ViryDoprovodná prezentace k

textu Viry

Jan Novák

Jak s prezentací pracovat? prezentace obsahuje dva druhy snímků

osnovy vlastní snímky

osnovy obsahují u každého tématu jeden z odkazů, který Vás odešle na příslušný snímek:

vlastní snímky obsahují vždy v pravém dolním rohu jeden z výše uvedených symbolů a při kliknutí na něj se dostane na další snímek

symbol fága vás odešle na původní osnovu a nachází se na konci každé části (i menší části)

ZKUSTE KLIKNOUT

Osnova

Co jsou to viry? Trocha historie Stavba viru Virová infekce Zástupci virů Virová onemocnění Jak se bránit? Využití virů

Osnova

Co jsou to viry? Trocha historie Stavba viru Virová infekce Zástupci virů Virová onemocnění Jak se bránit? Využití virů

Co jsou to viry?

Definice Velikost Základní pojmy Systémové zařazení

Praorganismy

Definice viru a jeho velikost

Viry jsou: vnitrobuněční parazité nebuněčné částice

Virus není buňka!

Velikost: 15-390 nm

VIRUS

BAKTERIE

JÁDRO ŽIVOČIŠNÉ BUŇKY

Základní pojmy

Hostitel organismus, na jehož těle nebo uvnitř jehož těla cizopasí

(v našem případě) virus hostitelem mohou být buňky

Tělesná stavba viry nemají buněčnou stavbu jejich tělo se skládá z bílkoviny a nukleové kyseliny

(výjimečně i z lipidu)

eukaryotické prokaryotickéi

Systémové zařazení

Říše

NebuněčníPrvobuněčníRostlinyHoubyŽivočichové

PraorganismyViryOddělení

DNA - viry RNA - Viry

Bakteriofágy Mykoviry Rostlinné viry Živočišné viry

Praorganismy

spolu s viry patří do říše nebuněční hypotetické první organismy vyvinuly se pravděpodobně z koacervátů vyznačovaly se zřejmě všemi obecnými znaky živých

soustav: obsahovaly nukleovou kyselinu skládaly se z bílkovin měly metabolismus měly schopnost autoregulace mohly se dále vyvíjet

Trocha historie

Původ virů Tři teorie Základní předpoklady

Historie objevů První objevený virus Hledání virů Složení virů

Elektronový mikroskop objev a vývoj

Původ virů První teorieViry vznikly z odštěpků nukleových kyselin

odštěpky nukleové kyseliny unikly ven z organismu

časem získaly schopnost zdvojovat se obalit se bílkovinou a tak zřejmě vznikly první viriony

DNA

Původ virů

SLOŽITÝ VIRUS, ČI JINÝ ORGANISMUS

BUNĚČNÁ STĚNA

Druhá teorieViry vznikly zjednodušením svého těla

viry, jak víme, žijí parazitickým způsobem života

časem zjistily, že k takovému životu nepotřebují vykonávat určité funkce a že k tomu jim jsou jisté „organely“ nadbytečné

a tak došlo k druhotnému zjednodušení těla

Původ virů

Třetí teorieViry vznikly ještě před buňkami

někteří vědci předpokládají, že svět ve kterém dnes žijeme je tzv. DNA-svět

před naším světem ale existoval tzv. RNA-svět a některé RNA-viry jsou „posly z minulosti“ z tohoto světa

DNA

DNA-svět

-dnes-RNA-svět

-dříve-

Základní předpoklady Pokud viry vznikly až po buňkách pak:

DNA a RNA viry nemají stejný původ

viry prokaryotických buněk vznikly v prokaryotických buňkách

viry eukaryotických buněk vznikly v eukaryotických buňkách

PŘEDCHŮDCE

DNA-VIRY

RNA-VIRY

Viry eukaryotických

buněk

Viry prokaryotických

buněk

OK

OK

První objevený virus Charles Chamberland svým objevem porcelánové filtru

zároveň objevuhe i první popsaný virus – virus tabákové mozaiky

Hledání virů

po objevu viru tabákové mozaiky provádí ruský vědec Dimitrij Ivanovskij pokusy s napadenými listy a zjišťuje, že jsou infekční i po odfiltrování „částic způsobujících nemoc“

těmito částicemi se zabývali i jiní a shodli se v jednom – nejedná se o bakterie

Hledání virů II slovo virus pochází z latiny a jeho český

překlad zní jed poprvé jej používá nizozemský mikrobiolog

Martinus Beijerinck

blíží se 20.století a Frederick Twort zjišťuje, že viry mohou napadnout bakterie

nezávisle na něm Felix d´Herelle pěstuje viry na buněčných kulturách a pozorováním tzv. „mrtvých oblastí“ určuje počet virů v kultuře

