VIIRUSED

1. VIIRUSED Koostas Kersti Veskimets http://www.healthcare.uiowa.edu/labs/grose/virion.htm

2. Viroloogia on teadus, mis uurib viiruseid. • Viirused ei ole rakulise ehitusega. • Nad koosnevad ainult nukleiinhappest (genoom) ja valkudest, moodustades kristalli. • Neil puudub igasugune ainevahetus, nad ei reageeri väliskeskkonna muutustele. • Nad ei saa ise paljuneda. Endi paljundamiseks panevad tööle peremeesraku, mis seejärel hävib. • Nad on ringi rändavad “halvad uudised”…

3. Kas viirused on elus? • Ei ole ainevahetust • Ei paljune iseseisvalt • Ei ole rakulist ehitust • Ei kasva ega arene • Ehituses on olemas valgud ja nukleiinhapped • Muteeruvad • Evolutsioneeruvad Kas elusa ja elutu piirimail?

4. Suurus: 0,01 ... 0,3 m (3 miljondikku mm-st) Millega on viiruseid võimalik vaadelda? Kuju: pulkjas, kerajas, spiraalne, ... papilloomviirus parvoviirus adenoviirus tubaka mosaiikviirus herpesviirus bakteriofaag

5. Viirused jaotatakse: DNA- ja RNA-viirused

6. Viirusosake ehk virioon EHITUS:valguline kate e. kapsiid nukleiinhape (DNA või RNA) ümbris – tekkinud peremeesraku membraanist On alati Pinnal on antiretseptorid, millega seostub peremeesraku retseptoritega Nukleiinhape on 1- või 2-ahelaline, koosneb 1-st või mitmest molekulist Kapsiid denatureerub 60 – 75° C juures

7. RNA –viirused: tubakamosaiigi viirus ja gripiviirus RNA valgumolekulid

8. Mõnel viirusetüübil on lipiidne kate, mille ta on peremeesrakust kaasa võtnud.

9. DNA DNA-viiruste ehitusBakteriofaag T4 Kapsiid koosneb valkudest Antiretseptorid Vaata: 5 miljonit korda suurem bakteriofaag

10. Bakterite viirused (bakteriofaagid) kinnitunud bakterile

11. http://www.insectscience.org/2.10/ref/fig5a.gif

12. Millised geenid on viirusel? Viiruse geenide (geoomi) ülesanded: 1. Kindlustavad viiruse genoomi paljunemise/DNA replikatsiooni. 2. Geenid, mis toodavad ensüüme, mis mõjutavad peremeesraku aktiivsust (endale soodsamaks). 3. Geenid, mis määravad viirusvalkude (struktuurvalkude) sünteesi

13. Viiruste paljunemine On kaks võimalust: • LÜÜTILINE TSÜKKEL ja • LÜSOGEENNE TSÜKKEL Vaata: Kuidas nohuviirus meid nakatab • Vaatame lüütilist, st. peremeesrakk hävitatakse, see lüüsub. Vaata T4 nakatamist: http://www.youtube.com/watch?v=41aqxcxsX2w&NR=1

14. Nakatumine: viiruse antiretseptorid haakuvad raku membraani retseptoritega Viiruse DNA/genoom siseneb rakku Rakk lüüsub Viirusosake- sed pakitakse Viiruse DNA replikeerub LÜÜTILINE TSÜKKEL Transkript- sioon viiruse geenidelt Sünteesitakse viirusvalgud

15. LÜSOGEENNE TSÜKKEL Algab samuti nakatumisega. Viiruse DNA lülitub peremeesraku genoomi. Transkriptsiooni ei toimu, viirusosakesi ei teki.Kui rakk pooldub, replikeeritakse ka viiruse DNA. Võib üle minna lüütiliseks.

