Virusi

1. Virusi

2. Op�te osobine virusa Najmanji i najjednostavniji mikroorganizmi Nemaju celijsku gradu � acelularni Ubrajaju se u �ive organizme jer poseduju geneticku informaciju za sopstvenu reprodukciju Na granici velicine makromolekula (20-300 nm)

3. Op�te osobine virusa Van celije metabolicki inertni (virion) Obligatni intracelularni paraziti - u celiji koriste metabolicki aparat i energiju domacina za sopstvenu reprodukciju Prema domacinu se dele na bakterijske, animalne, biljne 1 cestica virusa mo�e dati preko hiljadu novih virusa

4. Otkrice virusa 1892. Ivanovski, filtrabilni uzrocnik mozaicne bolesti duvana 1898. Bejerink, potvrdio eksperimente Ivanovskog 1898. Lefler i Fro�, filtrabilni uzrocnik slinavke i �apa 1909. Land�tajner i Poper, filtrabilni uzrocnik decije paralize Nazvani virusi � �ivi otrov 1915. Tvort i 1917. Derel, otkrice bakteriofaga

5. Grada virusa Nukleinska kiselina (DNK ili RNK) jednolancana i dvolancana, cirkularna i linearna Kapsid, proteinske prirode Nukleinska kiselina i kapsid se nazivaju nukleokapsid Kod nekih virusa postoji dodatni omotac poreklom od citoplazmaticne membrane domacina i specificnih virusnih proteina

6. Podela virusa prema nukleinskim kiselinama

8. Kapsid virusa Izgraden od subjedinica, kapsomera Kubna, spiralna ili kompleksna simetrija Virioni virusa sa omotacem su polimorfni, a nukleokapsidi mogu biti spiralne ili ikosaedarne simetrije

9. Kubna simetrija

10. Spiralna simetrija, TMV virus

11. Kompleksna simetrija

12. Virusi Archaea

13. Virusi sa omotacem Najce�ce animalni virusi, kubne ili spiralne simetrije nukleokapsida Na povr�ini se uocavaju �iljci, virusni glikoproteini Kod influenca virusa hemaglutinin, vezuju se za celijske receptore neuraminidaza, enzim koji olak�ava oslobadanje iz celije

14. Enzimi u virionu Uloga u pocetnim fazama infekcije DNK polimeraza ili RNK polimeraza Reverzna transkriptaza (retrovirusi) Lizozim (bakteriofagi) Sinteti�u se u prethodnom domacinu i pakuju u kapsid

15. Metode studiranja virusa Umno�avanje u domacinu Preci�cavanje virusa Elektronska mikroskopija Izolacija nukleinskih kiselina i proteina Imunolo�ke metode Izucavanje interakcije virusa i celije domacina

16. Odredivanje broja virusa

17. �ivotni ciklus virusa Adsorpcija Penetracija Replikacija sinteza nukleinske kiseline sinteza proteina kapida Sazrevanje Oslobadanje iz celije

18. �Kriva rasta� virusa Posle adrsorpcije infektivnost virusa nestaje - eklipsa Period eklipse traje do pojave prvih zrelih virusa u celiji Eklipsa i sazrevanje cine latentni period Latentni period traje do oslobadanja prvih virusa iz celije

19. Adsorpcija i penetracija virusa Adsorpcija na specificne receptore na povr�ini celije Kod bakteriofaga ulazi samo nukleinska kiselina Animalni i biljni virusi ulaze sa kapsidom (translokacijom, endocitozom, fuzijom membrane sa dodatnim omotacem virusa, ujedom insekata) i nukleinska kiselina se oslobada u celiji

20. Replikacija virusa Detalji se razlikuju u zavisnosti od vrste nukleinske kiseline

21. Sazrevanje i oslobadanje iz celije Sklapanje kapsida �self assembly� proces Oslobadanje: Lizom celije Prolaskom kroz citoplazmaticnu membranu bez lize Pupljenjem (virusi sa omotacem)

22. Bakteriofagi T4 bakteriofag ? bakteriofag FX174 bakteriofag M13 bakteriofag fd bakteriofag MS2 bakteriofag F6 bakteriofag

