prof. Filippo Quitadamo 1


I virus: veleno

Proprietà, forma,Dimensioni, struttura,

composizione, ciclo, difesa, malattie

e classificazione.

4

Che cosa sono i virus?

• Agenti infettivi di piccole dimensionie semplice composizione che sipossono moltiplicare solo in celluleviventi di animali, piante e batteri.Per la propria replicazione si basanoa diversi gradi sui processi metabolicidella cellula ospite.

prof. Filippo Quitadamo

5

Proprietà:

• Sono microrganismi acellulari, PARASSITIENDOCELLULARI OBLIGATI; ai confini tra la non vita e la vita.

• Sono totalmente dipendenti da una cellula viventeper la replicazione. Sono frammenti cellulari: a livellomolecolare.

• Alcuni possiedono propri enzimi complessi ma, senzaassistenza, non sono capaci di riprodurre leinformazioni contenute nei loro genomi.

• Possiedono soltanto una specie di acido nucleico.

• Fuori della cellula ospite si comportano come cristalli.


6

Proprietà:

• Si comportano da viventi solo dentro unacellula ospite, dove manifestano le seguentiproprietà dei viventi:

1. Capacità moltiplicativa in forma parassitaria

2. Variazioni ereditarie rapide (MUTAZIONI).


7

Proprietà:

• A differenza dei viventi i virus:

1. Non respirano, non crescono, non si nutrono

2. Non hanno un metabolismo proprio

3. Non hanno struttura cellulare

4. Sono dei tratti di DNA o di RNA.



I virus sono esseri

viventi? No.

Il primo virus

Picornavirus, 1898

9prof. Filippo Quitadamo

10

• Sferica• Poliedrica• Ovale• Allungata• Cubica• Elicoidale• Cilindrica.

Forma dei virus


11

Dimensioni dei virus

20÷300 nm



Composizione chimica

• Il virus è costituito dalle due classi disostanze biologiche più importanti:

1. Un acido nucleico, depositario delgenoma o informazione genetica (DNAo RNA, mai insieme).

2. Le proteine, espressione delmessaggio genetico.

13

STRUTTURA

• Possiede una testa con il genoma• Una coda per l’aggancio alla cellula

ospite.• La regione dove si trova il genoma =

nocciolo o core .• Essa è avvolta da uno o due involucri

proteici o CAPSIDI, con CAPSOMERI.• All’esterno ci può essere un involucro

virale o PERICAPSIDE, lipoproteico.prof. Filippo Quitadamo

16

STRUTTURA e funzioni ….

• L’involucro virale o PERICAPSIDE,lipoproteico, contiene molecole diriconoscimento specifiche e organi diattacco.

• L’involucro proteico ha queste funzioni:1. Protegge il genoma dall’ambiente2. Permette l’aggancio del virus.


17

Virioni ….

• I capsomeri sono unità strutturaliidentiche

• La singola particella virale = VIRIONE.• I costituenti del virione sono:1. RNA o DNA ss / ds2. Uno o due enzimi3. Uno o due capsidi proteici4. Un pericapside lipoproteico.


18

Fasi riproduzione virale

1. Adsorbimento2. Penetrazione3. Trascrizione informazione genetica

virus4. Traduzione in proteine, montaggio e

maturazione5. Liberazione di nuove particelle virali



PROCESSO di infezione

• Ci sono tre modalità di infezione o di riproduzione virale:

1. CICLO LITICO2. CICLO LISOGENICO3. CICLO CONTINUO.

20

Ciclo vitale di un virus


21

Ciclo litico

• Attaccato alla membrana plasmatica, ilvirus inietta il suo DNA nel citoplasmadella cellula e la costringe a costruirnetante copie.

• Seguendo le istruzioni del DNA virale, lacellula provvede anche alla sintesi delcapside virale.

• Venti minuti dopo l’invasione, la cellula èdistrutta e libera circa 200 copie virali.


22

Ciclo lisogenico• Il DNA virale viene incorporato nel DNA

cellulare, dove rimane latente a lungo,passando alle cellule figlie tramite lamitosi.

• Quando il virus si sveglia, obbliga lacellula a seguire le sue istruzioni come nelciclo litico.