16. LÜSOGEENNE LÜÜTILINE

18. HI-viirus ehk HIV põhjustab AIDS-i GLÜKOPROTEIINID ÜMBRIS KAPSIID KAKS IDENTSET RNA MOLEKULI PÖÖRDTRANSKRIPTAAS Retroviiruse - HI viiruse - paljunemine väga täpselt Ka ilus HIV

20. HIV tsükkel Viiruse RNA Tsütoplasma Tuum DNAahel Kromosomaalne DNA ProviiruseDNA DNA kaksikahel RNA Viiruse RNAjavalgud HIV on arenenud SIV-st - ahvide immuunpuudulikkusest.

21. Retroviirus – RNA-viirus, mille paljundamine toimub pöördtranskriptaasi abil:RNAst RNA/DNA ja siis DNA, mis integreerub tuuma DNAgasiis tehakse viiruse RNA ja sellelt viiruse valgud. • Retroviirused lülituvad inimgenoomi ja seetõttu on hulganisti nende geene meis. Aja jooksul on nad muutunud inaktiivseks. • 8,3% meie DNA-st on pärit viirustelt!

22. Nüüd on leitud ka bornaviiruse geene meie genoomist, mis ei ole retrod. Ühe viiruse päritoluga geen (määrab valgu süntsütiin tekke) on aktiivne ainult platsenta kujunemiseks - imetajate teke on seotud kunagise viirusnakkusega?

23. Mida HIV nakatab? Eestis on 2011. aasta 1. juuli seisuga aastate jooksul diagnoositud 7 887 HIV-nakatunut ja maailmas üle 34 000 000.

24. HIV - Eestis

25. Parem on olla HIV-ga kui ilma, sest et hiviga patsientidel on igal aastal rohkem tervisekontrolle ja kõike muud ja nad pahatihti elavad paremini ja kauem kui HIV-ita inimesed. Tänapäevase antiretroviirusraviga on võimalik saavutada viiruskoopiate arv alla 250/ml-s, mis muudab inimese 99 % mitte nakatavaks, st saab täitsa kenasti elada. Kui avastati, siis mine kindlasti arsti juurde!

26. Klassifitseerida saab ka : tõvestava objekti alusel – bakteriviirus e. faag taimeviirus loomaviirus inimeseviirus seeneviirus Nakatumise viisid: piisknakkusega (gripp) toiduga ja joogiga (A hepatiit /kollatõbi/) koevedelikega (AIDS, B hepatiit) haigete loomadega (entsefaliit, marutaud)

27. Taimedel on omad viirused http://www.dpvweb.net/intro/index.php

28. Sageli hävivad saagid väga ulatuslikult. Tsitruseliste viirus- kahjustus Viiruseid levitavad taimedele peamiselt putukad. http://www.dpvweb.net/intro/index.php

29. Papaia kahjustused viirusest. GM-papaia jääb terveks • http://www.papayalovers.com/papaya-ringspot-virus.jpg http://www.hciaonline.com/?page_id=53

30. Putukatel on omad viirused, enamasti nakatuvad vastsestaadimis ja neid saab kasutada taimekahjurite tõrjeks. Hiljuti taasavastati männivaablase viirus http://www.hansaplant.ee/pic.php?id=1852&catb=1 http://www.scienceinafrica.co.za/2004/june/virus.htm

31. Linnugripp

32. Geenide ülekandumine teise organismi, viiruste abil Viiruse DNA TRANSDUKTSIOON Bakteri DNA

33. Nii on geenid rännanud miljoneid aastaid… Geenitehnoloogid kasutavad transduktsiooni, et soovitud geene üle kanda. Viiruse DNA-le lisatakse geen, mille ta rakku viib. Sellist kandurviirust nimetatakse viirusvektoriks. Näiteks: p53 geen viidi viiruse abil kopsu- kasvajasse ja 64% kasvaja pidurdus.

