virusoloĢija (vĪrusi un Ārpushromosomu ĢenĒtiskie elementi)
DESCRIPTION
VIRUSOLOĢIJA (VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI). VĪRUSU UN ĀRPUSHROMOSOMU ELEMENTU GRUPAS dsDNS VĪRUSI. ds DNS vīrusi. Kopējais raksturojums Baktēriju vīrusi Dzīvnieku vīrusi Papilomas - poliomas vīrusi Adenovīrusi Herpesvīrusi Baku vīrusi Bakulovīrusi - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
VIRUSOLOĢIJA(VĪRUSI UN ĀRPUSHROMOSOMU ĢENĒTISKIE ELEMENTI)
VĪRUSU UN ĀRPUSHROMOSOMU ELEMENTU GRUPAS
dsDNS VĪRUSI
• Kopējais raksturojums
• Baktēriju vīrusi
• Dzīvnieku vīrusi
• Papilomas - poliomas vīrusi
• Adenovīrusi
• Herpesvīrusi
• Baku vīrusi
• Bakulovīrusi
• Iridovīrusi
ds DNS vīrusi
ds DNS vīrusu kopējais raksturojums
dsDNS vīrusu saimnieku loks:
Eubacteria un Archebacteria, (bakteriofāgi, piem.: Podoviridae, E coli fāgi); Hordata (Pox-, Herpes-, Adeno-, Papiloma- Polyomavirdae); Insecta (Baculo-, Irido- un Polydnaviridae); Eikariotiskās aļģes (Phycodnaviridae).
Augi nav dsDNS vīrusu saimniekorganismi
ds DNS vīrusu kopējais raksturojums
DNS izmēri: No 5-8 kb (Polyoma- Papilomaviridae), ietverot 30-40 kb ( fāgs un Adenoviridae)līdz 200 kb (Baculoviridae); 300 kb (Herpes- , Pox- , Irido- un Phycodnaviridae) līdz pat 1,2 Mb (Mimiviridae).
Mazāko parazītisko prokariotu genoma garums ir ap 600 kb
ds DNS vīrusu kopējais raksturojums
DNS formasgredzenveida (Papiloma-, Polyoma-, Baculo- un Polydnaviridae); lineāri (Adeno- un Herpesviridae, daži fāgi); cikliski permutēti lineāri genomi (fāgs T4, daži Iridoviridae);
lineāri genomi ar kovalenti noslēgtiem galiem (Pox- un Phycodnaviridae)
lineāri genomi ar moduļveida uzbūvi (Herpesviridae)Visiem vīrusiem, izņemot Polydnaviridae ir vienkomponenta genoms.
ReplikācijaReplikācija notiek līdzīgi saimniekšūnas genomam. Papavoviridae replikācijas un plazmīdu genoma replikācijas līdzība. Eikariotu šūnās dsDNA vīrusi replicējas kodolā, izmantojot saimniekšūnas polimerāzes, nukleāzes, metilāzes utt.
Izņēmums: poksvīrusi, daži bakulovīrusi (granulozes grupa) un daži iridovirusi, replicējas citoplazmā, izmantojot vīrusspecifiskus fermentus (DNS-atkarīga DNS polimerāze !), veidojot īpašus vīrusa ieslēgumus (“viral factories”).
