Opća virološka prezentacija. Prezentacija o biologiji "virusi"

09.09.2020 Vijesti

Objašnjenje

Postoji velika skupina živih bića koja nemaju staničnu strukturu. Ova bića se nazivaju virusi (latinski "virus" - otrov) i predstavljaju nestanične oblike života. Izuzetno su mali i mogu se proučavati samo pomoću elektronskog mikroskopa.

Virusi mogu živjeti i razvijati se samo u stanicama drugih organizama. Nastanjujući se u stanicama životinja i biljaka, virusi uzrokuju mnoge opasne bolesti. Bolesti biljaka, životinja i ljudi, čija je virusna priroda sada utvrđena, stoljećima su uzrokovale štetu gospodarstvu i zdravlju ljudi. Trenutno je povećan udio bolničkih infekcija uzrokovanih oportunističkim organizmima, pojavili su se novi uzročnici vrlo opasnih zaraznih bolesti (HIV infekcija, hemoragijske groznice, legionarska bolest); pojavilo se novo područje medicine - imunopatologija, koja proučava bolesti na temelju imunoloških reakcija; Razvoj genetike i molekularne biologije, uz pomoć kojih su dobiveni najnoviji podaci o molekularno-genetičkoj organizaciji virusa, doveo je do mogućnosti stvaranja novih antigena, antitijela, imunomodulatora pomoću genetskog inženjeringa, te do stvaranja nove generacije dijagnostičkih, preventivnih i terapijskih imunobioloških lijekova.

S tim u vezi, smatram da je prioritetni smjer moderne biološke znanosti virologija. Njegov teorijski i primijenjeni značaj je velik. Moderna virologija i imunologija prodrle su u sve biološke specijalnosti. Stoga je, po mom mišljenju, vrlo relevantno produbiti sadržaj ove teme u okviru predmeta Opća biologija. To je relevantno kako sa stajališta formiranja prirodoslovnog i humanističkog svjetonazora, tako i sa stajališta odgoja biološke i ekološke kulture mlađeg naraštaja. Na temelju toga razvijena je modularna lekcija „Virusi“. Predana lekcija nalazi se u poglavlju „Poučavanje o stanici” i deseta je po redu.

Osnovni zahtjevi za znanje i vještine:

Kao rezultat proučavanja ove teme studenti bi trebali proširiti i ojačati svoja znanja i vještine.

Učenici bi trebali znati:

1. temeljni pojmovi virologije, povijest ove znanosti;

2. opće zakonitosti građe, života i širenja virusa;

3. jasne predodžbe o patogenosti virusa i njenoj provedbi u specifičnim uvjetima pojave zaraznih bolesti;

4. obilježja imuniteta kao stanja makroorganizma u kojem se razvija zarazni proces;

5. Značajke liječenja i prevencije zaraznih bolesti.

Učenici bi trebali moći:

1. primijeniti znanje terminologije u daljnjem učenju biologije;

2. paziti na svoje zdravlje;

3. samostalno raditi s nastavnom literaturom;

4. sami pravite bilješke.

Svrha lekcije:

Svladavanjem sadržaja modula studenti će proširiti i učvrstiti sustav znanja o nestaničnim oblicima života – virusima, otkriti značajke njihove građe i životne aktivnosti, kao i njihov evolucijski značaj u prirodi.

Zadaci:

Obrazovni:

1. Upoznati studente s poviješću nastanka virologije kao znanosti, s osnovnim pojmovima i terminima ove znanosti.

2. Usustaviti znanja o nestaničnim oblicima života - virusima, njihovom evolucijskom nastanku, građi, klasifikaciji i životnim procesima.

3. Produbiti znanja o raznolikosti virusnih bolesti (osobito ljudi) i metodama njihove prevencije.

4. Naučiti studente poznavanjem temeljnih pojmova virologije objasniti mehanizme nastanka virusnih bolesti i značajke mehanizma imunosti.

5. Razvijati spoznajni interes studenata za proučavanje znanstvenih problema vezanih uz virologiju kao znanost.

Obrazovni:

1. Razviti vještine: vidjeti problem i pronaći načine za njegovo rješavanje, tražiti odgovore na postavljena pitanja.

2. Poboljšati sposobnost učenika za rad s udžbenicima i računalnim alatima.

3. Nastaviti razvijati kognitivnu sferu učenika i njihove sposobnosti mišljenja (sinteza, analiza i dr.).

4. Doprinijeti daljnjem formiranju osobnih kvaliteta učenika (pažnja i promatranje).

5. Poticati razvoj vještina grupnog i samostalnog rada.

6. Razvoj komunikacijskih vještina učenika.

Obrazovni:

1. Nastaviti formiranje znanstvenog svjetonazora.

2. Stvoriti uvjete za formiranje odgovornog odnosa prema vlastitom zdravlju kao vrijednosti.

3. Osigurati uvjete za formiranje kulture zdravlja za prevenciju virusnih bolesti.

4. Stvoriti uvjete za razvijanje vještina grupnog rada.

5. Poticanje kulture komunikacije među učenicima.

Vrsta lekcije: modularna lekcija učenja novog gradiva korištenjem multimedijske instalacije i prezentacije.