Složení virů blíží se rok 1935 a lidstvo díky objevu

Wendella Stanleyho, který krystalizoval virus tabákové mozaiky, zjišťuje, že se viry skládají z bílkovin

nedlouho po tomto objevu se daří dalším vědcům rozdělit virus na bílkovinou část a nukleovou kyselinu

Elektronový mikroskop vynález elektronového mikroskopu provedli

roku 1931 němečtí inženýři Ernst Ruska a Max Knoll

jejich mikroskop je však nepoužitelný pro praxi a první použitelný vyrábí až roku 1938 Eli Franklin Burton na Torontské univerzitě

první elektronový mikroskop zvětšoval 400x a přesto dnešní mikroskopy fungují stále na stejném principu

Stavba viru

Dělení virů Podle nukleové kyseliny Podle hostitele

Stavba viru Obecně Bakteriofág Rostlinný vir Živočišný vir

Dělení virů podle toho, jakou nukleovou kyselinu viry obsahují je

dělíme na: DNA viry RNA viry

podle toho, jaké buňky jsou virům hostitelem je dělíme na: bakteriální viry (bakteriofágy) rostlinné viry živočišné viry (viry hub – mykoviry)

Stavba viru viry se skládají pouze z bílkovin a nukleové kyseliny nukleová kyselina nese genetickou informaci a je

někdy označována jako chromozom viru bílkoviny tvoří obal viru – tzv. kapsidu celek kapsidy a nukleové kyseliny se označuje jako

nukleokapsid

NUKLEOVÁ KYSELINA KAPSIDA NUKLEOKAPSID

Stavba viru II některé viry mohou mít kolem své kapsidy i buněčnou

membránu, kterou získaly při odchodu z buňky takové viry označujeme jako obalené viry

z kapsidy mohou rovněž vystupovat hroty, nebo výběžky některé viry mohou v kapsidě obsahovat i enzymy

například retroviry obsahují v kapsidě reversní transkriptázu

OBAL KAPSIDAOBALENÝ VIR

Stavba viru III kapsida je složena z jednoho

druhu bílkovin – jednotlivým bílkovinám říkáme protomery

protomery tvoří základní stavební jednotky kapsidu – kapsomery

kapsomery tvoří vlastní kapsidu

Stavba bakteriofágaBakteriofágy můžeme podle stavby rozdělit na:

vláknité

bezbičíkaté

bičíkaté

nejznámějším tvarem bakteriofága je tvar bakteriofága T4

Stavba bakteriofága II Bakteriofág T4

KAPSIDANUKLEOVÁ KYSELINANUKLEOKAPSID

HLAVOVÁ ČÁST

TĚLNÍ ČÁSTVLÁKNA

BIČÍKU

BAZÁLNÍ DESTIČKA

STAŽITELNÝ BIČÍK

LÍMEČEK

DUTINA BIČÍKU

Stavba rostlinného viru

rostlinné viry nabírají nejčastěji spirálovou strukturu

nukleová kyselina je obalena kapsidou, která je tvořena dobře viditelnými kapsomerami

NUKLEOVÁ KYSELINA

KAPSOMERYVIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY

živočišné viry mají nejčastěji tvar kulovitý nebo oválný

často jsou obalené často mají na povrchu hroty a kyjovité výběžky často obsahují více molekul nukleové kyseliny často obsahují v kapsidě i enzym

