biologi for Majors II

vira er ikke-cellulære, hvilket betyder, at de er biologiske enheder, der ikke har en cellulær struktur. De mangler derfor de fleste af komponenterne i celler, såsom organeller, ribosomer og plasmamembranen. En virion består af en nukleinsyrekerne, en ydre proteinbelægning eller kapsid og undertiden en ydre kuvert lavet af protein-og phospholipidmembraner afledt af værtscellen. Virus kan også indeholde yderligere proteiner, f.eks. Den mest oplagte forskel mellem medlemmer af forskellige virale familier er variationen i deres morfologi, som er ret forskelligartet. Et interessant træk ved viral kompleksitet er, at værtens kompleksitet ikke nødvendigvis korrelerer med virionens kompleksitet. Faktisk findes nogle af de mest komplekse virionstrukturer i bakteriofagerne—vira, der inficerer de enkleste levende organismer, bakterier.

typer af nukleinsyre

I modsætning til næsten alle levende organismer, der bruger DNA som deres genetiske materiale, kan vira bruge enten DNA eller RNA. Viruskernen indeholder genomet-virusets samlede genetiske indhold. Virale genomer har tendens til at være små og indeholder kun de gener, der koder for proteiner, som virussen ikke kan få fra værtscellen. Dette genetiske materiale kan være enkelt – eller dobbeltstrenget. Det kan også være lineært eller cirkulært. Mens de fleste vira indeholder en enkelt nukleinsyre, har andre genomer opdelt i flere segmenter. RNA-genomet er segmenteret, hvilket bidrager til dets variabilitet og kontinuerlige udvikling og forklarer, hvorfor det er svært at udvikle en vaccine mod den.

i DNA-vira dirigerer det virale DNA værtscellens replikationsproteiner til at syntetisere nye kopier af det virale genom og til at transkribere og oversætte dette genom til virale proteiner. Menneskelige sygdomme forårsaget af DNA-vira inkluderer skoldkopper, hepatitis B og adenovirus. Seksuelt overførte DNA-vira inkluderer herpesvirus og human papillomavirus (HPV), som har været forbundet med livmoderhalskræft og kønsvorter.

RNA-vira indeholder kun RNA som deres genetiske materiale. For at replikere deres genomer i værtscellen skal RNA-vira kode deres egne enheder, der kan replikere RNA til RNA eller i retroviruserne til DNA. Disse RNA-polymeraser er mere tilbøjelige til at lave kopieringsfejl end DNA-polymeraser og begår derfor ofte fejl under transkription. Af denne grund forekommer mutationer i RNA-vira oftere end i DNA-vira. Dette får dem til at ændre sig og tilpasse sig hurtigere til deres vært. Menneskelige sygdomme forårsaget af RNA-vira inkluderer influens, hepatitis C, mæslinger og rabies. HIV-viruset, som er seksuelt overført, er et RNA-retrovirus.

morfologi

vira findes i mange former og størrelser, men disse funktioner er konsistente for hver viral familie. Som vi har set, har alle virioner et nukleinsyregenom dækket af et beskyttende kapsid. Proteinerne i kapsidet er kodet i det virale genom og kaldes capsomerer. Nogle virale capsider er enkle spiraler eller polyhedrale “kugler”, mens andre er ret komplekse i struktur (Figur 1).

generelt klassificeres kapsiderne af vira i fire grupper: spiralformet, icosahedral, omsluttet og hoved-og-hale. Spiralformede kapsler er lange og cylindriske. Mange plantevirus er spiralformede, inklusive TMV. Icosahedral vira har former, der er nogenlunde sfæriske, såsom dem af poliovirus eller herpesvirus. Indhyllede vira har membraner afledt af værtscellen, der omgiver kapsiderne. Dyrevirus, såsom HIV, er ofte indhyllet. Hoved-og-hale-vira inficerer bakterier og har et hoved, der ligner icosahedral-vira og en hale formet som spiralformede vira.