Grane virusologije Opća virologija proučava osnovne principe građe i razmnožavanja virusa, njihovu interakciju sa stanicom domaćina, podrijetlo i rasprostranjenost virusa u prirodi. Jedna od najvažnijih grana opće virologije je molekularna virologija, koja proučava strukturu i funkcije virusnih nukleinskih kiselina, mehanizme ekspresije virusnih gena, prirodu otpornosti organizama na virusne bolesti i molekularnu evoluciju virusa. Privatna virologija - proučava svojstva pojedinih skupina virusa ljudi, životinja i biljaka te razvija mjere za suzbijanje bolesti uzrokovanih tim virusima. Molekularna virologija jedna je od najvažnijih grana opće virologije koja proučava strukturu i funkcije virusnih nukleinskih kiselina, mehanizme ekspresije virusnih gena, prirodu otpornosti organizama na virusne bolesti i molekularnu evoluciju virusa.

Otkriće virusa Postojanje virusa (kao nove vrste patogena) prvi je dokazao 1892. godine ruski znanstvenik D.I.Ivanovski. Nakon dugogodišnjeg istraživanja bolesti biljaka duhana, D. I. Ivanovsky u radu iz 1892. godine dolazi do zaključka da mozaičnu bolest duhana uzrokuju “bakterije koje prolaze kroz Chamberlantov filtar, a koje, međutim, ne mogu rasti na umjetnim supstratima. .” Na temelju tih podataka određeni su kriteriji po kojima su uzročnici svrstani u ovu novu skupinu: sposobnost filtracije kroz “bakterijske” filtre, nemogućnost rasta na umjetnim podlogama te reprodukcija slike bolesti s filtratom bez bakterija i gljivica. Uzročnika mozaičke bolesti D.I. Ivanovsky naziva na različite načine, pojam virus još nije bio uveden, alegorijski su ih nazivali ili "bakterije koje se mogu filtrirati" ili jednostavno "mikroorganizmi")

Pet godina kasnije, tijekom proučavanja bolesti goveda, odnosno slinavke i šapa, izoliran je sličan mikroorganizam koji se može filtrirati. A 1898., kada je nizozemski botaničar M. Beijerinck reproducirao pokuse D. Ivanovskog, nazvao je takve mikroorganizme "filterirajućim virusima". U skraćenom obliku, ovaj naziv je počeo označavati ovu skupinu mikroorganizama. Pet godina kasnije, tijekom proučavanja bolesti goveda, odnosno slinavke i šapa, izoliran je sličan mikroorganizam koji se može filtrirati. A 1898., kada je nizozemski botaničar M. Beijerinck reproducirao pokuse D. Ivanovskog, nazvao je takve mikroorganizme "filterirajućim virusima". U skraćenom obliku, ovaj naziv je počeo označavati ovu skupinu mikroorganizama. Godine 1901. otkrivena je prva ljudska virusna bolest – žuta groznica. Do ovog otkrića došli su američki vojni kirurg W. Reed i njegovi kolege. Godine 1911. Francis Rous je dokazao virusnu prirodu raka - Rousovog sarkoma (tek 1966., 55 godina kasnije, za to otkriće dobio je Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu

Rad se može koristiti za lekcije i izvješća o predmetu "Biologija"

Gotove prezentacije o biologiji sadrže različite informacije o stanicama i građi cijelog organizma, o DNK io povijesti ljudske evolucije. U ovom odjeljku naše web stranice možete preuzeti gotove prezentacije za lekciju biologije za 6,7,8,9,10,11 razrede. Prezentacije iz biologije bit će korisne i učiteljima i njihovim učenicima.

1 od 7

Prezentacija na temu:

Slajd br. 1

Opis slajda:

Slajd br. 2

Opis slajda:

Slajd br. 3

Slajd br. 4

Opis slajda:

Grane virusologije Opća virologija proučava osnovne principe građe i razmnožavanja virusa, njihovu interakciju sa stanicom domaćina, podrijetlo i rasprostranjenost virusa u prirodi. Jedan od najvažnijih dijelova opće virologije je molekularna virologija, koja proučava strukturu i funkcije virusnih nukleinskih kiselina, mehanizme ekspresije virusnih gena, prirodu otpornosti organizama na virusne bolesti, molekularnu evoluciju virusa. virologija - proučava svojstva pojedinih skupina virusa čovjeka, životinja i biljaka te razvija mjere za suzbijanje bolesti uzrokovanih tim virusima.Molekularna virologija jedna je od najvažnijih grana opće virologije, proučava strukturu i funkcije virusnih nukleinskih kiselina, mehanizme ekspresija virusnih gena, priroda otpornosti organizama na virusne bolesti i molekularna evolucija virusa.

Slajd br. 5

Opis slajda:

Slajd br. 6

Opis slajda:

Slajd br. 7

Virologija – znanost o virusima Anna Fedorenko

Virologija je grana mikrobiologije koja proučava viruse (od latinske riječi virus - otrov).

Postojanje virusa (kao nove vrste patogena) prvi je dokazao 1892. godine ruski znanstvenik D.I.Ivanovski. Nakon dugogodišnjeg istraživanja bolesti biljaka duhana, D. I. Ivanovsky u radu iz 1892. godine dolazi do zaključka da mozaičnu bolest duhana uzrokuju “bakterije koje prolaze kroz Chamberlantov filtar, a koje, međutim, ne mogu rasti na umjetnim supstratima. .” Na temelju tih podataka utvrđeni su kriteriji po kojima su uzročnici svrstani u ovu novu skupinu

Godine 1901. otkrivena je prva ljudska virusna bolest – žuta groznica. Do ovog otkrića došli su američki vojni kirurg W. Reed i njegovi kolege

Godine 1911. Francis Rous je dokazao virusnu prirodu raka - Rousovog sarkoma (tek 196. godine, 55 godina kasnije, za to otkriće dobio je Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu).

