Curs 1 - Structura si modul de replicare a virusurilor
Virusurile nu sunt numai agenti etiologici ai unor boli
infectioase, ci si instrumente extraordinar de versatile pentru
terapia unor boli din cele mai diverse. Exista virusuri care sunt
folosite ca vectori (vehicule de transport) pentru o serie de gene,
gene care pot fi ilustrate in tesuturi din ce in ce mai diverse si
care pot fi baza unei terapii moderne (terapia genica sau a
medicinei personalizate).Prof. Stefan S. Nicolau - prima catedra
din lume dedicata studiului virusurilor
Virusurile au fost cunoscute foarte tarziu, deoarece talia lor
este extraordiar de mica, se masoara in nm = 10 -9 m (bacteriile se
masoara in microni).Virusurile sunt ultrafiltrante adica trec prin
filtrele obisnuite folosite pentru purificarea bacteriilor si de
multe ori in bolile infectioase s-a cautat un agent etiologic care
se credea ca este asemanator bacteriilor, insa s-a pierdut acest
agent datorita ultrafiltrabilitatii.Primele virusuri au fost
descoperite foarte tarziu (1892) s-a descris un fluid infectios viu
care ar putea sa dea o boala infectioasa la plante virusul
mozaicului tutunului (frunzele patate au fost luate, mojarate si
apoi filtrate, rezultand un lichid care se presupunea a fi steril;
acesta a fost pus pe plante sanatoase si la nivelul lor s-au
dezvoltat rapid aceleasi tip leziuni astfel s-a constatat ca exista
un agent ultrafiltrant extraordinar de mic care trece prin filtrele
bacteriene obisnuite si care este contagios, se transmite);Al
doilea virus descoperit - un virus animal virusul febrei aftoase
(boala care se manifesta prin aparitia unor ulceratii nu numai la
nivelul mucoasei gingivale, ci pe intreg tubul digestiv si care
afecteaza major productia de carne si derivate de carne)Virusurile
se vad numai la microscopul electronic (1931).
Virusul poliomieliticIn 1909 - primul virus care afecteaza omul
- virusul poliomielitic care determina o boala extraordinar de
severa: paralizia infantila/poliomielita - determina afectiuni
severe in special in copilarie, afectiuni care provoaca sechele
neuromotorii si handicap motor permanent necesitand protezare si o
serie de interventii chirurgicale foarte dificile (spre exemplu,
atrofie musculara severa la nivelul mb inferior picior ecvin picior
mai scurt decat celalalt, cu pozitie vicioasa, cu mers schiopatat
si cu musculatura perfect atrofiata sechela determinata de
afectarea neuronilor motori periferici din coarnele anterioare ale
maduvei spinarii).Boala este o viroza cu transmitere
digestiva.Virusul exista in ape curgatoare, este foarte stabil in
mediul extern, rezista la variatii foarte mari de temperatura si
poate contamina apa potabila sau poate contamina fructele si
legumele, fiind ingerat si adus in organismul uman. Se replica
major la nivelul instinului subtire si se elimina prin materiile
fecale.In 1:100 de cazuri infectia cu virusul poliomielitic se
cantoneaza la nivelul maduvei spinarii numai unul din 100 de cazuri
este de natura paralitica, dar nr de cazuri este unul foarte mare
de ordinul zecilor de miloane la nivel global.In momentul in care
virusul ajunge la nivelul maduvei spinarii incepe sa afecteze
neuronii motori din coarnele anterioare ale maduvei, determinand
criza neuronala - aparitia unui infiltrat inflamator si aparitia
unor fenomene specifice de tip neuronofagie - macrofagele din jur
incep sa omoare neuronii infectati leziuni permanente sub forma
unor paralizii flasce acute cu degenerescenta nervoasa si
musculara.Poliomielita poate fi localizata strict la nivelul
maduvei spinarii (poliospinala) cu astfel de leziuni permanente sau
se poate cantona la nivelul bulbului rahidian si poate genera o
forma de poliomielita bulbara cu insuficienta respiratorie
progresiva care necesita protezarea respiratorie permanenta.