figur 2. En virus og dens værtsreceptorprotein. HIV-viruset binder CD4-receptoren på overfladen af humane celler. CD4-receptorer hjælper hvide blodlegemer med at kommunikere med andre celler i immunsystemet, når de producerer et immunrespons. (kredit: ændring af arbejde af NIAID, NIH)

mange vira bruger en slags glycoprotein til at binde til deres værtsceller via molekyler på cellen kaldet virale receptorer. For disse vira kræves vedhæftning til senere penetration af cellemembranen; først efter penetration finder sted, kan virussen fuldføre sin replikation inde i cellen. De receptorer, som vira bruger, er molekyler, der normalt findes på celleoverflader og har deres egne fysiologiske funktioner. Det ser ud til, at vira simpelthen har udviklet sig til at gøre brug af disse molekyler til deres egen replikation. For eksempel bruger HIV CD4-molekylet på T-lymfocytter som en af dets receptorer (figur 2). CD4 er en type molekyle kaldet et celleadhæsionsmolekyle, som fungerer til at holde forskellige typer immunceller tæt på hinanden under dannelsen af et T-lymfocytimmunrespons.

en af de mest komplekse virioner, der er kendt, T4-bakteriofagen (som inficerer Escherichia coli) – bakterien, har en halestruktur, som virussen bruger til at fastgøre til værtsceller og en hovedstruktur, der huser dens DNA.

Adenovirus, en ikke-indhyllet dyrevirus, der forårsager luftvejssygdomme hos mennesker, bruger glycoproteinspidser, der stikker ud fra dets capsomerer, til at binde sig til værtsceller. Ikke-indhyllede vira inkluderer også dem, der forårsager polio (poliovirus), plantarvorter (papillomavirus) og hepatitis A (hepatitis A-virus).virioner, som f.eks. virus, består af nukleinsyre (RNA i tilfælde af virus) og kapsidproteiner omgivet af en phospholipid-dobbeltlagshylster, der indeholder viruskodede proteiner. Glycoproteiner indlejret i den virale konvolut bruges til at binde til værtsceller. Andre konvolutproteiner er matriceproteinerne, der stabiliserer konvolutten og ofte spiller en rolle i samlingen af afkom virioner. Kyllingepok, HIV og fåresyge er andre eksempler på sygdomme forårsaget af vira med konvolutter. På grund af konvoluttens skrøbelighed er ikke-omsluttede vira mere modstandsdygtige over for ændringer i temperatur, pH og nogle desinfektionsmidler end omsluttede vira.

samlet set fortæller virionens form og tilstedeværelsen eller fraværet af en konvolut os lidt om, hvilken sygdom virussen kan forårsage, eller hvilken art den kan inficere, men de er stadig nyttige midler til at begynde viral klassificering (figur 3).

praksis spørgsmål

figur 3. Komplekse Vira. Virus kan enten være komplekse eller relativt enkle i form. Denne figur viser tre relativt komplekse virioner: bakteriofagen T4 med dens DNA-holdige hovedgruppe og halefibre, der fastgøres til værtsceller; adenovirus, der bruger pigge fra dets kapsid til at binde til værtsceller; og virus, der bruger glycoproteiner indlejret i sin kuvert til at binde til værtsceller. Denne virus har også matricsproteiner, der er interne i konvolutten, som hjælper med at stabilisere virionens form. (kredit “bakteriofag, adenovirus”: ændring af arbejde af NCBI, NIH; kredit “influensvirus”: ændring af arbejde af Dan Higgins, Centers for Disease Control and Prevention)

hvilken af følgende udsagn om virusstruktur er sandt?

1. alle vira er indkapslet i en viral membran.
2. capsomeren består af små proteinunderenheder kaldet capsider.
3. DNA er det genetiske materiale i alle vira.
4. glycoproteiner hjælper viruset med at binde sig til værtscellen.

Vis svar

Erklæring d er sandt.

bidrage!

forbedre denne sidelær mere