ds DNS vīrusu kopējais raksturojums
Baktēriju vīrusiDz.: MyoviridaeĢ.: T4 - līdzīgie fāgidsDNA ~270 kbp, lineāra, permutēta, galu atkārtojumi, virions satur ap 50 proteīnu, kodē fermentus. Mu, P1, P2
T4 - fāga genoma karte
Baktēriju vīrusi
http://www.genelink.com/newsite/products/images/modificationimages/5-Hydroxymethyl-dC.gif
Citozīna atlikums T4 fāga DNS sastāvā ir modificēts (hidroksimetilcitozīns) un glikozilēts
glikoze -
Baktēriju vīrusi
Dz.: SyphoviridaeĢ.: - līdzīgie fāgi dsDNA ~48 - 50 kbp, lineāra, ar lipīgiem galiem, 9 struktūras proteīni; galvenie kapsīda proteīni D un E
Baktēriju vīrusiDz.: SyphoviridaeĢ.: - līdzīgie fāgiKorinebaktēriju fāgs – lizogēns, tā genoms kodē difterijas A (activity) T (transport) B (binding) toksīna sintēzi
http://textbookofbacteriology.net/BetaPhage.jpg
Difterijas toksīna struktūra;A domēns citoplazmā katalizē ADP-ribozes (no NAD) pārnesi uz eikariotu proteīna sintēzes elongācijas faktpru EF-2. kas to inaktivē un pārtrauc proteīnu sintēziDiftamīds –
modificēts histidīns EF-2 molekulā
Baktēriju vīrusi
Dz.: PodoviridaeĢ.: T7- līdzīgie fāgidsDNA ~40 kbp, lineāra, nepermutēta, galu atkārtojumi
Baktēriju vīrusi
T7 - fāga genoma karte
T grupas bakteriofāgu raksturojums
Morfoloģija
Nosaukums Plaka izmērs
Galva (nm)
Aste (nm)
Latentais periods (min)
Jaunu virionu iznākums
T1 vidējs 50 150 x 15 13 180
T2 mazs 65 x 80 120 x 20 21 120
T3 liels 45 neredzama 13 300
T4 mazs 65 x 80 120 x 20 23 300
T5 mazs 100 īsa 40 300
T6 mazs 65 x 80 120 x 20 25 200-300
T7 liels 45 neredzama 13 300
No: The Emergence of Bacterial Genetics by T. D. Bro
Baktēriju dsDNS vīrusi
Tectiviridae morfoloģija
Baktēriju dsDNS vīrusiTectiviridae morfoloģija:
Krioelektronu mikroskopija un TEM
Baktēriju dsDNS vīrusi Tectiviridae adsorbcija un penetrācija
Baktēriju dsDNS vīrusi
Plasmaviridae50–125 nm diametrs, nukleokapsīds , superkapsīds. 12 kbp cccDNS
Inficē Mollicutes – mikoplazmasAcholeplasma virus L2
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Plasmaviridae.png
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Papilomas - poliomas vīrusi (kārpu un audzēju)
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dz., Dz.: Polyomaviridae; Papilomaviridae
45 vai 55 nm diametrs. Membrānas apvalks nav. Gredzenveida dsDNA, 5,0 - 5,5 vai ~8 kbp.2-3 struktūras proteīni, pārejie: regulācija.Kodējošo iespēju izmantošana, abas ķēdes, pārklājošās nolasīšana.Cilvēka papilomas (kārpu) vīrusa tipi 1 - 58. Peļu poliomas vīruss un SV - 40. Cilvēka JC vīruss. Progresējošā multifokālā leiko-encefalopātija.Cilvēka BK vīruss. Nieru saslimšana (imūnsupresijas fonā)Trušu Šoupa papilomas vīruss.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Papovavīrusu DNS
replikācija
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Agrīnais rajons: mazais un lielais T antigēns (transkripcijas faktori); vēlīnais rajons - kapsīda proteīni.
Poliomas (SV40) vīrusa transkripcijas un replikācijas regulācijas rajona struktūra
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Papilomas vīrusu genoma struktūra
Nepermisīvās šūnās - integrācija. Vīrusa transkripcijas faktori E6 (saista p53); E7 (saista p105RB) - onkogēni.
Šūnas cikla regulatori p53; p105RB - antionkogēni, tumoru supresori. HPV16 - saistība ar dzemdes vēzi.