Structura virusurilorOrice virus este alcatuit obligatoriu
dintr-un acid nucleic = genomul viral, de tip ARN sau ADN,
niciodata ambele molecule in acelasi virus 2 mari categorii de
virusuri :1.virusuri cu genom ARN = ribovirusuri de obicei genomul
lor este simplu spiralat (ARNss)2.virusuri cu genon ADN =
dezoxiribovirusuri de obicei genomul lor este dublu spiralat
(ADNds)Dpdv al compozitiei, AN virali sunt identici cu AN celulari.
Exista aceleasi caramizi = nucleotide, aceleasi baze azotate care
intra in compozitia nucleotidelor; singura diferenta vine din
inexistenta in interiorul virusurilor a INTRONILOR (portiune
non-codate) pentru cafiecare portiune din acidul nucleic viral
trebuie tradusa intr-o proteina. Acizii nucleici virali sunt prea
mici ca sa-si poata permite sa aiba portiuni non-codate, deci nu
exista introni pe suprafata genomului viral.Este foarte greu sa
interferi un acid nucleic viral fara sa afectezi si un acid nucleic
celular medicamentele antivirale trebuie sa gaseasca niste brese in
modul de multiplicare al virusurilor care sa permita interferarea
virusului si fara sa afecteze prea mult celula.In afara genomului,
exista o serie de invelisuri proteice; multe virusuri au un singur
invelis proteic obligatoriu care poarta numele de CAPSIDA de natura
proteica si este in intregime codificata de acidul nucleic viral.
Proteinele care intra in alcatuirea capsidei sunt traduse in
interiorul unei celule-gazda pe matrita acidului nucleic viral.Alte
virusuri mai au si invelisuri pericapsidare, unele foarte complexe
au si un invelis care se numeste ANVELOPA si care seamana cu o
membrana celulara. Anvelopa este un bistrat lipidic la suprafata
caruia exista o serie de proiectii glicoproteice (per total,
structura glicolipidoproteica). Virusurile anvelopate, mai complexe
si de dimensiuni mai mari, sunt mai putin stabile decat virusurile
neanvelopate, pentru ca invelisul extern este mult mai susceptibil
la actiunea unor solventi (detergent),variatii de temperatura.
Virusurile neanvelopate nu au decat un invelis proteic care
alcatuieste un fel de carcasa solida, foarte greu de atacat de
conditiile mediului extern.
Virusul este o particula virala elementara = VIRION.In fiecare
virion definim cateva lucruri: tipul de acid nucleic (ADN sau ARN )
+ o serie de alte informatii daca sunt anvelopate sau nu cum este
organizata capsida: prin asamblarea unor structuri identice
CAPSOMERE = proteine individuale codificate de genomul viral si
care se unesc dupa o anumita simetrie. Multe virusuri simple, in
special virusurile filiforme care seamana cu virusurile plantelor
au simetrie helicoidala capsomerele se asambleaza precum petalele
unei flori in jurul helixului aciului nucleic viral, formand un
tunel (por) central de care se agata acidul nucleic viral. Este
caracteristica virusurilor mai simple, mai putin evoluate.A doua
forma de organizare e capsidei este prin asamblarea capsomerelor
dupa o simetrie icosaedrica (20 fete-triunghi echilateral),
majoritar intlanita la virusurile animale. Acest mod de asamblare a
capsomerelor permite crearea unui volum maxim in interior pentru o
suprafata minina de acoperire. AN nu depasseste niciodata 10 kb si
codifica toate proteinele virale. In aceste structuri = VIRIONI
(particula elementara) virusurile supravietuiesc in mediul
extracelular, insa marea majoritate a vietii virusurilor se petrece
in interiorul unei celule, asta pentru ca virusurile sunt paraziti
strict intracelulari si nu pot sa supravietuiasca decat in
interiorul unei celule vii, deoarece virusurile nu au ribozomi deci
nu au mecanisme de sinteza proteica si nu au mitocondrii deci nu au
surse proprii de energie.