23. T4 bakteriofag Genom dvolancana linearna DNK (168 kbp), kodira 250 proteina, kapsid kompleksan, 25 proteina Glava izdu�eni ikosaedar, kontraktilan repic sa dugim kukicama

24. �ivotni ciklus T4 bakteriofaga Virulentni bakteriofag, svetle plake Rani proteini (preko 20): nukleaze, enzim za sintezu hidroksimetilcitozina, enzim za kovalentnu modifikaciju RNK polimeraze tako da funkcioni�e bez s faktora

25. Replikacija i pakovanje nukleinske kiseline Replikacija genoma u linearnoj formi Formiranje konkatemera rekombinacijom Pakovanje u glavu dok nije puna (staje vi�e od velicine genoma) Terminalno ponavljanje Cirkularna permutacija

26. �ivotni ciklus ? bakteriofaga Genom linearna dvolancana DNK sa jednolancanim komlementarnim krajevima (12 nukleotida, cos mesta) Velicina genoma 48.514 bp Kompleksan kapsid, glava i dugi nekontraktilni rep bez kukica

27. �ivotni ciklus ? bakteriofaga Umereni bakteriofag, mutne plake Stupa sa domacinom u liticki ili lizogeni ciklus Lizogene bakterije sadr�e profag Lizogena indukcija � prelazak u liticki ciklus

28. �ivotni ciklus ? bakteriofaga Po infekciji DNK sa cirkularizuje i sinteti�u se rani proteini i za liticki i za lizogeni ciklus

29. Liticki ciklus ? bakteriofaga Za liticki cilus neophodni rani regulatorni proteini (N i Cro), kao i proteini za replikaciju DNK (O,P) Replikacija prvo teta, zatim kotrljajuci obruc Q protein omogucava transkripciju R2 transkripta za kasne proteine i proteine lize

30. Lizogeni ciklus ? bakteriofaga Za lizogeni ciklus prisutni proteini Int, Xis, CII i CIII. Potrebno da se sinteti�e ? represor (sa CI gena) i zaustavi transkripciju svih gena osim sopstvenog CII je aktivator transkripcije CI i int gena CIII stabilizuje CII CII je podlo�an razgaradnji pomocu specificne proteaze ciji je nivo nizak u siroma�nom medijumu

31. Regulacija litickog i lizogenog ciklusa

32. Integracija ? genoma u hromozom Integracija po mehanizmu mesto specificne rekombinacije izmedu attB i attP attB izmedu gal i bio gena Ekscizija obrnit proces Nepravilna ekscizija dovodi do formiranja defektnih faga

33. FX174 bakteriofag Cirkularna + ss-DNK, 5386 nt Ikosaedarni kapsid, 60 kapsomera Geni koji se preklapaju kodiraju 11 proteina Ekonomisanje sa velicinom genoma

34. FX174 bakteriofag Replikacija zavisna od enzima domacina Replikativna ds forma, u pocetku ? replikacija Transkripcija � lanca daje policistronske iRNK Formiranje genoma - replikacija po tipu kotrljajuceg obruca

35. Replikacija FX174 bakteriofaga

36. M13, f1 i fd bakteriofagi Cirkularna + ss-DNK Filamentozni fagi Adsorbiju se na pilus �ivotni ciklus slican FX174 bakteriofagu Pakovanje u kapsid pri izlasku iz celije Pogodan kao vektor za geneticko in�enjerstvo: - RF se izoluje i koristi kao plazmid - klonirani fragmenti mogu biti veliki - genomska DNK mo�e direktno slu�iti za sekvenciranje

37. Bakteriofag MS2 Ikosaedarni kapsid + ss RNK genom od 3569 nt Geni koji se preklapaju kodiraju 4 proteina Adsorbuje se na pilus RNK se koristi kao iRNK, prvo se translatira RNK replikaza i protein kapsida

38. Bakteriofag MS2 RNK replikaza sinteti�e � RNK sa koje se sinteti�u novi + RNK lanci Proteini kapsida zaustavljaju translaciju replikaze Dostupnost start kodona za maturacioni protein i protein za lizu celije retka