Šū nas ciklsG1 S G2 M G(0)
Gatavošanās DNAsintēzei
DNA sintēze Gatavošanāsmitozei
Mitoze Mierastāvoklis
12 h 6-8 h 3-4 h ~ 1 h N h
DNS vīrusu onkoģenēze un šūnas cikls
Šūnas cikla regulācija
DNS vīrusu onkoģenēze un šūnas cikls
Antionkogēni (tumoru supresori, piemērs RB proteīns)
E7
Šūnas cikla regulatori : antionkogēni
2008. gada Nobela prēmijas fizioloģijā un medicīnā
Haraldam zur Hauzenam par atklājumu, ka papiliomas vīrusi izraisa dzemdes vēzi;
Fransuāzai Barre-Sinusi un Lukam Montanje par cilvēka imūndeficīta vīrusa atklāšanu.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
B. Alisjahbana, R. Dinata, E.Sutedja, I. Suryahudaya, H. Soedjana, N. Hidajat, R. Soetikno, E. Oktaliansah, A. Deng, P. Rady, S. Tyring, A. GaspariDisfiguring Generalized Verrucosis in an Indonesian Man with Idiopathic CD4 LymphopeniaArch. Dermatol., 146, (1) 69-73, 2010
Dede Kosawa, Jakarta region, Indonesia
http://sites.lafayette.edu/hollidac/files/2009/11/jack07ukansas.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7e/Rabbit_shopes_papilloma_virus_3.jpg
Šoupa papilomas vīruss – keratokarcinomas trušiem
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dz.: AdenoviridaeĢ. Ģ.: Mastadenovirus; Aviadenovirus
Ikosaedriski virioni, bez apvalka, diametrs 80 - 110 nm.Lineāra ds DNA, 35 - 40 kbp. 5’ gala kovalenti saistītais proteīns (TP), galu invertētie atkārtojumi
Cilvēka adenovīrusi, tipi 1 - 47
Permisīvas, nepermisīvas šūnas Splaisings
ADENOVĪRUSI
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu morfoloģija
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu morfoloģija
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu DNS uzbūve
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu genoma struktūra
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu gēnu splaisinga elektronmikroskopija
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu infekcijas gaita
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Adenovīrusu konjuktuvīts
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Onkogēnais potenciāls
Cilvēka adenovīrusatips
Cilvēka šūnas Kāmja vai pelesšūnas
Ad 2; Ad 5 Produktīva infekcija Produktīva infekcijaAd 12 Produktīva infekcija Abortīva infekcija,
integrācija, audzēji
Onkogēni E1A; E1B; saista p105RB
Adenovīrusu onkoģenēze
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
HERPESVĪRUSI
Dz.: HerpesviridaeAp. dz.:
Alphaherpesvirinae Betaherpesvirinae GammaherpesvirinaeĢintisSimplexvirus (cilv. 1.un 2. herpesv.)
Cytomegalovirus(CMV, 5)Muromegalovirus
Lymphocryptovirus(EBV, cilv. 4. herpesv.)
Varicellovirus (vēja bakas, cilv. 3. herpesv.) Roseolovirus (cilv. 6.
herpv.)Rhadinovirus
Ikosaedriski virioni, 100 - 200 nm diametrs, ir apvalks.
HHV 7 un 8, putnu Mareka slimības vīrusi nav klasificēti ģintīs.Ar AIDS asociēts cilvēka 8. herpesvīruss
Dzīvnieku dsDNS vīrusiHerpesvīrusa morfoloģija
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Herpesvīrusu genoma struktūra
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Herpesvīrusu gēnu ekspresijas regulācijas
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Herpesvīrusa izsitumu saslimšnas norise
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
HSV1 izsitumi un persistence
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
HERPESVĪRUSIMerkucio
... vai dāmu lūpas skar un sapnī viņas saldu skūpstu tvīkst; tās bargā Meba bieži sit ar pūtēm, kad pārāk kāras ir uz saldumiem.
Kārļa Egles tulkojums
Pār dāmu lūpām – sapņos skūpstus jūt,Bet tās, kam elpā saldumkāri jauž,Ar sīkām pūtēm Meba aplaimo.