Singurul scop al virusurilor este sa se multiplice si sa
supravietuiasca; pentru asta trebuie sa se raspandeasca si sa
infecteze in permanenta cate o gazda care sa le asigure ribozomii
si mitocondriile. Ceea ce se intampla cu gazda respectiva nu are
nicio importanta pentru virus, pentru un virus este perfect egal
daca in urma trecerii sale pe acolo gazda isi revine complet (deci
face o infectie usoara) sau gazda decedeaza (deci face o infectie
grava).Singurul obiectiv al virusurilor este sa se multiplice si sa
supravietuiasca si pentru asta au neaparat nevoie de o celula vie,
asa incat forma in care sa gasim virusurile cel mai frecvent o sa
fie in interiorul unei celule vii si pentru asta trebuie ca un
virus:1. sa patrunda in celula respectiva, 2. sa foloseasca
mecanismele celulei pentru propria reproducere si 3. sa se
elibereze din celula respectiva, gasind alte gazde disponibile
Prin urmare, pentru orice virus trebuie sa cunoastem ceea ce se
cheama ciclul replicativ viral modul in care virusul se replica in
interiorul unei celule vii, si atunci o sa avem de-a face:1. cu un
virion initial care se cheama virion parental (parinte) - patrunde
intr-o celula vie pe care o deturneaza de la metabolismul ei
normal, acaparandu-i toate mecanismele pentru propria multiplicare
si prin care se elibereaza ulterior producand o serie de virioni
care se numesc 2. virioni progeni (copii) ceea ce rezulta in urma
multiplicarii virusului in celula gazda.
O celula gazda e o celula in care virusul poate sa patrunda
adica o celula susceptibila la infectie; nu orice celula vie poate
sa fie infectata cu orice tip de virus. Trebuie ca aceasta celula
sa permita patrunderea virusului, iar acest lucru se realizeaza
prin existenta unor receptori specifici pe membrana celulei = sunt
structuri fiziologice existente pe membrana celulei pe care virusul
adaptat in cursul anilor le poate folosi drept porti de
intrare.Receptorii virusurilor sunt neuromediatori, sunt molecule
importante in raspunsul imun, sunt tot felul de componente
structurale ale tesuturilor. In momentul in care o celula este
infectata (cand un virus intra in celula) acesti receptori sunt
blocati, sunt luati de la rolul lor natural si celula respectiva
este perturbata de la functia ei fiziologica .
De ex, in cursul unor infectii virale anumite medicamente pe
care le iau bolnavii cronici nu mai sunt la fel de active pentru ca
folosesc aceiasi receptori care acum sunt folositi de virusuri si
dozele de medicamente trebuie ajustate corespunzator in cursul
infectiei virale, apoi readuse la nivelul normal dupa ce aceasta
infectie virala se vindeca.
Exemple de receptori: virusul rabic care determina turbarea:
receptorul pentru Ach pe care il gaseste la nivelul jonctiunii
neuromusculare (virusul se transmite prin muscatura unui animal
infectat, el trebuie sa se replice initial intr-un tesut muscular,
dar are afinitate maxima pentru celulele nervoase si atunci
foloseste acest receptor pentru Ach ca sa ajunga la tesutul care
este mai prielnic)
virusul HIV: determinantul antigenic CD4 defineste fenotipul LT
Helper participa la recunoasterea Ag virale facand legatura cu MHC
II in mod normal cand intra un agent strain in organism, de ex
virsul HIV, este preluat de niste fagocite (macrofag) care trebuie
mai departe sa il duca sa il prezinte celulelor sistemului imun; in
cazul asta insa prezentarea se face tocmai prin intermediul acestui
receptor CD4 care ii permite virusului sa infecteze niste celule
altfel inaccesibile - LTH care sunt principalele celule in care
acest virus se multiplica, deci intotdeauna virusul isi ia niste
porti de intrare foarte accesibile si le foloseste pentru a
patrunde in interiorul unei celule susceptibile.