Grane virologije Opća virologija Opća virologija proučava osnovne principe strukture i razmnožavanja virusa, njihovu interakciju sa stanicom domaćina, podrijetlo i rasprostranjenost virusa u prirodi. Jedna od najvažnijih grana opće virologije je molekularna virologija, koja proučava strukturu i funkcije virusnih nukleinskih kiselina, mehanizme ekspresije virusnih gena, prirodu otpornosti organizama na virusne bolesti i molekularnu evoluciju virusa.

Privatna virologija Privatna virologija proučava karakteristike pojedinih skupina virusa ljudi, životinja i biljaka te razvija mjere za suzbijanje bolesti uzrokovanih tim virusima.

Molekularna virologija Godine 1962. virolozi iz mnogih zemalja okupili su se na simpoziju u SAD-u kako bi saželi prve rezultate razvoja molekularne virologije. Na ovom simpoziju korišteni su pojmovi koji virolozima nisu bili sasvim poznati: virionska arhitektura, nukleokapsidi, kapsomeri. Započelo je novo razdoblje u razvoju virologije - razdoblje molekularne virologije.

Od kasnih 50-ih godina prošlog stoljeća, kada se počelo oblikovati sintetsko polje znanja koje se nalazilo na granici neživog i živog i bavilo se proučavanjem živog, metode molekularne biologije u obilnom su se toku ulile u virologiju. Ove metode, temeljene na biofizici i biokemiji živih bića, omogućile su brzo proučavanje strukture, kemijskog sastava i reprodukcije virusa.

Ako je 60-ih godina glavna pažnja virologa bila usmjerena na karakteristike virusnih nukleinskih kiselina i proteina, onda je početkom 80-ih potpuna struktura mnogih virusnih gena i genoma dešifrirana i utvrđen je ne samo slijed aminokiselina, već i također i tercijarnu prostornu strukturu takvih složenih proteina, kao što je glikoprotein hemaglutinina virusa influence. Trenutno je moguće ne samo povezati promjene u antigenskim determinantama virusa influence sa zamjenom aminokiselina u njima, već i izračunati prošle, sadašnje i buduće promjene u tim antigenima.

Od 1974. godine počela se ubrzano razvijati nova grana biotehnologije i nova grana molekularne biologije - genetika ili genetski inženjering. Odmah je raspoređena u službu virologije.

Kafarskaja Ljudmila Ivanovna

Slajd 2: Virusi

Slajd 3: Virusi

Virusi (od latinskog virusa - otrov) su najmanji nestanični oblici života, koji stoje na granici između živog i neživog, imaju vlastiti genom, sposobni se razmnožavati u stanicama živih organizama ili staničnih kultura, posjeduju adaptivne svojstva i varijabilnost. Veličine virusa mjere se u nm. 3

Slajd 4: Virusi

Grupe virusa: Zahvaćaju ljude i kralješnjake, Ptice, ribe, člankonošci, Biljke, mikroorganizmi 4

Slide 5: Otkriće virusa započelo je razvoj virološke znanosti

DI. Ivanovsky (1892) - rad na proučavanju mozaične bolesti duhana (biljni virusi). Otkrićem virusa započeo je razvoj znanosti virologije.On je pokazao da je patogen mikroorganizam koji može proći kroz bakterijske filtre i zaraziti zdrave biljke, ali nije sposoban za uzgoj. 5

Slajd 6: Otkrivanje virusa

F. Leffler i P. Frosch (1898.) - otkriće virusa uzročnika slinavke i šapa kod životinja; W. Reed i J. Carroll (1901.) - izolacija virusa žute groznice kod ljudi; F. d'Herrel i F. Twort (1915. - 1917.) otkrili su viruse u bakterijama (bakteriofage). 6

Slajd 7: Svojstva virusa (virus – otrov) Odvojeni u zasebno kraljevstvo

Slajd 8: Svojstva virusa

Prisutnost kapside razlikuje viruse od infektivnih nukleinskih kiselina sličnih virusima - viroida. Viroidi su biljni patogeni koji se sastoje od kratkog fragmenta (nekoliko stotina nukleotida) kružne, jednolančane RNA, neobložene proteinskom ovojnicom. 8

Slajd 9: Morfologija i struktura virusa

9 Morfologija i struktura virusa.

Slide 10: Postoje 3 oblika postojanja virusa

očuvanje virusa u vanjskom okruženju i prijenos u drugu stanicu 10

Slide 11: Struktura virusa - razlikujemo jednostavne i složene

NUKLEOKAPSID 11

Slajd 12: Struktura složenih (s ovojnicom) viriona

Složeni virioni imaju vanjsku ljusku (superkapsid), koja se sastoji od dvoslojne lipidne membrane (posuđene od membrane stanice domaćina, virus dobiva izlaskom iz stanice), u koju su ugrađeni površinski glikoproteini virusa (virusi influence, retrovirusi). ugrađena - superkapsida. 12