Stavba živočišného viru

KAPSIDA

OBAL

HROTY

KYJOVITÉ VÝBĚŽKY

NUKLEOVÁ KYSELINA

ENZYM

Virová infekce Výběr hostitele Co se děje s nukleovou kyselinou? Virová infekce

Bakteriofág Virulentní Mírný Lytický a lysogenní cyklus

Rostlinný vir Živočišný vir

Průnik do buňky a odchod z ní Aparentní infekce Latentní infekce

Výběr hostitele to, jakou buňku virus napadne není náhoda

na povrchu virů se nacházejí hroty a kyjovité výběžky, které plní roli receptorů

na povrchu buňky se nacházejí obdobné receptory

v okamžiku, kdy virus najde receptory, do kterých ty jeho „zapadají“ vstupuje do buňky

příklad si ukážeme na viru oparu Herpes

Co se děje s nukleovou kyselinou?

viry mohou obsahovat DNA nebo RNA a každá z nich se po vstupu do buňky chová jinak

celkem se můžeme setkat s šesti případy:1) Dvouřetězcová DNA

Jednořetězcová DNA1) Jednořetězcová (+)RNA neboli m-RNA

Jednořetězcová (–)RNA1) Dvouřetězcová RNA

Retroviry

Dvouřetězcová a jednořetězcová DNA

Dvouřetězcová DNA DNA se přepíše do mRNA mRNA se přemístí do ribozómů a je přeložena do bílkovin viru

Jednořetězcová DNA DNA si syntetizuje komplementární vlákno přepíše se do mRNA mRNA se přemístí do ribozómů a je přeložena do bílkovin viru

PŘEPIS PŘEKLADRIBOZÓMY

BÍLKOVINYmRNADNA

DNA

SYNTÉZA

DNA

PŘEPISmRNA

RIBOZÓMYPŘEKLAD

BÍLKOVINY

Jednořetězcová (+) a (–) RNA

Jednořetězcová (+)RNA (=mRNA) ihned po vstupu se překládá v ribozómech do bílkovin později dochází k: (+)RNA → (–)RNA → mnoho kopií (+)RNA

Jednořětězcová (–)RNA (–)RNA si syntetizuje (+)RNA, která se překládá v ribozómech později dochází k: (+)RNA → (–)RNA (pro nové viriony)

PŘEKLADRIBOZÓMY

BÍLKOVINYmRNA

PŘEKLADRIBOZÓMY

BÍLKOVINYmRNA

SYNTÉZA(–) RNA

Dvouřetězcová RNA

Dvouřetězcová RNA obsahuje vlákno (+)RNA i vlákno (–)RNA (+)RNA se přesouvá do ribozómů a vytváří bílkoviny

(–)RNA syntetizuje další vlákna (+)RNA, která později vytvářejí nová vlákna (–)RNA pro nové viriony

PŘEKLADRIBOZÓMY

BÍLKOVINY

mRNA

SYNTÉZA(–) RNA

PŘEKLADRIBOZÓMY

BÍLKOVINY

SYNTÉZA (–) RNAmRNA

Retroviry

retroviry jsou zvláštní případ virů obsahujících (+)RNA kromě (+)RNA si nesou i enzym reversní transkriptázu pomocí té se z (+)RNA syntetizuje vlákno (–)DNA ke

kterému ihned vzniká (+)DNA vlákno vzniká dvouřetězcová DNA ta se integruje do genomu buňky

mRNA

REVERSNÍ TRANSKRIPTÁZA

(–)DNA

+DNA

(+)DNA

JÁDRO BUŇKY

PROVIROVÁ DNA

Infekce bakteriofága

podle druhu infekce dělíme bakteriofágy na: virulentní mírné

virulentní fágové se po vstupu do buňky silně pomnoží a zničí ji (zlyzují)

mírní fágové se po vstupu do buňky začleňují do jejího genomu a žijí dál ve stavu profága

mohou být však aktivováni a pak mohou buňku zničit

Virulentní fág fág se přichycuje na povrch buňky

stažitelná část bičíku se stáhne a trubice bičíku pronikne do buňky

přes trubici pronikne do buňky nukleová kyselina

nukleová kyselina se pomnoží a začínají se tvořit nové viriony

jakmile je nových virionů moc, dochází k lyzi buňky

Průnik nukleové kyseliny do buňky si můžete prohlédnout i na této adrese: http://seyet.com/video/T4_web.swf

