Casus 1 virus
Soorten micro-organismen
Intracellulaire microben:
- Fagocyten: microben kunnen worden opgenomen door fagocyten en kunnen overleven in
blaasjes (fagolysosomen) of ontsnappen naar het cytosol
- Niet fagocytische cel: virussen kunnen veel celtypen infecteren, waaronder niet-fagocytische
cellen en repliceren in de kern en het cytosol van deze cellen.
Virussen:
- Kleinste infectieuze deeltjes
- Bevatten DNA of RNA
- Virussen zijn parasieten en hebben gastheercellen nodig voor replicatie
- De cellen die ze infecteren en de reactie van de gastheer op de infectie is de oorzaak van de
symptomen van virussen.
Bacteriën:
- Prokaryotische organismen die eenvoudig in structuur zijn: zonder kernmembraan,
mitochondriën, golgilichamen of endoplasmatisch reticulum
- Celwand is complex en bestaat uit grampositieve celwand met dikke peptidoglycaan laag en
gramnegatieve celwand met dunne peptidoglycaan laag en overliggend buitenmembraan
- Leven tijdelijk of permanent
- Ziekte als gevolg van toxische effecten of als bacteriën weefsels binnendringen
Fungi:
- Complexe celstructuur
- Eukaryotische organismen die kern, mitochondria, Golgi en ER bevatten
- Kunnen bestaan in:
o Eencellige vorm die zich aseksueel repliceert → gist
o Filamenteuze vorm die aseksueel en seksueel kan repliceren → schimmel
Parasieten:
- Meest complexe microben
- Allemaal eukaryoot: sommigen zijn eencellig, anderen zijn meercellig
- Variëren in grootte van micrometer tot 10 meter
- Complexe levenssyclus
- Parasiet heeft positief voordeel en gastheer nadeel
Hoe ziet een virus eruit?
Een viron bestaat uit genoom verpakt in eiwit coat (capside) of membraan (envelop). Het genoom
bestaat uit:
- DNA → enkel of dubbelstrengs, lineair of circulair, positief of negatief
- RNA → positief of negatief, dubbelstreng of enkelstrengs (?) kan gesegmenteerd zijn
o RNA negatief moet eerst worden omgezet tot positief. Het draagt zijn eigen
polymerase in een capside bij zich en dat is nodig om het positief te maken.
Om het genoom zit een capside of een envelop. Dit dient voor verpakking en bescherming en vervoer
van het virus van de ene gastheer naar de andere. Oppervlakte structuren van de capside en envelop
zorgen voor interactie van het virus met target cel door een viraal hechtingseiwit (VAP).
Verschillende virale genomen:
- Dubbelstrengs DNA → transcriptie → mRNA
- Enkelstrengs DNA → dsDNA → transcriptie → mRNA
- Dubbelstrengs RNA → transcriptie → mRNA
- Enkelstrengs RNA (-) → transcriptie → mRNA
, - Enkelstrengs (+) → genoom = mRNA
- Retrovirussen (ssRNA (+)) → reverse transcriptie → dsDNA → transcriptie → mRNA
+ streng RNA:
- Door positieve polariteit kan het direct als mRNA fungeren en getransleerd worden tot virale
enzymen en eiwitten
- Naakt genomisch RNA is infectieus
- Kan gebruik maken van enzymen van gastheer
~ streng RNA:
- Verpakt in capside
- Naakt RNA is niet infectieus
- Dragen hun eigen polymerases in het capside bij zich (wij hebben geen enzymen die van RNA
RNA maken)
dsDNA:
- Complexere strategieën
- Volgen het centrale dogma
- Kunnen enzymen van gastheer gebruiken of coderen voor eigen enzymen
- Genoom codeert meer virale genen om gastheercel en afweersysteem op meerdere
manieren te manipuleren
RNA virussen met speciale kenmerken:
- Gesegmenteerd RNA genoom → influenza, reovirus
- Retrovirussen → virussen die van RNA naar DNA gaan
Capside vs envelop
Capside: structuur die in staat is barre omstandigheden te weerstaan. Het is enkel opgebouwd uit
eiwitten die zich vormen tot subeenheden. Capside virussen verspreiden zich sneller.