• Il virus non uccide la cellula, ma ne fa ilsuo domicilio fino al risveglio.


25

Ciclo continuo: virus a RNA

• Il virus non uccide la cellula, ma si attaccaalla membrana ed incorporato nelcitoplasma, dove viene replicato tramitealcune strutture cellulari come in una sortadi catena di montaggio.

• Si può sconfiggere solo con lavaccinazione.


26

DIFESA preventiva

• Vaccinazione• Evitare contatto diretto o isolare il soggetto

infetto• Evitare di bere acqua inquinata• Con l’igiene• Disinfettare ferite• Combattere mosca domestica.


27Koneman et al. Color Atlas and Textbook of Microbiology 5th Ed. 1997


Un Adenovirus

29

Virus a RNA influenza



Virus Herpes


Virus TMV = mosaico del tabacco


adenovirus

proteina


Virus influenza


Virus batteriofago

DNA

proteine

Componenti fondamentali di un virus

Genoma IN

Rivestimento proteico CAPSIDE

formato da uguali subunità

(CAPSOMERI)

Ulteriore rivestimento proteico MATRICE

Ulteriore rivestimento PERICAPSIDEesterno formato da un

doppio strato di glicoproteine e lipidi OUT

36

La funzione dei rivestimenti esterni

1) Protezione del fragile genoma da danni fisici,chimici, enzimatici.

- I capsidi sono formati da un certo numero di unità

proteiche uguali. Le subunità proteiche in un capside

virale sono redondanti.

- Il danno ad una rende quell’ una non funzionale, madifficilmente danneggia l’intera particella. Questo fa delcapside un’efficace barriera.


37

2) Conferimento della capacità di riconoscimento con ilrecettore cellulare.

3) Penetrazione del genoma virale nella cellula in unaconformazione con la quale può interagire con lestrutture cellulari ed iniziare il processo infettivo

- in alcuni casi questo è un processo facile che consistesemplicemente nel far entrare il genoma nel citoplasma

- in altri casi invece, questo momento è più complesso.Per es. i Retrovirus hanno modificazioni

importanti al genoma del virus mentre questo è ancoradentro la particella virale


38

I virus si possono dividere in 2 gruppi in base alla simmetria del nucleocapside

A SIMMETRIA ELICOIDALE A SIMMETRIA ICOSAEDRICA

I capsomeri sono disposti Solido a 20 facce

come i gradini di una scala triangolari uguali

a chiocciola

39

Come si forma l’involucro che contiene il genoma virale?

• Le particelle virali si formano spontaneamente senza bisogno di nessun altra informazione estranea.

• La particella si trova in uno stato energetico minimo e quindi è la struttura favorita da quei componenti (grande stabilità).

• Le forze che guidano l’assemblaggio dei capsidi virali includono le interazioni idrofobiche ed elettrostatiche. Raramente si formano legami covalenti tra le subunità multiple.

• In termini biologici questo significa che vengono usate interazioni fra proteina - proteina, proteina - acido nucleico, proteina - lipidi.


40

Il genoma dei virus (2)

30% dei virus animali ha un genoma a DNA

L’acido nucleico di tutti i virus aDNA, eccetto i Parvovirus , è adoppio filamento (ma il DNA

degli Hepadnavirus è parzialmente a singolo filamento quando non è in fase di replicazione)


42

Classificazione dei virus

• famiglie (….viridae) Herpesviridae

• sottofamiglie (….virinae) Betaherpesvirinae

• generi (…..virus) Cytomegalovirus


43

legenda

• ds = doppia elica• ss = singolo filamento• RNA + = che può funzionare da mRNA• RNA - = che può funzionare da matrice

per l’mRNA.