In concluzie, celula susceptibila la infectia virala este celula
care are receptori specifici pe suprafata, celulele care nu au
acesti receptori pe suprafata sunt rezistente in mod natural la
infectia virala. Daca putem sa luam un receptor de pe suprafata
celulei fara sa alteram prea mult functia normala a celulei
respective = terapie excelenta, virusul nu mai are cum sa patrunda
in interiorul acelei celule.
Mai departe, celula trebuie sa fie permisiva, adica echipamentul
ei enzimatic care exista in interior, tipul de polimeraze active
acolo trebuie sa permita multiplicarea virusului.
Pentru ca un ciclu replicativ viral sa decurga corespunzator
trebuie sa avem o celula susceptibila si permisiva pentru infectia
virala; daca avem doar o celula susceptibila care nu permite mai
departe replicarea virusului o sa facem ceea ce se cheama infectie
abortiva, adica virusul intra in celula dar nu reuseste sa se
inmulteasca corespunzator simptomatologie minora sau absenta
complet, dar o sa avem semnele trecerii prin boala datorita
prezentei unor Ac specifici antivirali care sunt indreptati numai
impotriva acestor prime virusuri care au infectat, nu si impotriva
progeniturilor rezultate in urma multiplicarii virale.
CICLUL REPLICATIV VIRAL
In vitro, ciclul replicativ viral se imparte in 3 etape mari
succesive (fiecare cu cate 3 subetape), care se intrica in vivo,
nefiind exact delimitate:
1. Faza de Eclipsa virusul se ataseaza de receptorii celulari si
patrunde in interiorul celulei; in acesta etapa avem aceeasi
cantitate de virus ca la inceput, nu se produce practic nicio
crestere a cantitatii de virus; virusul este ocupat numai sa treaca
din exteriorul in interiorul celulei ceea ce duce la o pierdere
temporara a infectivitatii sale care da numele fazei; virusul e
eclipsat, infectivitatea lui nu se exprima bine in faza asta, se
afla atat in afara, cat si in interiorul celulei (FAZA DE
STATIONARE);
2. Faza de crestere logaritmica- foarte importanta; invelisurile
proteice au fost indepartate singura portiune care conteaza este
acidul nucleic viral. Acest acid nucleic viral serveste ca matrita
pentru sinteza in interiorul celulei gazda, folosind mecanismele
acesteia si formandu-si copii identice (AN viral nou) si invelisuri
proteice noi, deci niste componente care se preformeaza in
interiorul unei celule si din care vor rezulta virioni completi la
sfarsit (virioni progeni, formati pe matrita virionului parental);
acesti virioni completi urmeaza sa fie fabricati in cea de a treia
etapa a ciclului replicativ viral (FAZA DE MULTIPLICARE - in care
s-au sintetizat multe componente separate pe matrita furnizata de
acidul nucleic initial)
3. Faza de platou FAZA STATIONARA in care nu mai creste
concentratia componentelor virale, dar ele se unesc formand
virionii care trebuie eliberati din celula infectata.
Pentru fiecare din aceste trei etape exista cateva
particularitati.
1. ECLIPSAIn eclipsa sunt 3 faze importante:
a. ADSORBTIA Este un fenomen pasiv, virusul nu are organe de
locomotie, prin urmare nu se misca, nu e dirijat inspre o anumita
celula; pur si simplu a patruns intr-un organism si prin difuziune
pasiva (prin miscare browniana) se loveste de tot felul de celule
pana cand gaseste una care are receptori proces nefavorabil pentru
virus pt ca permite mecanismelor de aparare ale gazdei sa se
mobilizeze si sa inlature ceea ce nu reuseste sa ajunga la
celula-tinta in timp real. In momentul in care s-a gasit o celula
susceptibila, atunci are loc atasarea virusului la receptori si
aceasta atasare se face in mod diferit pentru virusrile anvelopate
si cele neanvelopate. Pentru virusurile anvelopate exista niste
proiectii de natura proteica sau glicoproteica care au niste
epitopi (niste situsuri antigenice, niste portiuni mici) care se
leaga la receptori; e foarte important ca aceste portiuni sa fie
inalt conservate si sa nu se schimbe niciodata pentru ca virusul
(indiferent de modificarile pe care le sufera in cursul replicarii)
sa recunoasca intotdeauna aceleasi celule.Virusurile neanvelopate
nu au aceste proiectii de suprafata, au doar cochilia capsida si la
locul de unire al capsomerelor se formeaza de obicei niste
depresiuni extraordinar de mici ca dimensiune = canioane; in aceste
canioane se gasesc epitopii care recunosc receptorii celulari asta
conditioneaza un anumit tip de receptori celulari si un anumit tip
de celula (care va fi) infectata si anume acele celule care poseda
niste receptori lungi filiformi si care sunt de obicei molecule de
adeziune intercelulara;de aceea, celulele infectate sunt de cele
mai multe ori celule epiteliale, celule din tesuturi de sustinere
si mai putin celule inalt specializate pentru ca numai primele
mentionate au tipuri de receptori necesari pentru cuplarea la
virusurile neanvelopate.