Mírný fág mírný fág se přichytí na povrch buňky a jeho nukleová

kyselina do ní pronikne dutinou bičíku

oproti virulentnímu fágovi se ta jeho začlení do genomu buňky

je-li fágová nukleová kyselina začleněna do genomu buňky, mluvíme o profágovi

profág se dělí spolu s buňkou a dostává se tak do dceřiných buněk

Lytický a lysogenní cyklus lytický cyklus je cyklus virulentního fága – končí lyzí lysogenní cyklus je cyklus mírného fága – fág se začlení do genomu

buňky a dělí se s ní při aktivaci dochází k přechodu lysogenního cyklu na lytický (k lyzi)

POMNOŽENÍ VIRŮ

LYZE

ZAČLENĚNÍ DO GENOMU

DĚLENÍ

DĚLENÍ

AKTIVACE

Infekce rostlinného viru rostlinné viry pronikají do buňky

často za pomoci hmyzu, či jiných vektorů, které jim pomohou překonat buněčnou stěnu

po vniknutí do buňky, se virus šíří do okolních buněk a vzniká lokální ložisko infekce

některé viry se omezují na vznik lokálního ložiska, jiné se šíří po celé rostlině – systémová infekce

LOKÁLNÍ LOŽISKO INFEKCE

Infekce rostlinného viru II projevy infekce jsou různé nelze podle nich určit druh viru

projevy viru bývají:

mozaikové skvrny na listech prosvětlení listové žilnatiny změna barvy listů deformace různých částí rostliny úhyn rostliny

Infekce živočišného viru Průnik do buňky

živočišné viry pronikají do organismu mnoha způsoby: poraněním pokožky dýchacími cestami sliznicemi trávícím traktem

průnik do buňky se odehrává za aktivní účasti jejího povrchu vnik do buňky viru oparu Herpes

vir se po té může pomnožit v místě svého vstupu, nebo může putovat tělem dokud nenarazí na své cílové buňky

Odchod z buňky odchod z buňky nemusí vést k jejímu zániku probíhá za aktivní účasti jejího povrchu a viry se při něm často

obalují odchod z buňku viru oparu Herpes

Aparentní infekce poškozuje-li virus své cílové buňky ihned po svém vstupu

do nich, nazýváme jeho infekci aparentní, neboli zjevnou

při aparentní infekci se po určité inkubační době projeví u napadeného organismu známky nemoci

infekci retrovirem, která končí ničením buňky, si můžete prohlédnout na této adrese:

http://www.whfreeman.com/kuby/content/anm/kb03an01.htm

Latentní infekce latentní (skrytá) infekce se často označuje jako virogenie při latentní infekci se DNA viru začlení do genomu

buňky a zůstává v ní na dlouho dobu (i na celý život) DNA viru začleněné v genomu buňky říkáme provirová

DNA a viru provirus latentní infekce může přejít aktivací na aparentní –

potom se projevují příznaky nemoci na těchto adresách můžete najít animace životního cyklu

různých virů: http://science.nhmccd.edu/biol/animatio.htm#micro http://www.hopkins-aids.edu/hiv_lifecycle/hivcycle_txt.html http://darwin.bio.uci.edu/~faculty/wagner/movieindex.html http://www.sumanasinc.com/webcontent/anisamples/microbiology

/herpessimplex.html

Zástupci virů

OBR.01 BAKTERIOFÁG OBR.02

BAKTERIOFÁG

OBR.03 BAKTERIOFÁG

Zástupci virůOBR.04

VIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY

OBR.05

VIRUS TABÁKOVÉ MOZAIKY

OBR. 06 VIRUS ŽLUTÝCH RAJČAT (vlevo) A VIRUS KUKUŘICE (vpravo)

Zástupci virůOBR.07

VIRUS NEŠTOVIC

OBR.08 VIRUS HIV

OBR.09 VIRUS VZTEKLINY

OBR.10 VIRUS PTAČÍ

CHŘIPKY

Zástupci virů

OBR.11 VIRUS EBOLA

OBR.12VIRUS H5N1

OBR.13VIRUS HEPATITIDY A

Virová onemocnění Onemocnění vyvolaná DNA viry

opar neštovice dětská obrna

Onemocnění vyvolaná RNA viry rýma encefalitida vzteklina zarděnky spalničky chřipka AIDS

BUŇKA ZNIČENÁ VIREM OPARU

VIRY HIVUNIKAJÍCÍZ BUŇKY

Jak se bránit?

