Výsledky Učení
- Rozpoznat základní tvary virů
Viry jsou noncellular, což znamená, že jsou biologické entity, které nemají buněčnou strukturu. Proto jim chybí většina složek buněk, jako jsou organely, ribozomy a plazmatická membrána. A virion se skládá z nukleové kyseliny jádro, vnější proteinový obal nebo kapsidový, a někdy vnější obal vyrobený z bílkovin a fosfolipidů membrány pocházející z hostitelské buňky. Viry mohou také obsahovat další proteiny, jako jsou enzymy, v kapsidový nebo připojené k virového genomu. Nejviditelnějším rozdílem mezi členy různých virových rodin je změna jejich morfologie, která je poměrně různorodá. Zajímavostí virové složitosti je, že složitost hostitele nemusí nutně korelovat se složitostí virionu. Ve skutečnosti, některé z nejvíce komplexní virion struktur se nacházejí v bakteriofágy—viry, které infikují nejjednodušší živé organismy, bakterie.
typy nukleových kyselin
Na rozdíl od téměř všech živých organismů, které používají DNA jako svůj genetický materiál, mohou viry používat buď DNA nebo RNA. Jádro viru obsahuje genom-celkový genetický obsah viru. Virové genomy bývají malé a obsahují pouze ty geny, které kódují proteiny, které virus nemůže získat z hostitelské buňky. Tento genetický materiál může být jednovláknový nebo dvouvláknový. Může být také lineární nebo kruhový. Zatímco většina virů obsahuje jednu nukleovou kyselinu, jiné mají genomy rozdělené do několika segmentů. RNA genomu viru chřipky je segmentovaný, což přispívá k jeho variabilita a kontinuální vývoj, a vysvětluje, proč je obtížné vyvinout vakcínu proti němu.
V DNA viry, virové DNA řídí hostitelské buňky replikační proteiny syntetizovat nové kopie virového genomu a přepsat a přeložit, že genom do virových proteinů. Mezi lidská onemocnění způsobená viry DNA patří plané neštovice, hepatitida B a adenoviry. Sexuálně přenosné DNA viry zahrnují herpes virus a lidský papilloma virus (HPV), který byl spojen s rakovinou děložního čípku a genitálními bradavicemi.
RNA viry obsahují jako svůj genetický materiál pouze RNA. K replikaci jejich genomu do hostitelské buňky, RNA viry musí zakódovat své vlastní enzymy, které mohou replikovat RNA do RNA nebo, v retroviry, do DNA. Tyto RNA polymerázové enzymy s větší pravděpodobností dělají kopírovací chyby než DNA polymerázy, a proto často dělají chyby během transkripce. Z tohoto důvodu se mutace RNA virů vyskytují častěji než u DNA virů. To způsobí, že se rychleji změní a přizpůsobí se svému hostiteli. Mezi lidská onemocnění způsobená RNA viry patří chřipka, hepatitida C, spalničky a vzteklina. Virus HIV, který je sexuálně přenosný, je RNA retrovirus.
morfologie
viry mají mnoho tvarů a velikostí, ale tyto vlastnosti jsou konzistentní pro každou virovou rodinu. Jak jsme viděli, všechny viriony mají genom nukleové kyseliny pokrytý ochrannou kapsidou. Proteiny kapsidy jsou kódovány ve virovém genomu a nazývají se kapsomery. Některé virové kapsidy jsou jednoduché šroubovice nebo polyhedrální „koule“, zatímco jiné mají poměrně složitou strukturu (Obrázek 1).
obecně jsou kapsidy virů rozděleny do čtyř skupin: spirálové, ikosahedrální, obalené a hlava a ocas. Spirálové kapsidy jsou dlouhé a válcové. Mnoho rostlinných virů je spirálových, včetně TMV. Ikosahedrální viry mají tvary, které jsou zhruba sférické, jako jsou polioviry nebo herpesviry. Obalené viry mají membrány odvozené z hostitelské buňky, která obklopuje kapsidy. Zvířecí viry, jako je HIV, jsou často obaleny. Viry hlavy a ocasu infikují bakterie a mají hlavu podobnou ikosahedrálním virům a ocas ve tvaru spirálových virů.
