Come è fatto un virus ?
un virus è un complesso macromolecolare formato da
acido nucleico: il genoma del virus,) racchiuso in un
involucro proteico: (capside
in alcuni casi è presente una membrana lipidica:
involucro pericapsidico
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- Mancanza del sistema generatore di ATP
- Mancanza di attività metabolica
- Mancanza di membrane interne e ribosomi
(ecc.
Arenavirus)
- Un solo tipo di acido nucleico
(ecc. Poxvirus: virus a DNA, tracce di RNA
Retrovirus: virus a RNA, tracce di DNA)
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SPETTRO D’OSPITE
AMPIO : VIRUS CHE INFETTANO UN’AMPIA VARIETA’ DI OSPITI
(Es. RHABDOVIRUS: dall’uomo agli insetti)
LIMITATO: VIRUS CHE INFETTANO SOLO OSPITI PARTICOLARI
(Es. Virus di EPSTAIN-BARR: Linfociti B umani
Alcuni BATTERIOFAGI: un unico ceppo di E.Coli)
1. PROTEINE VIRALI (superficie del virione)
2. RECETTORI CELLULARI (superficie della cellula ospite)
3. FUNZIONI CELLULARI
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contiene tutte le informazioni necessarie per la
replicazione del virus
contenuto nel virione:
1% (virus influenzali)
50% (alcuni batteriofagi)
quantità di informazione:
3 kb per catena ~ 3-4 geni
300 kb per catena > 100 geni
(1,2 Mb - Mimivirus)
unica molecola =aploide (eccezione: retrovirus)
struttura
biochimica
DNA
RNA
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VIRUS a DNA
con filamento doppio
(3 kb - 600 kb)
Adenovirus
ds DNA lineare
circolare Papillomavirus, Poliomavirus, Hepadnavirus
VIRUS a DNA
con filamento singolo
ss DNA lineare
Parvovirus
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6 - 16 kb
molecole lineari
filamento singolo (ss)
VIRUS a RNA
con filamento “doppio”
filamento doppio (ds)
unico filamento (ss)
più filamenti (genoma segmentato)
ss - Influenza virus (8 segmenti)
ds - Reovirus (11 segmenti)
due identici filamenti ss (retrovirus)
Reovirus
RETROVIRUS
HIV
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Genoma ssRNA+
diploide
VIRUS a RNA
con filamento “piu’”
Poliovirus
RNA +
TMV
analoghi agli mRNA cellulari
cap al 5’
(picornavirus - proteina VpG
legata covalentemente al genoma)
sequenze poli A al 3’ (eccezione: virus delle piante - sequenza
simile a tRNA
RNA -
terminano all’estremità 5’ con un nucleoside
VIRUS a RNA
trifosfato
con filamento “meno”
Rabdovirus
Virus dell’ Influenza
ambisenso
(Bunyavirus ed Arenavirus)
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?
i capsidi devono essere sufficientemente grandi per
racchiudere il genoma virale
come risparmio di informazione genetica , i capsidi
devono essere formati da un numero limitato di specie
proteiche
le subunità proteiche devono interagire tra loro in maniera da
mantenere rapporti identici
i capsidi devono avere struttura simmetrica
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SIMMETRIA DEI CAPSIDI
strutture chiuse composte da sub-unità identiche che interagiscono
attraverso interazioni specifiche possono avere 3 tipi di simmetria:
tetraedrica
cubica
icosaedrica
4 facce triangolari
(12 sub-unità)
6 facce quadrate
(24 sub-unità)
20 facce triangolari
(60 sub-unità)
La simmetria icoasedrica è la più efficiente.
Anche se prevede un n° maggiore di sub-unità,
le sub-unità possono essere di piccole dimensioni
necessità di minore informazione genetica 9
CAPSIDI ICOSAEDRICI
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CAPSIDI ICOSAEDRICI
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NUMERO DEI CAPSOMERI
. Calcolo del numero di triangolazione* = T
Herpesvirus 16
N = (10 x T) + 2
(es. Adenovirus
T = 25
Adenovirus 25
N = 252)
12
*tracciando delle rette che congiungono tutti i capsomeri adiacenti di una faccia
Capsidi icosaedrici
la stabilità dei capsidi di grande dimensione è
mantenuta da proteine “colla”
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proteine “Scaffold”
Pre-VP22a, VP21: proteine “scaffold”
VP24: proteasi
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From Flint et al. Principles of Virology (2000), ASM Press
i protomeri presentano legami identici coda-a-coda: nastro
 avvolgimento del nastro intorno
all’asse dell’elica = asse rotazionale
 contatti additionali tra
avvolgimenti attigui
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 la lunghezza del genoma determina la
lunghezza del capside
la grandezza dei protomeri determina la
larghezza e la flessibilità del capside
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from Fields et al., (1996) Fundamental Virology, 3rd edition
Esempi di capsidi elicoidali
rigidi: virus nudi [virus vegetali
(TMV) e batterifagi]
flessibili: virus con involucro
[virus animali: Sendai, VSV,
Influenza]
Nei virus provvisti di involucro il
capside elicoidale: nucleocapside
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From Flint et al.. Principles in Virology (2000), ASM Press
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involucro esterno
involucro della regione centrale
corpi laterali
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Protezione dell’acido nucleico virale dalla degradazione
dovuta ad agenti fisici (raggi UV) e/o a nucleasi cellulari
Determina la forma del virione
Nei virus “nudi” è necessario per il riconoscimento
di recettori presenti sulla membrana della cellula ospite
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Il genoma virale presenta sequenze specifiche che
facilitano l’incapsidamento
Una o più proteine del capside presenta domini in
grado di legare l’acido nucleico
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spicole
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L’involucro è di natura lipo-proteica
bilayer lipidico derivato da membrane della cellulq ospite
Glicoproteine virali o PEPLOMERI
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