Envelop: membraan van lipiden, eiwitten en glycoproteïnen die alleen in vloeibare oplossingen
kunnen overleven. Envelop virussen kunnen niet tegen extreme condities, omdat het membraan
altijd vochtig moet blijven.
Tegument: ruimte tussen nucleocapside en envelop → bevat enzymen, eiwitten en RNA dat virale
infectie faciliteert.
, - Virussen leven niet zelfstandig; hebben gastheer nodig
- Zijn zeer creatief in het ontsnappen aan het immuunsysteem: kunnen DNA/RNA makkelijk
aanpassen → muteren vaak omdat replicatie-enzymen niet zo goed werken
- Virus heeft hoge mate van specificiteit voor gastheercel → HIV gaat enkel naar CD4 cellen.
Replicatie virus
Onderverdeling in twee fasen:
- Vroege fase: virus herkent target cel, bindt eraan en dringt plasma membraan binnen en
wordt daardoor opgenomen door de cel. Ontmanteling vindt plaats waardoor het genoom
van het virus in het cytoplasma komt
- Late fase: begint met genoom replicatie en virale macromoleculaire synthese en vervolgens
vindt virale binding en vrijlating plaats.
Verschillende stappen:
1. Herkenning en binding aan target cel en penetratie
De binding van VAPs aan receptoren op de cel bepaalt welke cellen
geïnfecteerd kunnen worden door het virus. De receptoren voor een
virus op de cel kunnen eiwitten, koolhydraten of glycoproteïnen zijn.
Virussen die binden aan receptoren die enkel voorkomen op
specifieke celtypen hebben een host range → verzameling van
gastheren die een virus kan gebruiken. De doelcel heeft
weefseltropisme→ de cellen en weefsels van een gastheer die de
groei van een bepaald virus ondersteunen. Interacties tussen
meerdere VAPs en cellulaire receptoren initiëren de binnendringing
van het virus in de cel. Het mechanisme van binnendringing hangt af
van de structuur van het virus deeltje en het cel type:
- De meeste virussen zonder envelop komen de cel binnen
door endocytose
- Virussen met envelop fuseren hun membraan om zo hun
genoom vrij te laten
2. Ontmanteling van het virus
Het nucleocapside moet worden afgeleverd aan de kant van replicatie in de cel en het capside moet
worden verwijderd. Het ontmanteling proces kan beginnen door binding aan de receptor of worden
bevorderd door de zure omgeving of aanwezigheid van proteases. Virussen met een envelop worden
ontmanteld tijdens fusie met cel membranen. Het genoom van RNA blijft in cytoplasma, DNA naar
nucleus.
, 3. Synthese van macromoleculen
Het genoom gaat nu zorgen voor synthese van viraal mRNA en eiwit en kopieën van het virus zelf.
- DNA virussen gebruiken het systeem van de gastcel voor transcriptie. Daarbij worden dus
polymerases van de gast cel gebruikt. Replicatie van viraal DNA volgt verder dezelfde regels
als voor cellulair DNA. Na processing gaan mRNAs terug naar het cytoplasma
o DNA genomen blijven in de nucleus
o DNA virussen zorgen voor persistente infecties
o DNA polymerases hebben een primer nodig om
replicatie te starten
o DNA is niet vergankelijk/labiel
- RNA virussen repliceren en produceren mRNA In het
cytoplasma. Ze moeten dus enzymen bevatten voor
transcriptie en replicatie, want de gastcel heeft geen belang
bij RNA replicatie. Gedurende transcriptie en replicatie
vormt zich een dubbelstrengs RNA (wat normaal niet
zomaar voorkomt)
o RNA is vergankelijk en gevoelig voor mutaties
o Alle negatieve RNA virussen hebben een envelop
Het genoom van het virus moet dus coderen voor RNA
afhankelijke RNA polymerases
o Early gene products: mRNA voor nonstructurele
eiwitten wordt het eerst getranscribeerd →
eiwitten die nodig zijn voor replicatie
▪ RNA degradeert snel, dus RNA polymerase
moet snel worden gemaakt na uncoating
o Late viral genes: coderen voor structurele en
andere eiwitten (bijv. de capside)
4. Virale eiwit synthese
Alle virussen hangen hierbij af van gast cel ribosomen, tRNA en mechanismes voor posttranslationele
modificatie. Het eukaryote ribosoom bindt aan het mRNA en kan slechts 1 lang eiwit maken:
polyproteïne → wordt geknipt tot meerdere proteïnen.