Slajd 13: Struktura složenih (s ovojnicom) viriona

Virusni glikoproteini odgovorni su za adheziju na stanične receptore i prodiranje u stanicu te imaju antigenska svojstva. Iznutra, sloj proteina matriksa (M-sloj) može biti uz superkapsid 13

Slajd 14: Vrste simetrije

Ljuska kapside sastoji se od mnogo identičnih proteinskih podjedinica - kapsomera. Postoje dva načina pakiranja kapsomera u kapsidu — spiralni (spiralni virusi) i kubični (sferični virusi). Jednostavni virusi sa spiralnim tipom simetrije (biljni virusi) ne uzrokuju bolesti kod ljudi 14

Slajd 15: Vrste simetrije

Spiralnom vrstom simetrije proteinske podjedinice raspoređene su u spiralu, a između njih u spirali je položena genomska nukleinska kiselina (filamentni virusi).Nukleinska kiselina je sigurno zatvorena, troši se puno proteina, ali struktura je jaka. 15

Slajd 16: Vrste simetrije

S kubičnim tipom simetrije virioni mogu biti u obliku poliedra, najčešće dvadeseteroedara – ikosaedra.Kapsida se sastoji od istovjetnih proteinskih podjedinica, dok se realizira mala količina genetske informacije (genom virusa je malen). 16

Slajd 17: Struktura jednostavnih ("golih") viriona

Slajd 18: Struktura virusa

Svaki kapsomer sastoji se od 5 (pentomer) ili 6 (sekstomer) strukturnih proteinskih jedinica. Kubična simetrija je kombinacija jednakostraničnog trokuta koji tvori površinu sa šupljinom iznutra. Kapside raznih virusa iz određenog broja kapsomera za određenu vrstu (poliomijelitis 32) 18

Slajd 19: Jednostavan virus: adenovirus

Slajd 20: Kemijski sastav viriona

Slajd 21: Virus gripe s ovojnicom

Slajd 22: Nukleinske kiseline virusa

DNA može biti: 1) jednolančana (rijetko) 2) dvolančana (češće) kružna dvolančana, ali s jednim kraćim lancem dvolančana, ali s jednim kontinuiranim, a drugim fragmentiranim lancima. 22

Slajd 23: Nukleinske kiseline virusa

RNA može biti: 1) linearna dvolančana (rijetko, obično s fragmentiranim genomom) 2) jednolančana (češće) 3) linearna fragmentirana; 4) prsten; 5) koji sadrži dvije identične jednolančane RNA. 23

Slajd 24: Nukleinske kiseline

Slajd 25: Nukleinske kiseline

Virusne RNA dijele se u dvije skupine ovisno o njihovoj funkciji. 1. skupina - RNA, sposobna izravno prevesti genetsku informaciju na ribosome osjetljive stanice, odnosno obavljati funkcije mRNA.-+RNA (pozitivni genom). Imaju karakteristične završetke (“kapice”) za specifično prepoznavanje ribosoma.

Slajd 26: Nukleinske kiseline virusa

Skupina 2 – “-” RNA nije sposobna prevesti genetske informacije izravno u ribosome i funkcionirati kao mRNA. “-” RNA služi kao matrica za stvaranje mRNA, tj. Tijekom replikacije prvotno se sintetizira predložak (+RNA) za sintezu -RNA. 26

Slajd 27: Virusna RNA

Replikacija “-” RNA razlikuje se od transkripcije po duljini nastalih molekula: tijekom replikacije duljina RNA odgovara matičnom lancu, a tijekom transkripcije nastaju skraćene molekule mRNA. Transkripciju provode vlastite transkriptaze virusa, a mogu se formirati i kratke i duge RNA, nakon čega slijedi translacija zrelih proteina ili proteina prekursora. 27

Slajd 28

Jednolančani RNA virusi, kao i virusi influence, imaju segmentirane genome. Replikacija ovih fragmenata RNA događa se u jezgri i završava stvaranjem nekoliko jedinstvenih mRNA koje kodiraju strukturu specifičnog proteina. U ovom slučaju, sinteza svakog virusnog proteina regulirana je neovisno. 28

Slajd 29: Jednolančani genomi mogu imati 2 polariteta RNK s pozitivnim genomom + RNK i negativnim genomom - RNK

Slajd 30: Genom virusa

Genom virusa sadrži od 3 do 100 ili više gena, koji se dijele na strukturne, koji kodiraju sintezu proteina koji čine virion, i regulatorne, koji mijenjaju metabolizam stanice domaćina i reguliraju brzinu reprodukcije virusa. trideset

Slajd 31: Genom virusa

Virusni enzimi također su kodirani u genomu. To uključuje: RNA-ovisnu RNA-polimerazu (transkriptazu), koja se nalazi u svim virusima negativnog smisla RNA. Poxvirusi sadrže RNA polimerazu ovisnu o DNA. 31

Slajd 32: Genom virusa

Retrovirusi imaju jedinstveni enzim, RNA-ovisnu DNA polimerazu koja se naziva reverzna transkriptaza. Genom nekih virusa sadrži gene koji kodiraju RNaze, endonukleaze i protein kinaze 32