Exista 2 modele de cuplare: unul este un model la distanta
(model in punte) pt ca exista aceste proiectii de la nivelul
anvelopei virale care se leaga de alte proiectii de pe membrana
celulara receptori si exista modelul creasta-canion celula are o
creasta (prelungire; receptorul) care patrunde intr-o depresiune
(canion) existenta pe capsida virusurilor neanvelopate.
Anticorpii blocheaza usor virusurile anvelopate, atasandu-se de
glicoproteinele de suprafata, dar blocheaza mai greu pe cei
neanvelopati, nereusind sa blocheze complet, ceea ce poate sa duca
la atasarea de receptorii celulari chiar daca se formeaza complexe
Ac-Ag virale ale unor virusuri neanvelopate.In momentul adsorbtiei,
se produc modificari conformationale ale proteinelor virale care
expun noi domenii susceptibile de a cupla alti determinati de pe
membrana celulei numiti coreceptori, cu modularea tropismului
viral. Sunt cunoscuti receptorii pentru cca 90 specii de virusuri:
structuri asemanatoare proteinelor din superfamilia Ig, proteine de
semnalizare, etc. O importanta aparte are folosirea drept receptori
a unor molecule care caracterizeaza celulele imunocompetente.
Acesti determinati de citodiferentiere numiti CD caracterizeaza
elementele figurate ale sangelui, normale sau patologice, in stare
de repaus sau de activitate.
b. INTERNALIZAREAInternalizarea este conditionata de modul de
adsorbtie.
Pentru un virus anvelopat, dupa ce proiectia anvelopei s-a legat
la receptor, au loc o serie de modificari conformationale in
structura virusului.De ex: o proiectie globulara se transforma
intr-o proiectie piriforma, se produc niste modificari la nivelul
suprafetei virusului; virionul arata cu totul altfel, a inceput sa
se destabilizeze, sa se schimbe si asta permite expunerea unor
structuri care erau situate anterior undeva in interiorul
invelisurilor virale; se expune o structura care initial era
cuprinsa in interiorul glicoproteinei de suprafata si care joaca
rolul unui factor de fuziune adica este acela care va amesteca
lipidele din anvelopa virusului cu cele din membrana celulara si va
crea un corp de fuziune prin care acidul nucleic viral va patrunde
in interiorul celulei, in timp ce invelisurile raman la
suprafata.Singurul care conteaza pentru reproducerea virusului este
acidul nucleic viral = purtatorul infectivitatii virale.
Invelisurile proteice sunt purtatoarele antigenicitatii, ele nu au
nici un fel de importanta pentu reproducerea virusului, deci
factorii de fuziune permit intrarea virusului in celule.
Toate aceste etape ale ciclului replicativ viral sunt tinte ale
medicamentelor antivirale. Daca stim ca un virus are un factor de
fuziune, atunci putem sa incercam sa-l blocam.De ex, pt virusul
HIV, toti factorii de fuziune au o structura asemanatoare unor
amortizoare, sunt compusi din mai multe parti flexibile care se
pliaza una pe cealalta si care in timp ce fac miscarea aceasta
reusesc sa amestece lipidele din membrana celulara cu cele din
anvelopa virusului.Exista un medicament (Fuzeon) activ impotriva
HIV care rigidizeaza aceasta structura, se interpune exact intre
spirele care alcatuiesc factorul de fuziune si impiedica miscarea
de mixaj fuziunea si internalizarea virusului nu se mai produc, iar
virusul este lasat in afara celulei prin adaosul unui astfel de
factor.