39. Odbrana od virusnih DNK Bakterijski enzimi za odbranu od stranih (virusnih) DNK molekula, restrikcione endonukleaze, su komponente specificnog restrikciono-modifikacionog sistema, npr. E. coli linije K i B. E. coli C nema restrikciono-modifikacioni sistem Bakterijska DNK je modifikovana i nije osetljiva na sopstvene restrikcione enzime Seku dvolancanu DNK virusa koja nije modifikovana Virusi se brane od restrikcionih endonukleaza metilacijom ili glikozilacijom svoje DNK, npr. T4 fag

40. Me�ovita infekcija Dva ili vi�e virusa inficiraju jednu celiju Tokom me�ovite infekcije moguca: rekombinacija komplementacija T4 fag raste na E. coli C i K12. Mutanti u lokusu rII rastu na E.coli C, a ne rastu na E.coli K12. U me�ovitoj infekciji rastu na E.coli K12. Fagi iz pojedinacne plake: rastu na E.coli C, ne rastu na E.coli K12 � komplementacija rastu i na E.coli C i na E.coli K12 - rekombinacija

41. Virusi Archaea DNK virusi Virusi metanogena i halofila imaju slicnu morfologiju kao T4 fag i linearnu ds DNK Virusi termofilnih Archaea (Sulfolobus, Pyrococcus) imaju neobicnu morfoligiju i linearnu ili cirkularnu ds DNK

42. Virusi eukariotaanimalni i biljni virusi Prostorna razdvojenost replikacije i transkripcije (jedro) i translacije (citoplazma) Nepostojanje policistronskih iRNK Kod biljaka postojanje cvrstog celijskog zida

43. Animalni virusi

44. Animalni virusi DNK virusi se repliciraju u jedru, izuzetak Pox virus, koji nosi u virionu sopstvenu DNK polimerazu RNK virusi se repliciraju u citoplazmi, izuzetak Influenca virus, iRNK se sinteti�u koristeci 5� kape drugih iRNK kao prajmere Kod +RNK virusa posebni proteini se transkribuju: - kao poliprotein koji se kasnije iseca (Polio virus) - sa +RNK translatira se samo RNK replikaza, koja sa -RNK transkribuje monocistronske iRNK (Corona virus) Kod -RNK virusa (nose RNK replikazu) posebni proteini se transkribuju: - RNK replikaza transkribuje monocistronske iRNK sa -RNK (Rhabdo virus) - RNK replikaza transkribuje sa segmentiranih -RNK (Influenca virus, 8 -RNK)

45. Posledice infekcije animalnih celija virusom Liticka infekcija Perzistentna infekcija Latentna infekcija Transformacija celija

46. Biljni virusi Vecinom +RNK virusi spiralne simetrije (TMV) DNK virusi (gemini virus, virus mozaicne bolesti karfiola, Chlorella virusi) Mogu se prenositi iz jedne celije u drugu kroz plazmodezmata Cesti su virusi sateliti, defektni virusi (TNV + TNSV) Postoje virusi sa podeljenim genomom: virus deteline ima 4 RNK molekula spakovana u 3 kapsida i neophodna je zdru�ena infekcija

47. Virus mozaicne bolesti duvana TMV Genom je jednolancana +RNK koja kodira 4 proteina MTH - metil transferaza (caping protein) i RNK helikaza RNP - RNK replikaza (retko, kao deo poliproteina) MP - protein za kretanje (iRNK se sinteti�e sa - RNK) CP - protein kapsida (iRNK se sinteti�e sa - RNK)

48. PBCV-1 virus Virus endosimbiotske Chlorella iz Paramecium bursaria Ikosaedarni virion, lipidni omotac ispod kapsida Genom linearna ds DNK Adsorbuje se i ulazi slicno bakteriofagima (ulazi samo DNK) Iako kodira sopstvenu DNK polimerazu replicira se u jedru Kodira neke faktore transkripcije, ali ne RNK polimerazu Ima sopstveni restrikciono/modifikacioni sistem

49. Subvirusne infektivne cestice