Slide 33: Najjednostavnija klasifikacija virusa

Slajd 34: DNK virusi

Slajd 35: DNK virusi

Slajd 36: RNA virusi

Slajd 37: RNA virusi

Slajd 38: Virusni proteini - prevladavaju kisele dikarboksilne kiseline

Slajd 39: Strukturni proteini

Slajd 40: Nestrukturni proteini

Slajd 41: Lipidi

Slide 42: Ugljikohidrati (polisaharidi) staničnog porijekla

Glikozilni ostaci površinskih proteina - glikoproteini; Proces glikozilacije događa se u Golgijevom aparatu tijekom transporta proteina do vanjske ljuske superkapsida; Funkcije: zaštita od djelovanja proteaza i vezanje na antitijela, utjecaj na pravilno pakiranje proteina. 42

Slajd 43: Struktura HIV-a

(1) RNA genom virusa, (2) nukleokapsida, (3) kapsida, (4) proteinski matriks, (5) lipidna membrana, (6) gp120 - glikoprotein, (7) gp41 - transmembranski glikoprotein. (8-11) - proteini koji su dio viriona i neophodni su u ranim fazama infekcije: (8) - integraza, (9) - reverzna transkriptaza, (10) - Vif, Vpr, Nef i p7, (11 ) - proteaza. 43

Slajd 44: Struktura HIV-a

Površinski protein gp41 RNA Površinski protein gp 120 Matrični protein p 17 Lipidna membrana Kapsidni protein p 24 Reverzna transkriptaza AIDS virus 44

Slajd 45: Klasifikacija

Slajd 46: Klasifikacija

Moderna klasifikacija je univerzalna. Temelji se na temeljnim svojstvima virusa, od kojih su vodeća ona koja karakteriziraju nukleinsku kiselinu, morfologiju virusa, strategiju virusnog genoma i antigenska svojstva. 46

Slajd 47: Kriteriji klasifikacije

Vrsta nukleinske kiseline (RNA ili DNA) i njezina primarna struktura - (jednolančana ili dvolančana, linearna, kružna, kontinuirana ili fragmentirana). Značajke viriona: prisutnost proteinske ljuske (kapsida) i/ili dodatne lipoproteinske ljuske (superkapsida), veličina i morfologija, vrsta simetrije. Strategija virusnog genoma u stanici domaćina. Antigenska i fizikalno-kemijska svojstva. Fenomeni genetskih interakcija. Ekološke interakcije (raspon osjetljivih domaćina, područje distribucije). Mehanizmi patogenosti. Načini prijenosa i otpornost na čimbenike okoliša. 47

Slajd 48: Kriteriji klasifikacije

Svi virusi imaju latinska imena. Domena: Virusi Nazivi familija završavaju na viridae, rodovi - virus. Znanstveni nazivi virusa pišu se velikim slovom i sastoje se od dvije latinske riječi koje označavaju rod (na prvom mjestu i piše se velikim slovom) i vrstu (na drugom mjestu i piše se malim slovom 48

Slajd 49: Taksonomija virusa

Na temelju kriterija 1 i 2 virusi se dijele na podtipove, redove i porodice, a na temelju ostalih karakteristika na rodove i vrste. Klasifikacija je određena od strane Međunarodnog odbora za taksonomiju virusa.Moderna baza podataka sadrži 1550 virusa: 3 reda, 56 obitelji (22 patogena za ljude), 203 roda. 49

Slajd 50: Taksonomija virusa

Slajd 51: Klasifikacija virusa

Slajd 52: Klasifikacija virusa

Slajd 53: Životni ciklus virusa

Slajd 54: Životni ciklus virusa

Osobitost virusa je da su metabolički inertni i ne mogu samostalno transformirati genetske informacije u nove zarazne čestice, ali se mogu razmnožavati u osjetljivim stanicama. Razmnožavanje (replikacija) virusa je proces tijekom kojeg virus pomoću vlastitog genetskog materijala i sintetskog aparata stanice domaćina stvara sebi slično potomstvo. 54

Slajd 55: Životni ciklus virusa

Replikacija virusa uključuje tri procesa: replikaciju virusne nukleinske kiseline, sintezu virusnog proteina i sklapanje viriona. Reprodukcijski ciklus virusa varira od 6-8 sati (pikornavirusi) do 40 sati ili više (neki herpesvirusi). Replikacija virusa na razini jedne stanice sastoji se od nekoliko uzastopnih faza: 55

Slajd 56: Faze životnog ciklusa

Slajd 57: Životni ciklus virusa

Prolazak svih ovih faza čini jedan ciklus reprodukcije. Razmnožavanje virusa praćeno je supresijom bioloških funkcija stanice i poremećajem staničnog metabolizma, a moguća je i potpuna destrukcija stanice uz oslobađanje virusnog potomstva (citopatogeno djelovanje) 57

Slajd 58: Životni ciklus virusa

Prvi stupnjevi razvoja virusa u stanici, općenito govoreći, sastoje se od izgradnje ranih proteina, enzimskih proteina potrebnih da virus replicira (udvostruči) svoju nukleinsku kiselinu. Kasni proteini sudjeluju u formiranju proteinskih ljuski virusnih čestica kćeri 58

Slajd 59

Vezikula s ovojnicom Endosom Translacija Pupanje Endoplazmatski retikulum Golgijev aparat Sinteza proteina ovojnice Jezgra 59

Slajd 60: 1. Adsorpcija

Glikoproteinski (složeni) ili proteinski (jednostavni) virusi stupaju u interakciju s receptorom na površini stanice (glikoproteini, glikolipidi, itd.) Tropizam virusa je sposobnost virusa da inficira određeni raspon specijaliziranih stanica. Adsorpcija herpes virusa na citoplazmatskoj membrani 60