Pentru virusurile neanvelopate nu se poate administra un
asemenea medicament pt ca ele patrund altfel in celula, nu au
niciun fel de factor de fuziune; sunt la mila celulei pentru a
intra in interiorul ei si aici profita de niste mecanisme pe care
celula le are oricum si prin care absoarbe substante nutritive sau
internalizeaza tot felul de alte molecule fiziologice = proces
numit ENDOCITOZA.
In momentul in care un virus se leaga la un receptor, impune o
redistribuire a tuturor receptorilor; in mod normal moleculele
acestea sunt distribuite egal pe suprafata membranei celulare, dar
cand se produce acest punct de contact vin toate in jurul locului
de contact; asa se intampla in mod fiziologic cand se transporta
ceva in interiorul unei celule si in acest mod se creeaza un fel de
invaginare la nivelul membranei celulare care aduce inauntrul
citoplasmei acel ceva din afara virusul care patrunde in interiorul
citoplasmei celulare unde va fuziona cu lizozomii din citoplasma
care vor degrada invelisurile proteice si vor lasa din nou numai
acidul nucleic viral singurul care conteaza.
Toata aceasta faza de eclipsa este dependenta de invelisurile
proteice, deci aceste invelisuri servesc virusului pentru forma
extracelulara si pentru patrunderea la nivelul celulei gazda.
Un virus poate sa functioneze ca un vector, ca un mecanism de
transport si de injectarea a unui acid nucleic.Daca virusul vine cu
propriul lui acid nucleic, atunci pe acidul asta nucleic incepe
multiplicarea.Un bacteriofag este un virus al bacteriilor,virus
foarte simplu in care acidul nucleic viral este cuplat cu niste
invelisuri proteice care au fost marcate cu un izotop radioactiv,
acidul nucleic cu un alt izotop radioactiv, s-a infectat o bacterie
si apoi s-a centrifugat cultura asta infectata; acidul nucleic se
depune, este locul in care se gaseste radioactivitatea si in
supernatant (ceea ce ramane deasupra) sunt invelisurile proteice
unde nu s-a gasit deloc reactivitate din parinte a ramas numai
partea de ac nucleic, partea de invelisuri proteice s-a pierdut in
timpul multiplicarii iar partea de ac nucleic se regaseste in toate
celulele fiice generate, toti virionii progeni in acest caz.
2. Faza de crestere logaritmica
In replicarea oricarui virus exista o faza extraordinar de
importanta - pe genomul parental trebuie sa se sintetizeze un ARNm
care trebuie sa ajunga la ribozomii celulei gazda si sa inceapa sa
fabrice proteine virale. Deci dupa faza de eclipsa, in celula nu
avem decat genomul viral, iar acesta trebuie sa se autocopieze si
sa serveasca pentru sinteza ARNm care la randul lui sa serveasca
drept matrita pentru producerea proteinelor virale care vor alcatui
invelisurile proteice.