34. VIROTERAAPIA - viirus ise tapab haigusetekitajad. Näiteks gripp on tapnud leukeemiat. Kasvajas paljunevad viirused hävitavad selle rakud. On leitud palju selektiivseid viiruseid, st nakatavad erinevaid kudesid. Otsitakse võimalust panna need tööle kasvajate võitmiseks. Nage eelnev näide: p53 geen viidi viiruse abil kopsu-kasvajasse. Kuid endiselt probleemid: immuunsüsteem segab, võivad ise haigust põhjustada, ei ole piisavalt stabiilsed jne.

35. Geenitehnoloogiad on saanud edu JX-viirusega: Kasvajarakudmoodustavad suurtes kogustes TK-ks nimetatavat valku, seda tervetes rakkudes ei leidu. Geenitehnoloogid muutsid JX -viirust nii, et nad saavad paljuneda ainult nendes rakkudes, milles on TK-valk. Viirus levib hästi vereringes ja vallutab vähirakud, milledes paljuneb suure kiirusega ning lõpuks hävitab need. Tervetesse rakkudesse viirus küll pääseb, kuid ei saa nendes paljuneda ja seega ei kahjusta neid. Et lagunevad kasvajarakud lõplikult hävitada, on JX- viirusele lisatud signaalaine GM-CSF, mis meelitab kohale makrofaagid, mis fagotsütoosi teel “neelavad” endasse kõik jäägid.

36. VIIRUSHAIGUSTEST Teated viirushaiguste kohta Egiptusest 3500 a. tagasi. rõuged ja tuulerõuged http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edward_Jenner.jpg

37. Surmajuhtumeid aastas: HIV 1 800 000 Gripp 500 000 Marutaud 55 000 Ebola 100 Rõuged 0, varem 2 000 000

38. Viirushaiguse kulgemine võib olla: 1. Äge nakkus – rakkude surm (lüütiline tsükkel) 2. Peidetud nakkus – sarnane lüsogeen-sele tsüklile. (huuleohatis) 3. Krooniline ehk pidev nakkus – viiruse omadused muutuvad kiiremini kui organism suudab neid hävitada. (hepatiit, AIDS)

39. Lisalugemised 1. Suurema niiskuse korral sadenevad viirused kiiremini , sest on seotud suurema veepiisaga. Tulemusena ei toimu nakatumist. Kuivas õhus püsivad peenemad osakesed (5 – 10 µm) mitmeid tunde ja nakatumine saab kogu selle aja vältel toimuda. 2. Madalama temperatuuri korral suureneb nina lima viskoossus limaskestal, sellega väheneb ripsepiteeli puhastav toime. 3. Päevitamisel tekib nahas D-vitamiini, mis tugevdab immuunsüsteemi ja inimene suudab gripiviirust efektiivsemalt välja tõrjuda. “Gripiviiruse levikuteed rändlindudest aerosoolini” Mari Järvelaid, Eesti Loodus 1/2010 lk 24 – 27

40. Mis kaitseb meid viiruste eest? IMMUUNSÜSTEEM, mille moodustavad valged vererakud: Eristatakse kahte põhilist rühma: 1) B-lümfotsüüdid,valmivad luuüdis (bone) toodavad antikehi 2) T-lümfotsüüdid, (tüümuses) lagundavad valesid valke tootvaid rakke. Eraldi grupi moodustavad veel fagotsüüdid(siia kuuluvad ka makrofaagid ja õgirakud). Osaleb 1012 valget vererakku ning 1015 spetsiaalset valgumolekuli!

41. Antikeha ehitus Antigeen on võõras aine organismis. Antikeha seostub ainult selle antigeeniga, mille vastu ta on valmistatud. http://images.google.ee/imgres?imgurl=http://antibody2.com/antibody_files/255px-Antibody.png&imgrefurl=http://antibody2.com/&usg=__Uuz6PRR84S-AiEunWBBCm9dJXsk=&h=360&w=255&sz=12&hl=et&start=10&um=1&tbnid=qk0_gygfpbsZaM:&tbnh=121&tbnw=86&prev=/images%3Fq%3Dantibody%26hl%3Det%26lr%3D%26sa%3DN%26um%3D1