Očkování První očkování Princip očkování

První očkování první očkování provedl roku 1796

Edward Jenner

pomocí hnisu, který obsahovalvirus kravských neštovic „očkoval“ anglického chlapce

když se chlapec setkal po šesti týdnech s virem pravých neštovic, byl proti němu imunní

Princip očkování při očkování rozlišujeme pasivní a aktivní imunizaci při pasivní imunizaci jsou do těla vpraveny hotové

protilátky při aktivní imunizaci je do těla vpraven oslabený

původce nemoci a tělo si protilátky vytváří samo

PROTILÁTKY

OSLABENÝ VIR

PROTILÁTKY

Využití virů

Přírodní vědy Evoluční význam Baterie Zbraně

Přírodní vědy

Molekulární biologie i přes jejich odlišnost lze viry využívat jako modelový systém

pro poznávání základních procesů v buňce sledování koexistence dvou genomů obecných zákonitostí genové exprese

Genetika objev reversní transkriptázy změnil základní dogma genetiky

základní mechanismy replikace DNA transkripce, translace, přenos proteinů

Imunologie Genové inženýrství

GENOM BUŇKY

GENOM VIRU

Evoluční význam, baterie, zbraně

Evoluční význam viry fungují jako přírodní vektory, přispívají tak k variabilitě

genetické informace

Baterie v dubnu roku 2006 Massechussets Institut Of Technology vytvořil

pomocí viru mikrovlákna a následně baterii s elektronovou hustotou 3x větší než u běžné baterie

Zbraně poprvé byly viry jako „zbraně“ využity dobyvateli nových území

(původní obyvatelé neměli v krvi protilátky a umírali) dnes je výzkum virů jako biologických zbraní (snad) zastaven

Závěrečné shrnutí viry jsou nebuněčné částice skládající se z NK a bílkovin, nemají

buněčnou stavbu a vedou parazitický způsob života rozlišujeme DNA a RNA viry, které dále dělíme na bakteriofágy,

fytoviry a živočišné viry tělo virů se skládá z bílkovinné kapsidy a v ní uložené NK tvary těla se vzájemně liší – bakteriofágy nalézáme jako kapsidy s

bičíkem, fytoviry jako spirálovité trubičky a živočišné viry jako „koule“ průběhy virové infekce se liší u každého viru, ale společnými znaky je

průnik do buňky, uvolnění NK, replikace viru (nebo integrace NK do genomu buňky), únik z buňky

u všech buněk je infekce zakončena lyzí, která se projevuje u bakterií smrtí a u rostlin a živočichů nemocí

proti virům existuje prozatím jediná účinná obrana - očkování

Konec prezentace

Děkuji za pozornost

Doufám, že Vám prezentace posloužila

Jan Novák

Zdroje obrázků IZdroje obrázků: Snímek 1 http://www.piperreport.com/archives/Images/HIV%20-%20Illustration%20of%20Virus.jpg Snímek 6 Eukaryotická buňka http://bio1151.nicerweb.com/doc/class/bio1151/Locked/media/ch18/18_02VirusBactAnimalCell_L.jpg Snímek7 DNA http://dasher.wustl.edu/ffe/images/DNA%20B-Form%20Dodecamer.png Proteiny http://ur.rutgers.edu/medrel/photos/art/protein-art.jpg Eukaryotická buňka – viz. Snímek 6 Prokaryotická buňka http://ic.ucsc.edu/~wxcheng/envs23/lecture8/procaryote_use.jpg Snímek 8 Tygr http://images.google.cz/imgres?imgurl=http://www.lioncrusher.com/images/tiger_normal.jpg&imgrefurl=http://www.lioncrusher.com/animal.asp%3Fanimal%3D71&h=227&w=195&sz=20&hl=cs&start=2&tbnid=U5tZO4tb08ZRPM:&tbnh=108&tbnw=93&prev=/images%3Fq%3Dtiger%26svnum%3D10%26hl%3Dcs%26lr%3D%26sa%3DG Orel http://www.fws.gov/species/graphics/eagle.gif Tulipán http://biology.clc.uc.edu/graphics/taxonomy/plants/spermatophyta/angiosperms/monocotyledonae/liliaceae/tulip/JSC%200005%20Tulip.JPG Houba http://peyote.com/jonstef/mushroom.gif Bakterie http://www.sdnhm.org/exhibits/epidemic/teachers/images/bacteria.jpg Virus HIV http://www.med.umich.edu/genetics/images/hiv.gif Snímek 9 Koacervát http://www.daviddarling.info/images/coacervate.jpg Snímek 14 Eukaryotická buňka; Prokaryotická buňka – viz.snímek 7 Snímek 15 Virus tabákové mozaiky http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3e/TMV.jpg Charles Chamberland http://www.pasteur.fr/infosci/archives/im/chb.jpg

