Struttura dei virus


Nell'infezione virale si distinguono due fasi:
Fase intracellulare: replicazione dei componenti virali per
formare particelle virali complete.
Fase extracellulare: particella virale completa, libera e
infettante (detta virione).
Il virione è formato da una
parte centrale (core) e da
un rivestimento (capsìde);
il loro insieme si dice
nucleocapsìde.
Alcuni virus presentano un
ulteriore involucro
membranoso più esterno
(envelope o peplos o
pericapsìde).
Il core



Il core è costituito dal genoma virale (acido nucleico:
RNA o DNA) associato con proteine.
Il DNA virale è generalmente a doppio filamento; solo
nei Parvovirus è a singolo filamento.
L'RNA virale è quasi
sempre a singolo
filamento; in un solo
caso (Reovirus) è a
doppio
filamento
segmentato.
Il capsìde

Il capsìde:
– è costituito da subunità proteiche (capsomeri)
– conferisce una forma caratteristica al virione
– racchiude e protegge il genoma
– presenta,
sulla
superficie,
proteine con
funzioni di
aggancio a
specifici
recettori
cellulari.
L'envelope


L'envelope è costituito da lipidi e glicoproteine.
Queste ultime, quasi sempre, formano proiezioni
sporgenti dalla superficie (spicole), che permettono
al virione di aderire ai recettori della cellula ospite.
Tra l'envelope e il
capsìde sono presenti
proteine di matrice
(proteina M) con funzione
di rinforzo e
connessione; esse
costituiscono gli antigeni
maggiori dei virioni.