Slajd 61: Adsorpcija

Početni stadiji adsorpcije su nespecifični i uzrokovani su elektrostatskom interakcijom viriona i stanične membrane. Potrebni su Ca2+ ioni (neutraliziraju višak anionskih naboja virusa i stanične površine, smanjuju elektrostatsko odbijanje). Proces je reverzibilan. 61

Slajd 62: Adsorpcija

Otprilike 104-106 receptorskih molekula (vezna mjesta) eksprimirano je na staničnoj membrani. Postoje receptori visokog afiniteta (primarni) i koreceptori (sekundarni) ili niskog afiniteta. U početku se pojedinačni dijelovi viriona vežu za primarni receptor; to nije jako. Ireverzibilna adsorpcija opaža se s višestrukim vezama viriona sa staničnim receptorima (stabilno viševalentno vezanje). 62

Slajd 63: 1. Adsorpcija

Virus AIDS-a veže se za CD4 glikoprotein na T-pomoćnim stanicama, a antireceptor virusa je glikoprotein gp 120. Za učinkovitu adsorpciju HIV-a potrebni su koreceptori (kemokinski receptori na T-pomoćnim stanicama). 63

Slajd 64: Adsorpcija

Često, vezanje virusa na stanice dovodi do nepovratnih promjena u strukturi viriona. Kada ne dođe do prodora, virus se može odvojiti od stanice i ponovno adsorbirati na drugi (ortomiksovirusi i paramiksovirusi), koji nose neuraminidazu na svojoj površini. Ti se virusi mogu odvojiti od svojih receptora cijepanjem neuraminske kiseline iz polisaharidnog lanca receptora. 64

Slajd 65: 2. Penetracija je proces ovisan o energiji i događa se gotovo trenutno nakon vezivanja

Slajd 66: Prodiranje virusa u stanicu

Prodiranje počinje nakon adsorpcije, zahtijeva energiju i ne događa se na 0°C. Nakon adsorpcije, cijeli virion ili genom i polimeraze prodiru u stanicu kroz citoplazmatsku membranu na “rupu” s proteinom klatrinom, gdje se nalazi receptor. Jednostavni virusi (poliovirusi) prolaze kroz proces endocitoze ovisne o receptorima (viropeksis) i pojavljuju se u citoplazmi u obliku vezikula (endosoma). Endosomi se kasnije mogu stopiti s lizosomima 66

Slajd 67: 2. Penetracija: endocitoza

Slajd 68: 2. Ulaz: endocitoza

Stanična membrana Endosom Lizosom Otpuštanje nukleokapsida S ovojnicom vezikula Adsorpcija viriona Fuzija virusa i endosomske membrane Obrubljena jamica 68

Slajd 69: Penetracija: endocitoza

Slajd 70: Složeni virusi-prodor

Za prodiranje u stanicu koriste se 2 metode. Prvo: nakon što se vežu na specifične receptore, uzrokuju njihovu agregaciju i formiraju invaginaciju u membrani (imerzijska jama). Protonska pumpa smanjuje pH u endosomu na 5,0, mijenjaju se hidrofobne komponente polipeptida virusa, što potiče njihovu fuziju s membranom endosoma i prodiranje u citoplazmu receptorski ovisnom endocitozom. 70

Slajd 71: Fuzija superkapsidne ljuske virusa sa staničnom membranom

Jedan od površinskih proteina (fuzijski protein) stupa u interakciju s lipidnim dvoslojem stanice; kao rezultat, lipidni dvoslojevi virusa i stanice spajaju se u zajedničku membranu. Sadržaj viriona prelazi u stanicu, a virionska ovojnica ostaje na površini stanice. Fuzija superkapsidne ljuske virusa sa staničnom membranom 71

Slajd 72: 2. Penetracija - spajanje membrane

Prodor virusa humane imunodeficijencije u limfno tkivo 2. Prodor - spajanje membrana 72

Slajd 73: “Svlačenje” (deproteinizacija) i transport do mjesta replikacije

Deproteinizacija je proces uklanjanja ili dezintegracije dijela ili cijele proteinske ovojnice virusa kako bi se genom učinio dostupnim staničnim mehanizmima transkripcije i translacije. 73

Slajd 74: 3. “Svlačenje” (deproteinizacija) i transport do mjesta replikacije

Proteolitički enzimi stanice potpuno ili djelomično uklanjaju ovojnicu kapside 74

Slajd 75: 5. Sklapanje viriona, sazrijevanje i otpuštanje iz stanica

Jednostavni virusi nastaju samosastavljanjem: nukleinska kiselina stupa u interakciju s kapsidnim proteinima; Složeni virusi nastaju u nekoliko faza: prvo nastaje nukleokapsida, interakcija sa staničnom membranom (vanjskom ili unutarnjom) 5. Sastavljanje viriona, sazrijevanje i izlazak iz stanice 75

Slajd 76: Sklapanje viriona, sazrijevanje i otpuštanje iz stanica

“odijevanje” superkapsidnom ljuskom s membrane stanice domaćina; Kod nekih virusa ispod ljuske nastaje proteinski M-sloj. 76