Raimonda Augškāpa tulkojums
http://withfriendship.com/images/i/43754/Queen-Mab-picture.jpg
Shakespeare: Romeo and Juliet Act 1, Scene 4
Mercutio
... O'er ladies lips, who straight on kisses dream, which oft the angry Mab with blisters plagues, because their breaths with sweetmeats tainted are.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Herpesvīrusu izsitumi uz pirkstiem - whitflaw
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Vēja baku (chikenpox) saslimšnas norise
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Jostas roze - persistējoša vēja baku vīrusa izpausme
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/07/Epstein_Barr_Virus_virions_EM_10.1371_journal.pbio.0030430.g001-L.JPG
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
HERPESVĪRUSI – herpesvīrusiEpšteina-Barra vīruss, 1964. g.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Epšteina-Barra vīrusa infekcija limfocītos
http://www.transregio5.uni-muenchen.de/bilder/archiv/abstract_pics/hammerschmidt_graph.jpg
Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formas
Berkita limfoma, sejas limfmezglu audzējs, bērni centrālajā Āfrikā, 1957.
http://www.medicine.tcd.ie/bulletin/march-april2011/Denis-Parsons-Burkitt.jpg
Denis Burkitt 1911.-1993.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Netipiski T limfocīti (Drowsey cells) infekciozās mononukleozes gadījumā
Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formasInfekciozā mononukleoze, pusaudži Eiropā un ZA
http://classconnection.s3.amazonaws.com/12/flashcards/867012/png/nasopharyngeal_carcinoma_11331326097454.png
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Epšteina-Barra vīrusa infekcijas izpausmes formasNazofaringālā karcinoma, >40 g.v. Eiropā un ZA
Hodžkina limfoma ?, multiplā skleroze?
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
BAKU VĪRUSI
Sarežģīta viriona forma (ola / paralēlskaldnis), 150 x 250 x 380 nm, vairāki apvalki.
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
ds lineāra DNA, 135 - 375 kbp, ap 4% no viriona masas. Kovalenti slēgti gali, invertētie, ~10 kbp, atkārtojumi, kas ietver 2 tiešo atkārtojumu pārus.
BAKU VĪRUSI
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
BAKU VĪRUSI
Dz. PoxviridaeAp.dz.: ChordopoxvirinaeĢ. Ģ.: Orthopoxvirus; Parapoxvirus; Avipoxvirus; Capripoxvirus; Leporipoxvirus; Suipoxvirus; Molluscipoxvirus; YatapoxvirusVaccinia virus, Variola virus (minor & major)Liellopu papulārais stomatītsMiksomatozes un trušu fibromas (Šoupa fibromas) vīrusiPeļu ektromēlijas vīruss.Molluscum contagiosum, Jaba pērtiķu audzēju vīruss.Ap.dz. EntomopoxvirinaeĢ. Ģ.: Entomopoxvirus A; B; CColeoptera, Lepidoptera, Diptera
http://www.medirabbit.com/EN/Skin_diseases/Viral_diseases/Fib/Fib12.jpg
Dzīvnieku dsDNS vīrusiBaku vīrusa replikācijas cikls
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Baku izsitumi
Vistas embrija sistēma vīrusu audzēšanai
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Baku vīrusa attīstība uz vistas embrija alantoiskās membrānas
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Baku vakcīnas vektori gēnu inženierijai
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Molluscum contagiosum
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dz.: Asfarviridae (African swine fever)
Ikosaedriski, T=189-217, 170-290 nm, lineāra DNS 170-190 kb.p.Āfrikas cūku mēris, vienīgais DNS arbovīruss
Āfrikas cūku mēris (Pestis africana suum) Montgomera slimība – ļoti kontagioza akūta cūku infekcijas slimība, ko raksturo septicēmija un ļoti augsta letalitāte. Izplatība – endēmiska rakstura izplatība Āfrikas, Dienvidamerikas kontinentu un Karību jūras valstīs, pirmo reizi Eiropā reģistrēta 1957. gadā Portugālē, pēc tam Spānijā, Francijā, Itālijā, pašlaik konstanti un jau daudzus gadus sastopama Sardīnijā. No 2007. gada slimība ir reģistrēta arī Kaukāza valstīs: Armēnijā, Azerbaidžānā, Gruzijā. Pirmo reizi bijušās PSRS teritorijā reģistrēta Ukrainā 1978.gadā. Pašlaik Krievijas Federācijā tā konstatēta mājas cūku populācijā.https://www.pvd.gov.lv/lat/kreis_izvlne/veterinr_uzraudzba/dzivnieku_infekcijas_slimibu_u/slimibu_apraksti/afrikas_cuku_meris
http://upload.wikimedia.org/
Āfrikas cūku mēris Pestis africana suum Montgomera slimība
Pirmo reizi Eiropā reģistrēta 1957. gadā Portugālē, 1978.g. Ukrainā.Latvijā - 2014. gada 26.jūnijā.