FamigliaAcidonucleico Genere Capside Esempio

Adenoviridae dsDNA adenovirus Cubico Malattie respiratorie

Arenaviridae ssRNA arenavirus Complex Febbre Lassa

Bunyaviridae ssRNA elicoidale Hantaan

Caliciviridae ssRNA calcivirus Cubico Norwalk virus

Coronaviridae ssRNA coronavirus Helical 229E; SARS

Filoviridae ssRNA filovirus Helical ebola

Flaviviridae ssRNA flavivirus Cubico Febbre gialla

Hepadnaviridae dsDNA hepadnavirus Cubico Hepatite B

Herpesviridae dsDNA herpesvirus Cubico Herpes, varicella

Orthomyxoviridae ssRNA ortomixovirus Helical Influenza

Papovaviridae dsDNAPapillomavirus

papovavirus Cubico Verruche, tumori

Paramyxoviridae ssRNA paramixovirus Helical Morbillo, parotite

45

Famiglia Acidonucleico Genere Capside Esempio

Parvoviridae ssDNA parvovirus Cubico

Picornaviridae ssRNA picornavirus CubicoRhinovirus del raffreddore, poliomielite

Poxviridae dsDNA poxvirus Complex vaiolo

Reoviridae dsRNA reovirus Cubico Rotavirus

Retroviridae ssRNA retrovirus ComplexAIDS (HIV), tumori

Rhabdoviridae ssRNA rabdovirus Helical Rabbia

Togaviridae ssRNA togavirus CubicoRosolia, febbre gialla

Batteriogafi

46adenovirus Palyoma virus

Virustipula

Virusvaiolo Virus

orecchioni

Virusherpes

Virusinfluenza

Viruspoliomielite


Classificazione

• Virus a RNA ss: retrovirus (AIDS, influenza A,B,C)

• Virus a DNA ss: epatite• Virus DNA ds: herpes

48

Classificazione

• Virus animali• Virus vegetali• Batteriofagi• Virus umani.


49

Classificazione

50

Virus che infettano la specie umana

(cioè senza involucro) (cioè con involucro)

51

Infezione virale: fattori

• Tosse, starnuto, feci, punture di insetti, trasfusioni, rapporti sessuali.


52

Malattie virali

• Verruche• Poliomielite• Vaiolo• Rosolia• Herpes• Varicella• Parotite• Raffreddore

• Influenza• SARS (polmonite atipica)• Febbre tropicale• AIDS• Tumori virali• Epatite• Morbillo• Rabbia


54

HIV: virus AIDS

• È un retrovirus , perché contiene RNA• Il genoma è racchiuso in un involucro

proteico, mentre il virus è racchiuso da undoppio strato lipidico.

• Contiene la proteina trascrittasi inversa.• Attacca i linfociti T helper, responsabili

dell’attività immunitaria cellulare.• Il virus muta facilmente.



HIV: virus AIDS

• Dallo strato lipidico sporgono delleprotuberanze proteiche (proteina gp 120).

• Esse hanno il ruolo di riconoscimento eper l’attacco della cellula bersagliospecifica.

56

Il virus HIV, AIDS


57

Il virus HIV, AIDSProteine disuperficie

Strato lipidico

Rivestimentoproteicoesterno

Rivestimentoproteico

interno (capside)

trascrittasiinversa

RNA


58

Virus HIV AIDS


59

Virus HIV AIDS

glicoproteine

Membrana lipidica

Trascrittasi inversa

proteine

RNA


60

Virus HIV AIDS


61

AIDS

• Sindrome = insieme di sintomi e dimalattie provocate

• Immunodeficienza = indebolimento delsistema immunitario

• Acquisita = non presente alla nascita, nongenetica.


62

Trasmissione AIDS

• Sangue• Sperma• Secrezioni vaginali.


63

Trasmissione AIDS

1. Contagio attraverso sangue infetto:siringhe, trasfusioni, rapporti sessuali

2. Attraverso i rapporti sessuali3. Da madre a figlio durante la gravidanza.



AIDS non si trasmette:

1. Attraverso saliva, tosse, starnuti, lacrime,bacio, sudore, urina, feci

2. Attraverso donazioni di sangue3. Punture di insetti4. Vaccinazione.

65

SARS

• Sindrome Respiratoria Acuta Grave: lacausa è un nuovo Coronavirus , mairiscontrato fino al 2002 nell’uomo.

• Muta con facilità, è sensibile alle variazionidi temperatura, all’igiene, alla candeggina.

• Sintomatologia : febbre, brividi, malesseregenerale, dolori muscolari, cefalea,dispnea, insufficienza respiratoria.


prof. Filippo Quitadamo 1

Documents

Transcript of prof. Filippo Quitadamo 1