Snímek 16 Dimitrij Ivanovskij http://images.google.cz/imgres?imgurl=http://www.ibms.org/images/images_history/pasteur.jpg&imgrefurl=http://www.ibms.org/index.cfm%3Fmethod%3Dscience.history_zone%26subpage%3D100_years_virology_images&h=200&w=189&sz=5&hl=cs&start=3&tbnid=nc7B4s7pMAehwM:&tbnh=104&tbnw=98&prev=/images%3Fq%3DFrederick%2BTwort%26svnum%3D10%26hl%3Dcs%26lr%3D%26sa%3DG Snímek 17 Frederick Twort – viz.Dimitrij Ivanovskij (snímek 16) Martinus Beijerinck http://www.scienceclarified.com/scitech/images/lsbv_0001_0001_0_img0011.jpg Felix d´Herelle http://www.pbs.org/wgbh/nova/orchid/images/amat_dherelle.jpg Snímek 18 Wendel Stanley http://www.chemistryexplained.com/images/chfa_04_img0866.jpg Snímek 19 Ernst Ruska http://www.nndb.com/people/975/000099678/ernst-ruska-1-sized.jpg Max Knoll http://ernst.ruska.de/daten_d/personen/personen_archiv/knoll_max/_grafiken/img.knoll1967.gif Elektronový mikroskop http://helmut.ruska.de/thelancet/99_9461_3.jpg Snímek 21 Virus tabákové mozaiky Rozsypal Stanislav; Bakteriologie a virologie; 1994; Praha; Scientia; str. 61 (upraveno) Virus chřipky http://www.udel.edu/chem/white/C647/FluVirus.GIF (upraveno) Snímek 23 Obal, Kapsida, Obalený virus Votýpka Jan a kol.; Parazitismus – přípravný text kategorie A,B (biologická olympiáda 38.ročník); 2003; Praha; str. 58 Snímek 24 Proteiny – viz.snímek 7 Snímek 25 Obalený virus Votýpka Jan a kol.; Parazitismus – přípravný text kategorie A,B (biologická olympiáda 38.ročník); 2003; Praha; str. 58 Snímek 27 Virus tabákové mozaiky Rozsypal Stanislav; Bakteriologie a virologie; 1994; Praha; Scientia; str. 61 (upraveno)

Zdroje obrázků IISnímek 30 Animace – vstup http://www.animationlibrary.com Snímek 37 Animace – infekce bakteriofága http://biology.about.com/library/blvirusanim.htm Snímek 40 Vosa http://www.animationlibrary.com/animation/20026/Bee_flying/ Snímek 42 Ruka http://noemata.net/etc/HAND.GIF Snímky 45-49 Zástupci virů Většina odkazů je uvedena v učebním textu na stránce 44 (zdroje) Ty které nejsou:

OBR.03 http://www.exatest.com/phage.gif OBR.06 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb/WIntkey/Images/em_gemin.jpg

OBR.13 http://www.naturalypure.com/images/Hepatitis%20C%20Virus%20Photo.jpg Virus HIV unikající z buňky http://www.epidemic.org/cgi-bin/hepcglossary.cgi?query=HIVvirions&caller=theFacts/viruses/retroviruses.html

Snímek 51 Edward Jenner http://freemasonry.bcy.ca/biography/images/jenner_e.jpg Provedení očkování http://www.personal.psu.edu/faculty/j/e/jel5/micro/smallpx.jpg Snímek 52 Tělo http://projects.edtech.sandi.net/brooklyn/humanbody/images/body.gif Snímek 54 Eukaryotická buňka – viz.snímek 7