ASF-virus, Asfviridae dzimta. Slimo tikai Suidae dzimtasVīruss ārējā vidē saglabājas vismaz 1 mēnesi kontaminētā cūku aizgaldā, 1,5 gadus - asinīs pie +4°C, liofilizētās asinīs - 8 gadus.ĀCM vīruss iet bojā tiešos saules staros 2-4 stundu laikā, karsējot 70°C temperatūrā 30 minūtēs.ĀCM izplatās tieša kontakta (oronazāla izplatība) ceļā, kā arī ar kontaminētas barības, transporta līdzekļu un cūku kopšanas inventāra palīdzību, kā arī ar slimības bioloģisko vektoru Ornithodoros ģints ērču starpniecību.
http://www.pvd.gov.lv/
http://www.nature.com/polopoly_fs/7.6094.1346163531!/i
http://www.lsm.lv
Āfrikas cūku mēra izplatība Latvijā 2014. gadā
Āfrikas cūku mēra izmaksas Latvijā gada laikā
http://www.lsm.lv/lv/raksts/infografiki/
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dz.: IridoviridaeIkosaedriski, T=189-217, 120-350 nm, lineāra DNS 150-300 kb.p.Ģ.Ģ.: Iridovirus; Chloriridovirus, Ranavirus, Lymphocistivirus; Zelta zivtiņu 1. vīrusam līdzīgie vīrusi.Kukaiņi, aukstasiņu dzīvnieki.Prof. Jānis Gabliks un zivju vīrusi, Frog Virus 3 un DNS metilēšanas īpatnības, saimnieku loks, to optimums
http://education.expasy.org/images/Iridovirus_virion.jpg
http://www.petproductnews.com/images/article_images/IW-200911.jpg
Kukaiņu un protistu dsDNS vīrusi
http://www.slideshare.net/
BAKU VĪRUSAM LĪDZĪGI VĪRUSI
Lielākie zināmie vīrusi. Aļģu Mimiviridae, genoms ~1,200 Mbp
Pandoravirus (Science, 2013,V.361, p.281)~ 1,5-2,5 Mbp
Mazākie baktēriju genomi, piem.:Mycopl. genetalium - 580 kbpUreapl. urealyticum – 752 kbp Āfrikas cūku
mēris
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Dz. BaculovirusĢ. Ģ.: Nucleopolyhedrosvirus, Granulovirus
Gredzenveida dsDNA, 90 -180 kbpVirioni ar apvalku. Sarežģīta forma; kapsīds 20-35 x 150 - 300 nm, ieslēgumi 0,5 - 15 m.Plašs saimniekkukaiņu loks ( 7 kārtas) inficēt var pat krustziežus. Occlusion bodies.Lepidoptera
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Bakulovīrusu morfoloģija
http://www.cas.miamioh.edu/mbiws/microbialpestcontrol/images/viralcapsule.gif
Bakulovīrusu morfoloģija: multikapsīdu poliedrozes vīruss
Wikipedia
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Bakulovīrusu cikls inficētā kukainī
Dzīvnieku dsDNS vīrusi
Bakulovīrusu ieslēgumi inficētās šūnās
Bakulovīrusu attīstības cikls
Dzīvnieku dsDNS vīrusi Bakulovīrusu insekticīdi
Filips Bells (Philip Bell, postdoctoral research fellow at Macquarie University, New South Wales, Australia; founding Director of Microbiogen Pty Ltd.) vīrusu eikarioģenēzes teorijas (2001. –
2004) autors. Lielie DNS vīrusi kā iespējamie šūnas kodola priekšteči evolūcijā.
Hipotēzes par eikariotu šūnu un to organellu izcelšanos
LIELĀKIE VĪRUSI
Legendre M. et al..Thirty-thousand-year-old distant relative of giant icosahedral DNA viruses with a pandoravirus morphologyPNAS, 111 (11), 4274-4279, 2014
Pithovirus sibericum