Biológia szakon II

vírusok nem sejtes, ami azt jelenti, hogy a biológiai entitások, amelyek nem rendelkeznek sejtszerkezettel. Ezért hiányzik a sejtek legtöbb összetevője, például organellák, riboszómák és a plazmamembrán. A virion egy nukleinsavmagból, egy külső fehérjebevonatból vagy kapszidból, és néha a gazdasejtből származó fehérje-és foszfolipid membránokból álló külső burokból áll. A vírusok további fehérjéket, például enzimeket is tartalmazhatnak a kapszidon belül vagy a vírusgenomhoz kapcsolódva. A legkézenfekvőbb különbség a különböző víruscsaládok tagjai között a morfológiájuk változása, amely meglehetősen változatos. A vírus összetettségének érdekes tulajdonsága, hogy a gazdaszervezet összetettsége nem feltétlenül korrelál a virion összetettségével. Valójában a legbonyolultabb virionszerkezetek egy része megtalálható a bakteriofágokban—vírusok, amelyek megfertőzik a legegyszerűbb élő szervezeteket, baktériumokat.

A nukleinsav típusai

szinte minden élő organizmustól eltérően, amelyek genetikai anyagként DNS-t használnak, a vírusok DNS-t vagy RNS-t használhatnak. A vírusmag tartalmazza a genomot-a vírus teljes genetikai tartalmát. A vírusgenomok általában kicsiek, csak azokat a géneket tartalmazzák, amelyek olyan fehérjéket kódolnak, amelyeket a vírus nem tud megszerezni a gazdasejtből. Ez a genetikai anyag lehet egy-vagy kettős szálú. Lehet lineáris vagy kör alakú is. Míg a legtöbb vírus egyetlen nukleinsavat tartalmaz, mások genomjai több szegmensre oszlanak. Az influenzavírus RNS genomja szegmentált, ami hozzájárul a változékonyságához és a folyamatos evolúcióhoz, és megmagyarázza, miért nehéz vakcinát kifejleszteni ellene.

a DNS-vírusokban a vírus DNS irányítja a gazdasejt replikációs fehérjéit, hogy szintetizálják a vírusgenom új példányait, és átírják és lefordítják ezt a genomot vírusfehérjékké. A DNS-vírusok által okozott emberi betegségek közé tartozik a bárányhimlő, a hepatitis B és az adenovírusok. A nemi úton terjedő DNS-vírusok közé tartozik a herpeszvírus és a humán papilloma vírus (HPV), amelyet méhnyakrákkal és nemi szemölcsökkel társítottak.

az RNS vírusok csak RNS-t tartalmaznak genetikai anyagként. Ahhoz, hogy genomjukat a gazdasejtben replikálják, az RNS-vírusoknak saját enzimjeiket kell kódolniuk, amelyek az RNS-t RNS-be vagy a retrovírusokban DNS-be replikálhatják. Ezek az RNS-polimeráz enzimek nagyobb valószínűséggel követnek el másolási hibákat, mint a DNS-polimerázok, ezért gyakran hibákat követnek el a transzkripció során. Ezért az RNS-vírusok mutációi gyakrabban fordulnak elő, mint a DNS-vírusokban. Ez arra készteti őket, hogy megváltozzanak és gyorsabban alkalmazkodjanak a gazdaszervezetükhöz. Az RNS vírusok által okozott emberi betegségek közé tartozik az influenza, a hepatitis C, a kanyaró és a veszettség. A nemi úton terjedő HIV vírus egy RNS retrovírus.

Morfológia

a vírusok sokféle formában és méretben kaphatók, de ezek a jellemzők minden víruscsalád esetében konzisztensek. Mint láttuk, minden virionnak van egy nukleinsav genomja, amelyet védő kapszid borít. A kapszid fehérjéit a vírusgenomban kódolják, kapszomereknek nevezik. Egyes vírusos kapszidok egyszerű hélixek vagy poliéderes “gömbök”, míg mások meglehetősen összetett szerkezetűek (1.ábra).

a vírusok kapszuláit általában négy csoportba sorolják: spirális, ikozaéderes, burkolt és fej-farok. A spirális kapszidok hosszúak és hengeresek. Számos növényi vírus spirális, beleértve a TMV-t is. Az ikozaéderes vírusok nagyjából gömb alakúak, például poliovírusok vagy herpeszvírusok. A burkolt vírusok membránjai a kapszulákat körülvevő gazdasejtből származnak. Az állati vírusokat, például a HIV-t gyakran burkolják. A fej-farok vírusok megfertőzik a baktériumokat, és olyan fejük van, amely hasonló az ikozaéderes vírusokhoz, és a farok alakú spirális vírusok.

