A vírusok
Készítette: Lerner Tamás
Bevezetés
• A vírusok a legkisebb ismert mikroorganizmusok. Méretük 20 és 400 nanométer közötti, csak elektronmikroszkóppal tanulmányozhatóak.
• Az elnevezés a latin virus szóból ered, amelynek jelentése: „méreg”.
• Élő és élettelen anyagokra egyaránt jellemző tulajdonságokkal rendelkeznek.
• Önmagukban nem mutatnak életjelenségeket, önállóan nem tudnak mozogni, nincs anyagcseréjük.
• Csak a gazdaszervezetben viselkednek élő anyagként, felhasználva annak életfolyamatait.
• A vírusok egykoron a sejtekből kiszakadt genetikai információk leszármazottai.
• A vírusok nagyobb része nem kórokozó.
A vírusok felfedezése és a víruskutatás története
• 1892-ben Ivanovszkij kísérletekkel igazolta, hogy léteznek a baktériumoknál kisebb, fénymikroszkóppal nem látható fertőző szervezetek.
• M Beijerinck 1898-ban fedezte fel a dohánymozaik-vírust, úgy gondolta, egy ragályos élő folyadékról (contagium vivum fluidum) van szó.
• Két évvel később Ivanovszkij bebizonyította, hogy a kórokozó részecske természetű.
• Rájött, hogy a vírus sejten belül szaporodik: sikerült vírus-zárványokat kimutatnia a fertőzött sejteken belül.
• 1901-ben W. Reed és J. Carrol fedezte fel a sárgalázat, az elsőként megismert emberi vírusbetegséget.
• A következő évtizedek a virológia klasszikus korszaka. Kezdetét vette a vírusgyűjtés, amely még napjainkban is tart.
• 1915-17-ben fedezték fel a baktériumok vírusait, a bakteriofágokat.
• A 40-es években felfedezték a rovarok vírusait, az 50-es években a penészgombákét (mikofágok), a 60-as években a kékmoszatokét
(cianofágok), néhány évvel később pedig a legkisebb önálló sejtek, a mikoplazmák vírusait.
A vírusok felfedezése és a víruskutatás története
• A víruskutatás egyik nehézsége: mivel a vírusok csak élő sejtekben szaporodnak, ki kellett fejleszteni a vírusok szaporítására alkalmas rendszereket.
• Kezdetben kísérleti állatokat használtak szaporításra, ez azonban drága, pontatlan, nehézkes és kegyetlen eljárás.
• A vírusok nagy része nem hajlandó szaporodni a laboratóriumi állatokban sem.
• Óriási előrelépés volt az 1930-as évek elején E. W. Woodruff és A. M.
Goodpasture módszere: csirkeembriót kezdtek használni a vírustenyésztéshez.
• A vírusok szaporodásának és biológiai tulajdonságainak
tanulmányozása csak az 1950-es évek elejétől valósulhatott meg, amikor a sejttenyésztés rutinmódszerként kezdett elterjedni a laboratóriumokban.
A vírusok
• A vírus életciklusa két részre osztható: az egyik a nyugalmi szakasz, amelyben a vírus semmilyen aktivitást nem mutat, úgynevezett virion formában létezik; a másik szakasz a szaporodás, pontosabban
megsokszorozódás (multiplikáció).
• A sejten belüli szaporodó alak a replikatív forma.
• További formája a vírusnak a provírus, azaz integrálódott vírus: a gazdasejt genomjába beépült vírusgenom.
• A virion a vírus sejten kívüli megjelenési formája, kikristályosítható.
• Korlátozott genetikai információtartalmú, önmagát megújító
képességű nukleinsav (DNS vagy RNS), melyet rendszerint fehérje burkol. Ezt a fehérjeburkot kapszidnak nevezik.
• A kapszidot legkívül még egy zsír és fehérjetartalmú (lipoproteid) réteg, a peplon is körülveheti.
• A kapszid belsejében található a vírus örökítőanyaga. (A kapszidot és a nukleinsavat együtt nukleokapszidnak hívjuk.)
• a virion nem tartalmaz sem energiatermelő, sem fehérjeszintetizáló rendszert, sem az ezek előállításához szükséges genetikai információt.
• A vírus a sejt anyagcsere-folyamatait használja fel, a sejt riboszómáit pedig vírusfehérjék termelésére programozza át.
A vírusok felosztása szimmetria alapján
• Kubikális szimmetria: a kapszid szabályos geometriai forma (pl.
ikozaéder, síkmetszete hatszög), benne lazán helyezkedik el az örökítőanyag.