42. T-lümfotsüüt Viirustega nakatunud keharakk “Vaenlast” äratundvad graanulid Rakk sureb koos viirustega http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cytotoxic_T_cell-tr.jpg

43. B-lümfotsüüt Makrofaag T-lümfotsüüt

44. Vaktsineerimine …on immuunvastuse esilekutsumine. Vacca – lehm • Vaktsiinikson mingi osa haiguse-tekitajast, näiteks osa tema DNA-st või mõni valk ehk antigeen. Antigeen vallandab immuunrakkude aktiivsuse, tekivad B-mälurakud ja edaspidi ei haigestu. • Varem kasutati “nõrgestatud” haiguse-tekitajaid.

45. 18. saj. Inglismaal teati, et lüpsinaised ei haigestu rõugetesse. Talumees Benjamin Jesty otsustas ja nakatas oma naist ja last lehma mädavilli vedelikuga (torkas sukanõelaga). Jäid edaspidi terveks.

46. 1796 a. tehti esimene inimese vaktsineerimine lehmarõugete seerumiga - E. Jenner nakatas 8-a poissi lehmarõugetega ja 6 nädalat hiljem rõugetega. Eestisse jõudis lehmarõugetega vaktsineerimine juba 1800. a. 1799.a oli juba 100 000 inimest vaktsineeritud! Rõuged on 1979.a. likvideeritud Edward Jenner (1749 - 1823) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Edward_Jenner.jpg

47. Louis Pasteur(1822-1895): marutaudi põhjustab viirus. Töötas välja marutõvevastase vaktsiini. Inimeste vaktsineerimine marutõve vastu 1885.

48. Lisalugemised Uued võimalused : • patsiendi verest eraldatakse dendriitrakud, mida inkubeeritakse koos erilise, ainult vähirakkudele omase antigeeniga. Rakud võtavad antigeeni enda sisse, küpsevad ning hakkavad seda oma pinnal esitlema (1p). Seejärel viiakse rakud tagasi patsiendi organismi, kus need liiguvad juba lümfoidorganitesse ning annavad seal Tlümfotsüütidele antigeeni esitlemisega edasi signaali rünnata rakke, kust seda antigeeni leida võib. Selle kõige tulemusena hakkab omandatud immunsüsteem aktiivselt kasvajarakke ründama ja haiguse vastu võitlema(1p) • 2) Sama mehhanismi kasutades on dendriitrakke võimalik rakendada ka näiteks viiruste vastasel vaktsineerimisel. Võrdluseks, traditsioonilisemate vaktsineerimismeetodite puhul viiakse organismi üldjuhul kas nõrgestatud patogeen või isegi spetsiifilised antigeensed molekulid. Immuunsüsteem peab seejärel ise vaktsiini üles leidma, ära tundma ja vastuse indutseerima. Dendriitrakkudega immunoteraapiat kasutades teevad arstid osa tööst organismi eest ära ning selle tulemuseks on efektiivsem ja kiirem immuunvastus

49. LisalugemineDRACO– supervalk, mis peatab kõik viirused? Todd Rider (USA) 2012.a. Idee – hävitada meie keha rakk (viia apoptoosi), milles tekivad viiruse kaheahelalised pikad RNA molekulid (vaja ära tunda). DRACO (15 varianti) – koosneb mitmest valgust - tunneb ära ja käivitab apoptoosi. Katsed hiirtega väga edukad – sobis igat tüüpi viiruste hävitamiseks. Ravimi väljatöötamiseks kulub veel u 10 aastat.

50. GM-kanad peatavad linnugripi? • Kanade geene on muudetud nii, et seal oleks viiruse RNA-le sarnaseid (peibutisi), millega nüüd viirused polümeraas seostub ja tulemust ei ole, viirusosakesi ei teki. • 2011.a edukad katsed. • Peamine tulemus: need kanad ei kanna enam viirust teistele edasi ja epideemiad jäävad ära.