Slajd 77: 5. Sklapanje viriona, sazrijevanje i otpuštanje iz stanica

Slajd 78: 5. Pupanje

Nukleinska kiselina i kapsidni protein virusa sastavljeni su u nukleokapsidu; Prekursorski proteini glikoproteina prolaze kroz ER i Golgijev aparat; Zreli glikoproteini integrirani su u plazma membranu stanica, istiskujući glikoproteine domaćina; Nukleokapsid stupa u interakciju s glikoproteinima i nastaje kompleks koji prolazi kroz egzocitozu. 78

Slajd 79: 5. Pupanje

Elektronska mikrografija retrovirusa C-tipa skupine MLV u različitim fazama stvaranja viriona 1 - Početna faza stvaranja viriona 2 - Pupanje viriona 3 - Zreli virion 79

Slajd 80: Pupanje

U nekim slučajevima (orto- i paramiksovirusi), tijekom ili nakon protruzije, dolazi do rezanja i strukturnog preuređivanja jednog od površinskih proteina, što novostvorenom virionu daje sposobnost inficiranja stanica. 80

Slajd 81: 5. Citoliza

Sastavljanje se dovršava u jezgri ili citoplazmi stanice domaćina; Virus remeti vitalnu aktivnost stanice i dovodi do njezine smrti (nekrotična smrt); Stanični enzimi razaraju citoplazmatsku membranu; Virus ulazi u izvanstanični okoliš. 81

Slajd 82: Citoliza

Dezintegracija zaraženih stanica je preduvjet za oslobađanje svih virusa koji se okupljaju i stječu infektivnost intracelularno 82

Slajd 83: Reprodukcija virusa

Slajd 84: Reprodukcija virusa

Ključna točka u virusnoj replikaciji je korištenje struktura domaćina koje sintetiziraju proteine za virusnu sintezu. Virus mora opskrbiti aparat za sintezu proteina eukariotske stanice s mRNA, koju stanica mora prepoznati i prevesti. 84

Slajd 85: Reprodukcija virusa

u stanici domaćinu: a) ni u jezgri ni u citoplazmi nema enzima potrebnih za transkripciju mRNA iz genoma virusne RNA, b) u citoplazmi nema enzima sposobnih za transkripciju virusne DNA. 85

Slajd 86: Reprodukcija virusa

Staničnu transkriptazu za sintezu virusne mRNA mogu koristiti samo virusi koji sadrže DNA i mogu prodrijeti u jezgru. Svi ostali virusi prisiljeni su stvarati vlastite enzime za sintezu mRNA. 86

Slajd 87: Reprodukcija virusa

Aparat za sintezu eukariotskih stanica prilagođen je samo za translaciju monocistronskih mRNA, budući da ne prepoznaje unutarnja inicijacijska mjesta u mRNA. Virusi su prisiljeni sintetizirati ili zasebne mRNA za svaki gen (monocistronska mRNA), ili mRNA koja uključuje nekoliko gena i kodira "poliprotein", koji se zatim reže na pojedinačne proteine. 87

Slajd 88: Faze reprodukcije

Slajd 89: Reprodukcija virusa

Translacija se događa na staničnim ribosomima, na kojima je sinteza staničnih proteina potisnuta i virusni proteini se prevode. Postoje 2 načina formiranja virusnih proteina ovisno o duljini mRNA. Kratke, monocistronske mRNA kodiraju zaseban, zreli virusni protein. 89

Slajd 90

Dugačke policistronske RNA vežu se na poliribosome, divovski poliproteinski prekursor se prevodi, siječe virusnim i staničnim proteazama u pojedinačne virusne (strukturne i nestrukturne proteine) 90

Slajd 91: Reprodukcija virusa

Virusi koji pripadaju različitim obiteljima koriste različite vrste strategija genoma kako bi postigli krajnji cilj – formiranje zrelog potomstva. Virusi koji sadrže dvolančanu DNA sintetiziraju mRNA na isti način kao i stanica domaćin, koristeći DNA-ovisnu RNA polimerazu. 91

Slajd 92: Reprodukcija dvolančanih DNK virusa (klasa I)

Replikacija uobičajenim mehanizmom, obično u jezgri (iznimka: poksvirusi); RNA polimeraza stanice domaćina uključena je u transkripciju, virusni proteini reguliraju njezinu aktivnost; Nastaju kratke rane i kasne mRNA, na kojima se sintetiziraju rani i kasni proteini; Za prevođenje virusi koriste stanični aparat za biosintezu proteina (ribosome i faktore prevođenja); Složeni virusi mogu imati vlastitu DNA polimerazu i sintetizirati vlastite proteine 92

Slajd 93: Reprodukcija dvolančanih DNK virusa (klasa I)

Virusi dvolančane DNA sadrže NA linearnog (herpes-, adeno- i poksvirusi) i prstenastog (papovavirusi) oblika. Replikacija dvolančane virusne DNA odvija se uobičajenim polukonzervativnim mehanizmom: nakon što se DNA lanci odmotaju, novi im se lanci komplementarno dodaju. Kod svih virusa osim poksvirusa, transkripcija virusnog genoma događa se u jezgri. 93

Slajd 94

DNA i-RNA Transkripcija Rani proteini Translacija i-RNA Kasni proteini Kopije DNA Reprodukcija dvolančanih DNA virusa (klasa I) Potomstvo virusa 94

Slajd 95: Reprodukcija dvolančanih DNA virusa (klasa I)

Slajd 96: Reprodukcija jednolančane DNK (klasa II)

