusni lijekovi (aciklovir, amantadin, azitomidin)Sve veće značenje među antivirusnim agensima imaju interferoni-IFN (skupina kemijskih agenasa s velikim brojem bioloških učinaka, kao i terapija karcinoma)Većina antivirusnih agenasa-derivati nukleinskih kiselina. Ometaju sintezu DNA i RNA viriona, ali i domaćina

Antibiotici - nisu djelotvorni u suzbijanju virusnih bolesti

BIOTERORIZAM

Biološko oružje ima veliki potencijal masovnog uništenja (jeftina proizvodnja i velika učinkovitost)

podrazumijeva korištenje virusa, bakterija i drugih agenasa s namjerom izazivanja bolesti ili smrti ljudi, životinja ili bilja

može se proizvesti, ali ga također možemo naći i u prirodi (problem je što se oni mogu vrlo lako širiti okolinom, zrakom, zagađenom vodom ili hranom, također mogu izazvati epidemije bolesti preko zaraženih životinja ili insekata)

Vakcinacija protiv virusa velikih boginja više se ne provodi tako da se smatra da bi se mogao koristiti kao terorističko oružje.

VIRUS BOGINJA IPAK NEĆEMO UNIŠTITI

Godišnja skupština 192 članica Svjetske zdravstvene organizacije (WHO) nije uspjela odrediti datum uništenja posljednjih uzoraka tog jako zaraznog virusa koji se nalaze u laboratorijima u SAD-u i u Rusiji. Na sastanku je odlučeno da će izvršno vijeće WHO-a na zasijedanju u siječnju 2007. donijeti plan rezolucije koji će biti podastrijet skupštini u svibnju sljedeće godine. Posljednjih 16 godina prošlo je u odlučivanju što dalje sa virusom boginja, a izgleda da će proći još toliko, ako ne i više.

Od 1980. bolest se smatra iskorijenjenom. Nekoliko vlada traži od tada potpuno uništenje uzorka virusa koji se čuvaju u dva laboratorija jer drže da je njihovo čuvanje opasno. Ali Moskva i Washington žele nastaviti istraživanja tih virusa zbog straha od bioterorizma. Čemu čuvati uzorke smrtonosnih virusa koji su istraženi, analizirani i za koje su se našli odgovarajući antivirusi? Zbog straha od bioterorizma? ???

Virusi-mikroskopske ubojiceŠpanjolka - virus gripe Virus kravljih boginja Virus velikih boginja - Small pox Virus HIV-a (brzo mutira) Ebola virus-Zair, Afrika (1995.); jači od AIDS, smrt u roku 1-3 tjedna kod 80% inficirane populacije H5N1 virus ptičje gripe - Kina, Indonezija Adenovirus Ad14 (mutirani virus prehlade) - SAD 2005/06.(respiratorne infekcije; smrtnost; prvi put otkriven 1955.)

“Kuga 21. stoljeća” – AIDS Podaci iz 2007.: U svijetu od AIDS-a boluje oko 6 milijuna ljudi Virusom HIV-a u svijetu zaraženo oko 50 milijuna ljudi (2,5 mil. djece do 15 godina)U RH registrirano preko 600 (608) HIV pozitivnih; umrlo 137 ljudi

Viroidi i prioni -viroidi- mali RNK genomi, nemaju kapsidu,to je jednostavna RNK molekula -prioni- otkriveni tek 1983. g., najmanje istraženi mikrobi, “infektivni proteini”, mogu se sastojati samo od proteina- kravlje ludilo (1990.)

HVALA NA PAŽNJI !