Tactiek voor translatie van viraal mRNA boven cellulair mRNA: concentratie van viraal mRNA Is zo
groot dat het de meeste ribosomen bezet, waardoor cellulair mRNA niet vertaald wordt.
5. Montage
Virusdeeltje wordt gebouwd uit kleine deeltjes die om het genoom zitten. Dit proces begint wanneer
de concentratie van structurele eiwitten hoog genoeg is en wanneer dus de nodige deeltjes zijn
gemaakt.
- Capside virussen kunnen ook worden geassembleert als lege structuren (procapsiden) die
later worden gevuld met genoom, maar ze kunnen ook rondom een genoom worden
gevormd.
- DNA nucleocapside assemblage vindt plaats in de kern, de eiwitten voor het virion moeten
dus de kern in worden getransporteerd
- RNA virussen assemblage vindt plaats in het cytoplasma
- De vorming van de envelop vindt pas plaats nadat de nucleocapside in contact komt met
virale glycoproteïne bevattende gastheercelmembranen. Als er meer interacties komen zal
het membraan zich om de nucleocapsiden sluiten, het virus splitst dan af van het membraan
→ budding.
Nucleocapside = capside samen met nucleïnezuren
Capside = alleen de eiwitmantel
Soorten micro-organismen
Intracellulaire microben:
- Fagocyten: microben kunnen worden opgenomen door fagocyten en kunnen overleven in
blaasjes (fagolysosomen) of ontsnappen naar het cytosol
- Niet fagocytische cel: virussen kunnen veel celtypen infecteren, waaronder niet-fagocytische
cellen en repliceren in de kern en het cytosol van deze cellen.
Virussen:
- Kleinste infectieuze deeltjes
- Bevatten DNA of RNA
- Virussen zijn parasieten en hebben gastheercellen nodig voor replicatie
- De cellen die ze infecteren en de reactie van de gastheer op de infectie is de oorzaak van de
symptomen van virussen.
Bacteriën:
- Prokaryotische organismen die eenvoudig in structuur zijn: zonder kernmembraan,
mitochondriën, golgilichamen of endoplasmatisch reticulum
- Celwand is complex en bestaat uit grampositieve celwand met dikke peptidoglycaan laag en
gramnegatieve celwand met dunne peptidoglycaan laag en overliggend buitenmembraan
- Leven tijdelijk of permanent
- Ziekte als gevolg van toxische effecten of als bacteriën weefsels binnendringen
Fungi:
- Complexe celstructuur
- Eukaryotische organismen die kern, mitochondria, Golgi en ER bevatten
- Kunnen bestaan in:
o Eencellige vorm die zich aseksueel repliceert → gist
o Filamenteuze vorm die aseksueel en seksueel kan repliceren → schimmel
Parasieten:
- Meest complexe microben
- Allemaal eukaryoot: sommigen zijn eencellig, anderen zijn meercellig
- Variëren in grootte van micrometer tot 10 meter
- Complexe levenssyclus
- Parasiet heeft positief voordeel en gastheer nadeel
Hoe ziet een virus eruit?