Exista diferite moduri de crestere logaritmica, in functie de
tipul de acid nucleic: a. pentru un virus ADN are loc copierea
acidului nucleic dupa modelul replicarii semiconservative, exact
cum face ADN-ul celular, singurul lucru de care avem nevoie este
reprezentat de polimeraze care sa ajute la copierea propriului cod
genetic (pentru ca celula sa aiba polimeraze, ea trebuie sa fie in
faza de diviziune si virusul FIE infecteaza o celula capabila de
diviziune si se replica odata cu replicarea celulei a carei
crestere normala este perturbata, FIE virusul forteaza celula sa
intre in diviziune atunci cand trebuia sa stea in repaus virusurile
care induc malignizare (tumori, cancere) pentru ca determina o
crestere necontrolata, haotica. Acelasi ADN viral (genomul initial)
trebuie sa serveasca ca matrita pentru sinteza ARN m viral si avem
nevoie de o polimeraza ADN dependenta care sa sintetizeze ARNm
viral si acesta asociat ribozomilor gazdei trebuie sa fabrice
proteinele care sa acopere genomul viral.Exista 3 etape succesive,
astfel: I. se sintetizeaza niste proteine virale timpurii - aceste
proteine fac in celula gazda un fel de nise in care virusul isi
vede mai departe de replicare (celulele infectate prezinta niste
incluzii = fabrici de produse virale, acumulari de proteine virale
timpurii, care sunt marca trecerii prin infectia virala); II. in
interiorul incluziilor, se sintetizeaza acid nucleic viral nou;
III. in final, se sintetizeaza proteinele structurale virale
tardive - capsidele si anvelopele virale; se sintetizeaza pe
matrita alcatuita de noii acizi nucleici virali produsi in
interiorul celulei; de multe ori se sintetizeaza mai multe proteine
decat ar fi nevoie pentru alcatuirea virionilor, iar aceste protein
virale in exces sunt importante pentru ca ele pot fi autoasamblate
si pot alcatui un fel de virioni care nu au acid nucleic particule
vide sau particule asemanatoare virusurilor care sunt antigenice,
induc un raspuns imun si reactioneaza cu el, dar nu sunt
infectioase, nu au deloc acid nucleic viral (pe baza acestei
observatii s-au creat vaccinurile cele mai recente). Ex de virusuri
ADN virusurile cele mai complexe: POX variola si HERPES-VIRUSURILE
care se pot replica si in celule aflate in repaus sau in stadiu de
diferentiere terminala pentru ca isi aduc propriile polimeraze, iar
restul virusurilor mai mici au nevoie de polimerazele celulei
gazda;
b. Virusurile ARN de cele mai multe ori, au un genom simplu
spiralat (ARNss), adica cu o singura spira, iar ceea ce conteaza
este polaritatea acestei spire sunt virusuri ARN cu polaritate
pozitiva [ARNss(+)], deci exista numai spira 5 - functioneaza ca
ARNm, deci ele pot sa-si inceapa replicarea direct cu asocierea la
ribozomi si cu traducerea de proteine, nu au nevoie de alte etape;
ARN-ul lor functioneaza ca ARNm si se duce si se asociaza la
ribozomul celulei gazda si gazda incepe sa ii aduca tot felul de
molecule ARNt (de transport) care poarta aminoacizi si care vor
contribui la crearea unor proteine, fiecare din ele fiind
codificata de secventa acidului nucleic viral.Diferenta fata de
ARNm celular este ca nu exista o portiune 5 metilata asa cum exista
la ARNm eucariot, deci ARN-ul viral nu ar prea avea cum sa se lege
de ribozomi, dar virusurile au rezolvat acest lucru: au facut o
mica pista de aterizare ribozomala la capatul 5 al acidului lor
nucleic = situs intern de intrare la nivelul ribozomilor care
serveste pentru agatarea de ribozomi si este singurul moment in
care virusul cedeaza o mica parte din acidul lui nucleic nu pentru
a codifica o proteina, ci pentru a se lega de aparatul care
codifica proteina respectiva.Pentru un virus ARNss(-) acesta are in
mod obligatoriu asociat acidul nuclei viral cu o transciptaza
(replicaza) virala = enzima preformata care vine din genomul
parental si care serveste ca ARN polimeraza-ARN dependenta, element
pe care celula gazda nu il are si care poate sa sintetizeze spira
complementara (cu polaritate pozitiva) care va juca rol de ARNm de
aici restul va decurge ca la virusurile cu polaritate pozitiva. Pe
matrita ARNm se sintetizeaza atat noi acizi nucleici virali, cat si
proteine virale (aceste proteine se sintetizeaza de obicei intr-o
forma codificata de acidul nucleic nou format).