Virus con
pericapside
Esempi di simmetria virale
Morfologia
Ac. nucleico
Famiglia
Virus
 Capside
icosaedrico
nudo
DNA
Parvovirus
Papovavirus
Adenovirus
Picornavirus
Reovirus
Adenoassociati
Papilloma/Polyoma
 Capside
icosaedrico
rivestito
DNA
Herpesvirus
Hepadnavirus
Herpes simplex
Epatite B (HBV)
 Capside
elicoidale
nudo
RNA
Virus di piante
Mosaico del tabacco
 Capside
elicoidale
rivestito
RNA
Orthomyxovirus
Paramyxovirus
Rhabdovirus
Influenza
Parotite
Stomatite vescicolare
 Capside
a simmetria
binaria
DNA
Grandi
batteriofagi
Colifagi serie T pari
 Virioni
complessi
DNA
Poxvirus
RNA
Polio
Vaiolo / Vaccino
Virus a simmetria icosaedrica (Adenovirus)
Virus a simmetria icosaedrica
Virus a
simmetria
elicoidale
(Mosaico
del
tabacco)
Struttura dei Virus
Virus del mosaico del Tabacco.
Calici Virus
Rhinovirus
HIV
VSV Vesicular stomatitis virus
Batteriofago T4
Batteriofagi
Batteriofagi adesi a un batterio
ADSORBIMENTO
PENETRAZIONE
UNCOATING
FUNZIONI
DELLA
CELLULA OSPITE
Trascrizione
Traduzione
REPLICAZIONE
CICLO
REPLICATIVO
VIRALE
ASSEMBLAGGIO
(MATURAZIONE)
RILASCIO
MOLTIPLICAZIONE VIRALE
Moltiplicazione virale - 1
Adsorbimento: attacco del virione alla
superficie della cellula ospite in conseguenza
del legame tra recettori specifici sulla
membrana cellulare e siti di combinazione
specifici sulla superficie del virione.
Adenovirus animali adesi su emazia di pollo
Moltiplicazione virale - 2
 Penetrazione: ingresso del virione nella cellula
ospite.
La penetrazione avviene generalmente per
endocitosi (formazione di un vacuolo
intracitoplasmatico) o per fusione (cioè fusione
diretta dell’envelope alla membrana cellulare).
Penetrazione per endocitosi di un virus nudo
Penetrazione
per fusione di
un virus
rivestito
Penetrazione
per endocitosi
di un virus
rivestito
Moltiplicazione virale - 3
 Spoliazione: rimozione del capside e liberazione citoplasmatica del
genoma virale.
Le proteine del capside vengono disgregate dagli enzimi idrolitici
(proteasi) contenuti nei lisosomi o localizzati alla superficie della
cellula.
Da questa tappa inizia la fase di eclissi: dalla scomparsa del virione
alla comparsa nel citoplasma di nuove particelle virali (per
osservazione al M.E.).
In questa fase il genoma virale acquisisce il controllo del
metabolismo cellulare finalizzandolo alla sintesi macromolecolare dei
componenti virali.
Moltiplicazione virale - 4
Replicazione: le varie parti del virus sono
costruite separatamente in siti cellulari spesso
diversi:
a) duplicazione dell’acido nucleico
b) (trascrizione e) traduzione del messaggio
virale per formare proteine virali.
Moltiplicazione virale - 5
Montaggio: le varie parti del virus vengono
assemblate per formare il virione.
Moltiplicazione virale - 6
I virus nudi vengono eliminati per rottura della
membrana citoplasmatica e quindi lisi della cellula.
I virus con envelope gemmano attraverso la
membrana citoplasmatica, i cui componenti formano
quest’ultimo rivestimento.
 Liberazione: il virione fuoriesce dalla cellula.
Liberazione virale per lisi cellulare
Fasi della
gemmazione
virale - 1
Fasi della gemmazione virale - 2
Fasi della gemmazione virale - 3
Rilascio del virus per gemmazione
Virioni di HIV
gemmanti da
un linfocita T
Replicazione virale
Virus a RNA a singolo filamento con polarità
positiva* (Picornavirus, Togavirus)
Interamente tradotto
(+) RNA
parentale
(come mRNA cellulare)
in una poliproteina
da cui originano le varie
proteine funzionali
trascrittasi
(codificata dal virus)
(-) RNA
trascrittasi
(codificata dal virus)
(+) RNA
copia
Progenie
virale
*stessa sequenza dell'mRNA cellulare
Proteine strutturali
Trascrittasi:
RNA-polimerasi
RNA-dipendente
Replicazione virale
 Virus a RNA a singolo filamento (Orthomyxovirus, Paramyxovirus,
Arenavirus) o a doppio filamento (Reovirus) con polarità negativa
(-) RNA
parentale
trascrittasi
(presente nel virione)
(+) RNA
messaggero
Traduzione nelle varie
proteine funzionali
trascrittasi
(codificata dal virus)
(+) RNA
trascrittasi
(codificata dal virus)
(-) RNA
copia
Progenie
virale
Trascrittasi:
RNA-polimerasi
RNA-dipendente
Proteine strutturali
Replicazione virale
Virus a DNA a doppio filamento (Herpesvirus,
Papovavirus, Adenovirus)
DNA
parentale
RNA-polimerasi
cellulare
RNA-polimerasi
cellulare
mRNA ()
Proteine 
(proteine
funzionali
e strutturali)
mRNA ()
Proteine 
DNA-polimerasi
virale
DNA
copia
Progenie
virale
RNA-polimerasi
cellulare
mRNA ()
Proteine 
(proteine
strutturali)
Replicazione virale
 Virus a RNA con trascrittasi inversa (Retrovirus)
RNA
parentale
trascrittasi inversa
(presente nel virione)
DNA
bicatenario
DNA integrato nel
genoma cellulare
RNA-polimerasi
cellulare
mRNA
Poliproteine
Trascrittasi inversa:
DNA-polimerasi
RNA-dipendente
RNA
copia
Proteine strutturali
Progenie
virale
Replicazione
• Il rapporto fra particelle/infettività può essere basso.
Qualche volta solo 1 su 1000 virioni sono infettanti.
• La maggior parte delle infezioni sono abortive.
Replicazione
Fase di
eclissi
• Fase di eclissi : soltanto una piccola quota di virus
parentali è presente. Inizia la replicazione del genoma
virale. La durata varia da minuti a ore.
Replicazione
MATURAZIONE
 Fase di maturazione: i virus si accumulano nelle cellule e nello
spazio circostante. Le cellule infettate con ciclo litico sono
metabolicamente disturbate e muoiono, la produzione virale cessa.
Il titolo virale scende lentamente. Le cellule infettate con virus
non litici possono continuare a produrre particelle virali
indefinitamente.
Replicazione
 Il ciclo di replicazione dura meno di un’ora per molti
batteriofagi, 6-8 ore per le Picornaviridae e più di 40
ore negli Herpesviridae.
 Cellule infettate con Poliovirus possono dare più di
100000 virus per cellula.
Coltivazione dei virus
Animali da esperimento: si riproducono
manifestazioni cliniche e lesioni specifiche.
Uova embrionate: si formano lesioni specifiche nei
diversi siti di inoculazione.
Colture cellulari: si producono effetti citopatici (lisi,
vacuolizzazione, cellule giganti multinucleate
[sincizi]).
Coltivazione dei virus
nell’uovo embrionato di pollo
Colture
cellulari