Obrázek 2. Virus a jeho protein hostitelského receptoru. Virus HIV váže receptor CD4 na povrch lidských buněk. Receptory CD4 pomáhají bílým krvinkám komunikovat s jinými buňkami imunitního systému při vytváření imunitní odpovědi. (úvěra: modifikace práce NIAID, NIH)
mnoho virů používá nějaký druh glykoproteinu k navázání na své hostitelské buňky prostřednictvím molekul na buňce zvané virové receptory. U těchto virů je nutná vazba pro pozdější penetraci buněčné membrány; teprve po průniku může virus dokončit svou replikaci uvnitř buňky. Receptory, které viry používají, jsou molekuly, které se obvykle nacházejí na buněčných površích a mají své vlastní fyziologické funkce. Zdá se, že viry se jednoduše vyvinuly, aby využily tyto molekuly pro svou vlastní replikaci. Například HIV používá molekulu CD4 na T lymfocytech jako jeden ze svých receptorů (Obrázek 2). CD4 je typ molekuly nazývané molekula adheze buněk, která slouží k udržení různých typů imunitních buněk v těsné blízkosti během generování imunitní odpovědi T lymfocytů.
Jeden z nejvíce komplexní virionů známo, T4 bakteriofág (který infikuje bakterie Escherichia coli) bakterie, má ocas strukturu, že se virus používá se připojit k hostitelské buňky a struktury hlavy, která sídlí v DNA.
Adenovirus, non-obklopil zvířecí virus, který způsobuje onemocnění dýchacích cest u lidí, používá glykoprotein hroty vyčnívající z jeho capsomeres připojit k hostitelské buňky. Mezi neobalené viry patří také ty, které způsobují obrnu (poliovirus), plantární bradavice (papilomavirus) a hepatitidu A (virus hepatitidy A).
Obalené viry, jako je virus chřipky, skládá se z nukleové kyseliny (RNA, v případě chřipky) a proteinů kapsidový obklopen fosfolipidové dvojvrstvy obálka, která obsahuje virus-kódovaných proteinů. Glykoproteiny vložené do virové obálky se používají k připojení k hostitelským buňkám. Ostatní obálky jsou proteiny matrix proteiny, které stabilizují obálku a často hrají roli v sestavě potomstva virionů. Kuřecí neštovice, HIV a příušnice jsou dalšími příklady onemocnění způsobených viry s obálkami. Vzhledem k křehkosti obálky jsou neobalené viry odolnější vůči změnám teploty, pH a některých dezinfekčních prostředků než obalené viry.
Celkově tvar virion, a přítomnost nebo nepřítomnost obálku řekněte nám trochu o tom, co nemoc, virus může způsobit nebo co druh to může nakazit, ale jsou stále užitečné prostředky pro zahájení virové klasifikace (Obrázek 3).
Cvičení Otázku
Obrázek 3. Komplexní Viry. Viry mohou mít složitý nebo relativně jednoduchý tvar. Tento obrázek ukazuje tři poměrně složité virionů: bakteriofág T4, s jeho DNA obsahující hlava skupiny a ocas vláken, které se vážou k hostitelské buňky; adenovirus, který používá hroty z jeho kapsidový vázat se na hostitelské buňky, a virus chřipky, který se používá glykoproteiny, zakotveny v jeho obálku vázat se na hostitelské buňky. Virus chřipky má také matricové proteiny, vnitřní do obálky, které pomáhají stabilizovat tvar virionu. (úvěr „bakteriofág, adenovirus“: změna práce tím, NCBI, NIH; úvěr „chřipky“: změna práce Dan Higgins, Centra pro Kontrolu Nemocí a Prevenci)
Který z následujících výroků o virus struktura je pravda?
- všechny viry jsou uzavřeny ve virové membráně.
- kapsomery jsou tvořeny malými proteinovými podjednotkami nazývanými kapsidy.
- DNA je genetický materiál ve všech virech.
- glykoproteiny pomáhají viru připojit se k hostitelské buňce.
zkuste to
Přispějte!
Vylepšete tuto stránkuučit se více