Faza de crestere logaritmica este foarte fidela pentru
virusurile ADN si foarte variabila pentru virusurile ARN. In cursul
replicarii virale exista posibilitatea unor erori. Recapituland,
pentru multiplicarea virusului, trebuie facuti noi acizi nucleici
din nucleotide care exista intracelular, codificati fiind doar de
matrita virala. In timpul asamblarii, insa, se pot face o serie de
erori care in cazul virusurilor ADN pot fi corectate de aceea
acestea sunt foarte stabile dpdv al genomului si stabile dpdv
antigenic si nu variaza prea mult pentru ca proteinele (partea
antigenica) corespund numai partii genomice initiale, parentale. In
schimb, la virusurile ARN aceasta reproducere a acidului nucleic
este grevata de o serie de erori, polimerazele ARN fac foarte multe
greseli si nu exista mecanisme de corectie pentru ca celula gazda
nu este obisnuita sa sintetizeze ARN. Astfel, in virionii progeni
nu vor exista copii identice (clone) ale virionului parental, ci va
exista o varietate foarte mare de virusuri asemanatoare, insa
distincte.Virusurile ARN exista sub forma unui amestec,a unei
populatii heterogene de virion infectiile cu virus ARN se pot
croniciza pentru ca sunt foarte multe populatii usor diferite care
pot sa scape de sub supravegherea raspunsului imun viral. Din
aceasta cauza, vaccinul corespunzator virusurilor ARN nu va fi la
fel de eficient. Ex de virusuri ARN: virusuri gripale,virusul
hepatitic C,virusul HIV.
3. Faza de platou
In aceasta etapa se succed etapele de maturare, asamblare si
eliberare a virionilor progeni din celula infectata. Asamblarea
este guvernata de legile simetriei care tind sa asigure soliditatea
particulei virale ca element cu minima energie libera. Uneori, in
procesul de asamblare intervin proteine chaperon care dirijeaza
asamblarea posttranslationala, impachetarea proteinelor si previn
agregarea in structuri nefunctionale a lanturilor proteice
nou-sintetizate. Proteinele chaperon sunt implicate in transportul
transmembranar. Virionii se vor elibera in doua moduri, in functie
de tipul de virus.Asamblarea se face cu ajutorul unor proteine
celulare ce joaca rol de schele care duc la formarea unor
invelisuri proteice goale, care inca nu au AN in interior. Se pot
face astfel capside in laborator, lipsite de AN, care se pot
administra ca vaccin. (VHB, HPV). In acest proces se formeaza
viroporine, molecule mici hidrofobe care oligomerizeaza si formeaza
pori in membranele celulelor infectate.
Virusurile anvelopate ies din celula fara sa altereze membrana
celulara. Preiau, insa, o parte din lipidele membranare pe care le
inglobeaza in propria anvelopa, fiind astfel virusuri dublu
codificate (virus + gazda). Procesul se numeste inmugurire.
Virusurile neanvelopate forteaza eliberarea prin membrana
celulara, ceea ce duce la citoliza datorita alterarii membranei
celulare.
PATOGENIA INFECTIILOR VIRALE/ EVOLUTIA CICLICA A VIROZELOR
Transmitere orizontala respiratorie, digestiva , tegumente si
mucoase: contact direct, parenteral, sexual, prin intermediul unor
vectori; verticala materno-fetala: antepartum (nainte de nastere,
transplacentar - ex v. Rubeolos; CMV), peripartum (n cursul
nasterii- ex: HSV2; VHB; HIV) sau postpartum (de multe ori prin
alptare, ex: HIV). Infectia este cu atat mai grava cu cat survine
in fazele timpurii ale embriogenezei, mai ales in primul trimestru
al sarcinei. Doua virusuri sunt atent monitorizate pentru
potentialul lor teratogen: virusul rubeolei si CMV. Transmiterea
poate fi antepartum (inaintea nasterii, transplacentar) si
peripartum (in cursul nasterii) sau postpartum (de multe ori, prin
alaptare). Transmiterea verticala a contribuit la mentinerea
virusurilor in colectivitatile umane primitive (izolate) si cu
densitate mica a locuitorilor.
7