Predstavnici virusa jednolančane DNA su parvovirusi. Virusni genom ulazi u staničnu jezgru, a stanične DNA polimeraze se koriste za stvaranje dvolančanog virusnog genoma, replikativnog oblika. U tom slučaju se na izvornoj virusnoj DNA (+ lancu) komplementarno sintetizira minus lanac DNA koji služi kao matrica u sintezi plus lanca DNA za nove generacije virusa. Istodobno se sintetizira mRNA i prevode virusni proteini koji se vraćaju u jezgru, gdje se okupljaju virioni. 96

Slajd 97: Reprodukcija jednolančane DNK (klasa II)

Slajd 98

s/s DNA Transkripcija Stanični proteini mRNA Proteini d/s DNA Reprodukcija jednolančanih DNA virusa (klasa II) Potomstvo virusa 98

Slajd 99: Reprodukcija jednolančanih DNK virusa (klasa II)

100

Slajd 100: Reprodukcija dvolančanih RNA virusa (klasa III)

Ova skupina uključuje reo- i rotaviruse; oni imaju segmentirani genom, mRNA svakog segmenta kodira zasebni polipeptidni lanac. Proces replikacije, transkripcije i translacije virusne nukleinske kiseline odvija se u citoplazmi stanice. Informacije sadržane u dvolančanoj RNK prvo se moraju kopirati u jednolančanu (+) RNK, koja funkcionira kao mRNA. 100

Slajd 106: Reprodukcija jednolančanih (+)RNA virusa (razred IV)

Virusom kodirana RNA polimeraza (RNA transkriptaza) sintetizira komplementarni (-) lanac RNA koristeći genomsku RNA kao predložak. Novosintetizirane (-) molekule RNA pohranjuju se kao predložak za daljnju proizvodnju potrebne količine genomskog (+) lanca RNA. 106

107

Slajd 107: Reprodukcija jednolančanih (+)RNA virusa (razred IV)

Novonastale molekule RNA mogu se pohraniti u citoplazmi kao mRNA ili se koristiti kao molekule prekursori za virionsku (genomsku) RNA. Proces se dovršava samosastavljanjem viriona i pakiranjem genomske +RNA u kapside. 107

108

Slajd 108: Reprodukcija jednolančanih (+)RNA virusa (razred IV)

116

Slajd 116: Reprodukcija retrovirusa

Dvolančane DNK kopije genoma poprimaju kružni oblik, prenose se u jezgru i integriraju (uz pomoć integraze) u DNK kromosoma, formira se “provirus” koji se prepisuje staničnom RNK polimerazom i molekulama MRNA. stvaraju se identični virusnom genomu. 116

117

Slajd 117: Reprodukcija retrovirusa

Molekule ovih RNA transportiraju se u citoplazmu u nespojiranom obliku ili u obliku nekoliko spojenih mRNA. Genomska RNA je glasnik za translaciju niza poliproteinskih molekula. Proteaza zatim cijepa poliproteinsku molekulu na polipeptide, prekursore pojedinačnih strukturnih i nestrukturnih proteina. Retroviruse karakterizira kombinacija integrativne i produktivne infekcije 117

122

Slajd 122: Značajke virusnih infekcija

123

Slajd 123: Značajke virusnih infekcija

Virusne infekcije javljaju se u obliku produktivne (akutne) infekcije ili perzistencije. Produktivna ili akutna virusna infekcija popraćena je reprodukcijom viriona u stanicama domaćina i brzim oslobađanjem uzročnika iz tijela. Perzistenciju karakterizira dugotrajna prisutnost virusa u ljudskom tijelu Perzistencija virusne infekcije manifestira se u latentnom, kroničnom i sporom obliku. 123

124

Slajd 124: Značajke virusnih infekcija

Latentna asimptomatska infekcija karakterizirana je dugotrajnim, možda i doživotnim nositeljstvom virusa, koji ne napušta tijelo i ne oslobađa se u okoliš. To je zbog njegove neispravnosti, zbog čega se ne može razmnožavati stvaranjem punopravnog virusa ili stvaranjem stanja virogeneze, karakterizirano ugradnjom virusne nukleinske kiseline u genom stanice i biti u represivna država 124

125

Slajd 125: Značajke virusnih infekcija

Kao rezultat sinkrone replikacije sa staničnom DNA, virus se prenosi na nove stanice. Ponekad, kada je represor inaktiviran, virus se razmnožava, potomstvo napušta stanicu, i kao rezultat toga, opaža se razvoj akutne (produktivne) infekcije 125

126

Slajd 126

S herpesom se javlja latentna infekcija u obliku virogeneze. Spontana aktivacija virusnih informacija sadržanih u staničnom genomu dovodi do recidiva bolesti tijekom života osobe. 126

127

Slajd 127

Perzistencija oblika 2 javlja se kao kronična infekcija, popraćena razdobljima poboljšanja i pogoršanja tijekom više mjeseci, pa čak i godina. U ovom slučaju, virus se povremeno oslobađa iz tijela pacijenta. Kroničnu infekciju mogu uzrokovati adenovirusi 127

128

Zadnji slajd prezentacije: Virologija

Treći oblik perzistencije su spore infekcije. Karakterizira ih vrlo dugo razdoblje inkubacije, čije se trajanje procjenjuje na mnogo mjeseci, pa čak i godina. Dolazi do postupnog pojačavanja simptoma bolesti, što završava teškim poremećajima ili smrću bolesnika 128