Een viron bestaat uit genoom verpakt in eiwit coat (capside) of membraan (envelop). Het genoom
bestaat uit:
- DNA → enkel of dubbelstrengs, lineair of circulair, positief of negatief
- RNA → positief of negatief, dubbelstreng of enkelstrengs (?) kan gesegmenteerd zijn
o RNA negatief moet eerst worden omgezet tot positief. Het draagt zijn eigen
polymerase in een capside bij zich en dat is nodig om het positief te maken.
Om het genoom zit een capside of een envelop. Dit dient voor verpakking en bescherming en vervoer
van het virus van de ene gastheer naar de andere. Oppervlakte structuren van de capside en envelop
zorgen voor interactie van het virus met target cel door een viraal hechtingseiwit (VAP).
Verschillende virale genomen:
- Dubbelstrengs DNA → transcriptie → mRNA
- Enkelstrengs DNA → dsDNA → transcriptie → mRNA
- Dubbelstrengs RNA → transcriptie → mRNA
- Enkelstrengs RNA (-) → transcriptie → mRNA
, - Enkelstrengs (+) → genoom = mRNA
- Retrovirussen (ssRNA (+)) → reverse transcriptie → dsDNA → transcriptie → mRNA
+ streng RNA:
- Door positieve polariteit kan het direct als mRNA fungeren en getransleerd worden tot virale
enzymen en eiwitten
- Naakt genomisch RNA is infectieus
- Kan gebruik maken van enzymen van gastheer
~ streng RNA:
- Verpakt in capside
- Naakt RNA is niet infectieus
- Dragen hun eigen polymerases in het capside bij zich (wij hebben geen enzymen die van RNA
RNA maken)
dsDNA:
- Complexere strategieën
- Volgen het centrale dogma
- Kunnen enzymen van gastheer gebruiken of coderen voor eigen enzymen
- Genoom codeert meer virale genen om gastheercel en afweersysteem op meerdere
manieren te manipuleren
RNA virussen met speciale kenmerken:
- Gesegmenteerd RNA genoom → influenza, reovirus
- Retrovirussen → virussen die van RNA naar DNA gaan
Capside vs envelop
Capside: structuur die in staat is barre omstandigheden te weerstaan. Het is enkel opgebouwd uit
eiwitten die zich vormen tot subeenheden. Capside virussen verspreiden zich sneller.
Envelop: membraan van lipiden, eiwitten en glycoproteïnen die alleen in vloeibare oplossingen
kunnen overleven. Envelop virussen kunnen niet tegen extreme condities, omdat het membraan
altijd vochtig moet blijven.
Tegument: ruimte tussen nucleocapside en envelop → bevat enzymen, eiwitten en RNA dat virale
infectie faciliteert.
, - Virussen leven niet zelfstandig; hebben gastheer nodig
- Zijn zeer creatief in het ontsnappen aan het immuunsysteem: kunnen DNA/RNA makkelijk
aanpassen → muteren vaak omdat replicatie-enzymen niet zo goed werken
- Virus heeft hoge mate van specificiteit voor gastheercel → HIV gaat enkel naar CD4 cellen.
Replicatie virus
Onderverdeling in twee fasen:
- Vroege fase: virus herkent target cel, bindt eraan en dringt plasma membraan binnen en
wordt daardoor opgenomen door de cel. Ontmanteling vindt plaats waardoor het genoom
van het virus in het cytoplasma komt
- Late fase: begint met genoom replicatie en virale macromoleculaire synthese en vervolgens
vindt virale binding en vrijlating plaats.
Verschillende stappen:
1. Herkenning en binding aan target cel en penetratie
De binding van VAPs aan receptoren op de cel bepaalt welke cellen
geïnfecteerd kunnen worden door het virus. De receptoren voor een
virus op de cel kunnen eiwitten, koolhydraten of glycoproteïnen zijn.
