els virus: robots biològics en la frontera de la vida

Els Virus: Robots biològics en la frontera de la vida

II. CICLE VIRAL

4. Cicle viral i dinàmica de processos (1)

4. Cicle Viral

Cicle viral i dinàmica de processos (1)

Generalitats

Adsorció i penetració

Cicle Viral: Generalitats

Esta dividit en 5 fases:

Adsorció: la infecció pròpiament dita

Penetració àcid nucleic (bacteriòfags)

nucleocàpside (virus d’Eucariotes)

Expressió, regulació i síntesi: la fase més complexa. Inclou tots els processos de control i expressió gènica, síntesi de proteïnes virals i replicació del genoma.

Acoblament: maduració dels virions dins l’hoste.

Alliberament: per diferents mecanismes depenent del virus.

Cicle Viral: Generalitats

One Step Growth

Cicle Viral: Generalitats

Cicle Viral: Generalitats

Temps des de la infecció

Bacteriòfags Virus d’Eucariotes

Eclipsi 1 – 5’ 10 – 12h

Acumulació 5 – 10’ 12 – 22h

Alliberament 20 – 25’ +18h

Mida d’explosió

100 – 1000

T4: 150 – 200

10 – 10000

Cicle Viral: Generalitats

VIRUS

No Atenuats

Atenuats: capaços de lisogenitzar l’hoste. Estat de profag. Inducció>llisi o alliberament continuat.

Lítics obligats: cicle lític més o menys virulent.

Crònics: alliberament continuat de virions sense lisar l’hoste.

Cicle Viral: Generalitats

LISOGÈNICLÍTIC

Cicle Viral: Generalitats

Cicle lític: punts clau desconnexió hoste transcripció gens virals replicació massiva del genoma viral síntesi massiva de proteïnes estructurals acoblament i maduració dels virions alliberament

Cicle lisogènic: punts clau integració al genoma de l’hoste evitar l’expressió dels gens lítics estabilització: control estricte de l’expressió gènica inducció: desintegració del genoma processos lítics (a dalt)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Fase I: Adsorció (infecció)

Rang d’hostes

Especificitat: depèn de:

Reconeixement entre els receptors virals i els cel·lulars (procés físico-químic)

Eficàcia de l’adsorció

Col·lisió fortuïta (moviment Brownià, orientació correcta)

Estructura dels receptors

Concentració iònica del medi, pH, etc.

Relació virions/cèl·lula (moi)

Densitat de receptors en la membrana

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Virió–Cèl·lula Condicions

T4–E coliT5–E coli–E coliRhinovirus–HeLaCoxsackie–HeLaAdenovirus–Hematíes

0.5% NaClMg2+, Ca2+

Mg2+

Mg2+, Ca2+

pH 3 – 5pH 5.5 – 8.7

Condicions iòniques per a un correcte reconeixement

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Bacteriòfags

Lipopolisacàrids de la membrana externa (Gramnegatius)

Àcids teicoics (Grampositius)

Lipoproteïnes i glucoproteïnes de membrana o paret

Porines de transport de diferents substàncies

Fag Receptors

T3, T4

T2

T1, T5

T6

f1, RS2sp50

Core dels lipopolisacàridsPorina Omp F

Porina Ton A (ferricroms)Porina Tsx (nucleòsids)Porina Lam B (maltosa)

Flagel de SalmonellaPil·li sexual

Àcids teicoics de Bacillus

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Adsorció en Bacteriòfags: l’exemple del T4

Diferents fases: Fase reversible: fibres de la cua (3 de 6)

Fase irreversible: fibres de la placa basal (6 de 6)

Contracció i injecció: de la cua i injecció del aa.nn.

: fibra cua (porina LamB)

P22: proteïnes P9 de la placa basal. Enllaços Gal-Man del antigen O del LPS. Activitat lítica.

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració

http://www.mansfield.ohio-state.edu/~sabedon/beg_phage_images.htmhttp://www.cellsalive.com

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cua T4: paper cabdal en la injecció. Té una estructura helicoidal (hexagonal en el tall transversal). Constituïda per 144 còpies d’una única proteïna (gp18).

Conformació estesa: 24 anells de sis subunitats (24×6). Conformació en contracció: de 24×6 a 12×12

Adsorció irreversible canvi conformacional Hexàgon Estel

Cicle Viral: Adsorció i penetració

http://www.sb.fsu.edu/~caspar/animation/

Cicle Viral: Adsorció i penetracióStructure of the cell-puncturing device of bacteriophage T4

Kanamaru et al.,Nature, Vol 451, 553–557 (2002)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Adsorció en virus d’animals

Gran diversitat de molècules receptores. Sovint apareixen co-receptors Entrada de la nucleocàpside sencera, mai l’aa.nn. sol!

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Virus Receptor Funció Co-receptor

Adenovirus CAR (Coxsackie & Adenovirus receptor)

Ig–like Diferents integrines

Virus Epstein–Bar CD21 Ig–like MHC class II

Herpes simplex Heparan–sulfat (polisacàrid unit a

proteïnes amb sulfats del teixit

connectiu)

Glicosaminoglicà del teixit connectiu

Hve A, Pvr

Influenza virus Àcid Siàlic Carbohidrat –

Xarampió SLAM Limfòcits T i B –

Poliovirus Pvr Ig–like –

Rhinovirus ICAM-1 Adhesivitat, Ig–like –

HIV CD4 Ig–like (T helpers) CCR5 i CXCR4 (receptors de citoquines)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Adsorció en virus d’animals

Cicle Viral: Adsorció i penetració

els pèptids de fusió(Paramyxovirus)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

els pèptids de fusió(Orthomyxovirus)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

HIV

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Adsorció en virus de plantes

Normalment l’entrada és directa al citoplasma sense travessar la paret cel·lular (massa rígida). Tenim diferents alternatives:

Lesions en la cutícula o abrasions Pol·len o llavors (planta prèviament infectada) Vegetativa (per estolons, rizomes) Rizosfera Artificial: esqueixos, empelts (de planta infectada) Vectors: Insectes, Nemàtodes o fongs paràsits. Els

insectes poden infectar directament el teixit vascular mitjançant el fibló. Moviment vascular (2,5 cm/min)

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració

Cicle Viral: Adsorció i penetració