2.ábra. Egy vírus és a gazdaszervezet receptor fehérje. A HIV vírus megköti a CD4 receptort az emberi sejtek felületén. A CD4 receptorok segítik a fehérvérsejteket az immunrendszer más sejtjeivel való kommunikációban, amikor immunválaszt termelnek. (hitel: a munka módosítása NIAID, NIH)

sok vírus valamilyen glikoproteint használ a gazdasejtekhez a vírusreceptoroknak nevezett sejt molekuláin keresztül. Ezekhez a vírusokhoz kapcsolódás szükséges a sejtmembrán későbbi behatolásához; csak a behatolás után fejezheti be a vírus a sejten belüli replikációját. A vírusok által használt receptorok olyan molekulák, amelyek általában a sejtfelszínen találhatók, és saját fiziológiai funkcióikkal rendelkeznek. Úgy tűnik, hogy a vírusok egyszerűen úgy fejlődtek ki, hogy ezeket a molekulákat saját replikációjukhoz használják. Például a HIV a CD4 molekulát használja a T-limfocitákon, mint egyik receptorát (2.ábra). A CD4 egy olyan típusú molekula, amelyet sejtadhéziós molekulának neveznek, amely különböző típusú immunsejteket tart egymás közelében a T-limfocita immunválasz kialakulása során.

az egyik legösszetettebb ismert Virion, a T4 bakteriofág (amely megfertőzi az Escherichia coli baktériumot), farokszerkezettel rendelkezik, amelyet a vírus a gazdasejtekhez köt, és egy fejszerkezettel, amely a DNS-ét tartalmazza.

az adenovírus, egy nem burkolt állati vírus, amely légúti betegségeket okoz az emberekben, a kapszomerjeiből kiálló glikoprotein tüskéket használ a gazdasejtekhez való kötődéshez. A nem burkolt vírusok közé tartoznak azok is, amelyek polio (poliovírus), plantáris szemölcsök (papillomavírus) és hepatitis A (hepatitis A vírus) okoznak.

a burkolt virionok, mint például az influenzavírus, nukleinsavból (influenza esetén RNS) és kapszid fehérjékből állnak, amelyeket foszfolipid kétrétegű burok vesz körül, amely víruskódolt fehérjéket tartalmaz. A vírusos borítékba ágyazott glikoproteineket a gazdasejtekhez való kötődéshez használják. Más burokfehérjék azok a mátrixfehérjék, amelyek stabilizálják a burkot, és gyakran szerepet játszanak az utódok virionjainak összeállításában. A bárányhimlő, a HIV és a mumpsz más példák a borítékkal ellátott vírusok által okozott betegségekre. A boríték törékenysége miatt a nem burkolt vírusok jobban ellenállnak a hőmérséklet, a pH és néhány fertőtlenítőszer változásainak, mint a burkolt vírusok.

összességében a virion alakja és a boríték jelenléte vagy hiánya keveset mond arról, hogy a vírus milyen betegséget okozhat, vagy milyen fajokat fertőzhet meg, de ezek még mindig hasznos eszközök a vírus osztályozásának megkezdéséhez (3.ábra).

gyakorlati kérdés

3.ábra. Komplex Vírusok. A vírusok lehetnek összetettek vagy viszonylag egyszerűek. Ez az ábra három viszonylag összetett viriont mutat: a T4 bakteriofágot, amelynek DNS-tartalmú fejcsoportja és farokszálai kapcsolódnak a gazdasejtekhez; adenovírus, amely a kapszid tüskéit használja a gazdasejtekhez való kötődéshez; és az influenzavírus, amely a borítékába ágyazott glikoproteineket használja a gazdasejtekhez való kötődéshez. Az influenzavírus mátrixfehérjékkel is rendelkezik, amelyek a borítékon belül vannak, amelyek segítenek stabilizálni a virion alakját. (credit “bacteriophage, adenovirus”: módosítása munka NCBI, NIH; credit” influenza vírus”: módosítása munka Dan Higgins, Centers for Disease Control and Prevention)

melyik az alábbi állítások vírus szerkezete igaz?

1. minden vírus egy vírusmembránba van beágyazva.
2. a kapszomer kis fehérje alegységekből áll, amelyeket kapszidoknak neveznek.
3. a DNS az összes vírus genetikai anyaga.
4. a glikoproteinek segítenek a vírusnak a gazdasejthez való kötődésében.

válasz megjelenítése

A d állítás igaz.

járulj hozzá!

az oldal Javításatovábbi információk