• Helikális szimmetria: ennél a kapszid szorosan illeszkedik az örökítőanyagra.
• Binális szimmetria: a vírus feji (kubikális) és farki (helikális) részből áll.
• Komplex szimmetria: minden olyan alak, ami a fenti háromba nem sorolható be.
• A szimmetria a nukleokapszid alakjára jellemző, ha peplonja is van a vírusnak, az alak tart a gömb vagy ellipszoid felé.
A bakteriofágok szaporodása
1. Adszorpció: a fág hozzátapad a sejt felületéhez a farokrostoknál fogva.
2. Penetráció: az örökítő anyag bejuttatása a baktériumba. A fág az alapi lemezével ráül a sejtfelszínre, és tüskéjével megszúrja azt, majd
lizozimmal kioldja a sejtfalból a mureint, és beinjektálja az örökítőanyagát a sejtbe.
3. Bioszintetikus (eklipszis) fázis: a baktérium fehérjéi és nukleinsavai degradálódnak, hogy a vírus anyagai felépülhessenek belőlük.
4. Fágérés: spontán módon 100-nál is több virion képződik.
5. Kiszabadulás: a fágok lizozimmal kioldják a sejtfalat, és kijutnak a sejtből, ami közben felbomlik.
Lítikus ciklus:
• Néhány vírus képes az úgynevezett lizogén ciklusra: a vírusgenom beépül a gazdasejt genomjába. A baktérium szaporodik és
örökítőanyagával együtt a vírusé is. Spontán vagy mutagén hatásra a vírus örökítőanyaga kivágódhat, ez a fágindukció. Az ilyen vírusokat időzített (temperált) fágoknak hívjuk.
Állati és humán vírusok szaporodási típusai
1. Adszorpció: stabil kötődés jön létre a sejtmembrán és a virion között, a membránon található specifikus receptor, és virionon levő tapadási hely (külső fehérjék) segítségével.
2. Penetráció: a peplonos vírus hozzátapad a sejthez, felszakad a peplon és a sejtmembrán, a nukleokapszid bejut a sejtbe, a peplon pedig
beépül a gazdasejt membránjába. A peplon nélküli vírusok viropexissel jutnak be a sejtbe (egyfajta endocitózis).
3. Dekapszidáció: a kapszid széttöredezik, az örökítőanyag kiszabadul.
4. Bioszintetikus szakasz:
a, Transzkripció: a vírus genomjáról mRNS képződik
b, Korai transzláció: fehérjék íródnak a mRNS-ről, amelyeknek feladata a sejt anyagcseréjének leállítása és átprogramozása vírusgyártásra.
c, Replikáció: megsokszorozódik a vírus örökítőanyaga.
d, Transzkripció
e, Késői fehérjék szintézise. Ezek a fehérjék beépülnek a virionba.
Produktív infekció :
Állati és humán vírusok szaporodási típusai
5. Érés: maturáció (összeépülnek a komplett virionok).
6. Kiszabadulás: a virion kijut a sejtből.
Perzisztens infekció:
Hasonlít a fágok lizogén ciklusára, DNS vírusoknál fordul elő.
Proliferatív infekció:
Onkogén (daganatkeltő) vírusokra jellemző. A vírusgenom beépül a gazdasejt genomjába, és provírusként szaporodásra kényszeríti a sejtet.
Így kóros sejtszaporulat (tumor) keletkezik a gazdatestben. A tumor lehet jóindulatú (benignus) vagy rosszindulatú (malignus). A benignus tumor néhány osztódási ciklus után leáll, a malignus viszont korlátlanul szaporodik, szóródhat, áttétet képezhet.
Néhány példa a legismertebb vírusokra
• Fágok, azaz baktériumokat fertőző vírusok.
• Növényeket fertőző vírusok:
mozaikvírusok
gyűrűfoltosságot okozók
• Állatokat fertőző vírusok:
száj- és körömfájás sertéspestis
baromfipestis veszettség
• Emberre veszélyes vírusok:
influenza bárányhimlő
rózsahimlő (rubeola) kanyaró
mumpsz
agyhártyagyulladás agyvelőgyulladás gyermekparalízis herpesz
méhnyakrák májrák
orr-garat rák szemölcs
fertőző májgyulladás AIDS
Köszönöm a figyelmet!
Forrás:
Lomniczi Béla: Vírusok – Fertőző gének http://hu.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADrus
http://www.oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/mezgaz/mikrobio/biomernok/eloj egyzet2.pdf