Virussen die binden aan receptoren die enkel voorkomen op
specifieke celtypen hebben een host range → verzameling van
gastheren die een virus kan gebruiken. De doelcel heeft
weefseltropisme→ de cellen en weefsels van een gastheer die de
groei van een bepaald virus ondersteunen. Interacties tussen
meerdere VAPs en cellulaire receptoren initiëren de binnendringing
van het virus in de cel. Het mechanisme van binnendringing hangt af
van de structuur van het virus deeltje en het cel type:
- De meeste virussen zonder envelop komen de cel binnen
door endocytose
- Virussen met envelop fuseren hun membraan om zo hun
genoom vrij te laten
2. Ontmanteling van het virus
Het nucleocapside moet worden afgeleverd aan de kant van replicatie in de cel en het capside moet
worden verwijderd. Het ontmanteling proces kan beginnen door binding aan de receptor of worden
bevorderd door de zure omgeving of aanwezigheid van proteases. Virussen met een envelop worden
ontmanteld tijdens fusie met cel membranen. Het genoom van RNA blijft in cytoplasma, DNA naar
nucleus.
, 3. Synthese van macromoleculen
Het genoom gaat nu zorgen voor synthese van viraal mRNA en eiwit en kopieën van het virus zelf.
- DNA virussen gebruiken het systeem van de gastcel voor transcriptie. Daarbij worden dus
polymerases van de gast cel gebruikt. Replicatie van viraal DNA volgt verder dezelfde regels
als voor cellulair DNA. Na processing gaan mRNAs terug naar het cytoplasma
o DNA genomen blijven in de nucleus
o DNA virussen zorgen voor persistente infecties
o DNA polymerases hebben een primer nodig om
replicatie te starten
o DNA is niet vergankelijk/labiel
- RNA virussen repliceren en produceren mRNA In het
cytoplasma. Ze moeten dus enzymen bevatten voor
transcriptie en replicatie, want de gastcel heeft geen belang
bij RNA replicatie. Gedurende transcriptie en replicatie
vormt zich een dubbelstrengs RNA (wat normaal niet
zomaar voorkomt)
o RNA is vergankelijk en gevoelig voor mutaties
o Alle negatieve RNA virussen hebben een envelop
Het genoom van het virus moet dus coderen voor RNA
afhankelijke RNA polymerases
o Early gene products: mRNA voor nonstructurele
eiwitten wordt het eerst getranscribeerd →
eiwitten die nodig zijn voor replicatie
▪ RNA degradeert snel, dus RNA polymerase
moet snel worden gemaakt na uncoating
o Late viral genes: coderen voor structurele en
andere eiwitten (bijv. de capside)
4. Virale eiwit synthese
Alle virussen hangen hierbij af van gast cel ribosomen, tRNA en mechanismes voor posttranslationele
modificatie. Het eukaryote ribosoom bindt aan het mRNA en kan slechts 1 lang eiwit maken:
polyproteïne → wordt geknipt tot meerdere proteïnen.
Tactiek voor translatie van viraal mRNA boven cellulair mRNA: concentratie van viraal mRNA Is zo
groot dat het de meeste ribosomen bezet, waardoor cellulair mRNA niet vertaald wordt.
5. Montage
Virusdeeltje wordt gebouwd uit kleine deeltjes die om het genoom zitten. Dit proces begint wanneer
de concentratie van structurele eiwitten hoog genoeg is en wanneer dus de nodige deeltjes zijn
gemaakt.
- Capside virussen kunnen ook worden geassembleert als lege structuren (procapsiden) die
later worden gevuld met genoom, maar ze kunnen ook rondom een genoom worden
gevormd.
- DNA nucleocapside assemblage vindt plaats in de kern, de eiwitten voor het virion moeten
dus de kern in worden getransporteerd
- RNA virussen assemblage vindt plaats in het cytoplasma
- De vorming van de envelop vindt pas plaats nadat de nucleocapside in contact komt met
virale glycoproteïne bevattende gastheercelmembranen. Als er meer interacties komen zal
het membraan zich om de nucleocapsiden sluiten, het virus splitst dan af van het membraan
→ budding.
Nucleocapside = capside samen met nucleïnezuren
Capside = alleen de eiwitmantel
