Zakażenie produktywne – ogólny schemat replikacji wirusów kręgowców.

Prezentacja na temat: "Zakażenie produktywne – ogólny schemat replikacji wirusów kręgowców."— Zapis prezentacji:

1 Zakażenie produktywne – ogólny schemat replikacji wirusów kręgowców

2 Podział procesu replikacji wirusów kręgowców na okresy, fazy i stadia 1. Okres adsorbcji 2. Okres penetracji i obnażania genomu 3. Okres wewnątrzkomórkowej biosyntezy fazy

3 a. zahamowanie syntezy komórkowego DNA, RNA i białek - początek fazy eklipsy i początek stadium latencji b. transkrypcja, translacja i synteza białek wczesnych c. replikacja kwasu nukleinowego dla wirionów potomnych d. transkrypcja z rodzicielskiego i/lub potomnego DNA (względnie RNA) oraz translacja i synteza białek późnych i ew. późnych enzymów szczegóły replikacji DNA herpeswirusa ludzkiego typu 1 znajdziesz TUTU szczegóły transkrypcji różnych klas genów herpeswirusa ludzkiego typu 1 znajdziesz TU TU

4 e. montowanie wirionów potomnych - koniec fazy eklipsy 4. Okres dojrzewania i uwalniania wirionów potomnych - koniec stadium latencji

5 Poziomy oddziaływania wirus-komórka 1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi komórki - adsorpcja i przenikanie 2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym 3. Interakcje z aparatem translacyjnym 4. Interakcje z aparatem replikacyjnym 5. Interakcje z komórkowym aparatem dojrzewania białek 6. Wpływ wirusów na strukturę komórek

6 Poziomy oddziaływania wirus-komórka 1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi komórki - adsorpcja i przenikanie receptory komórkowe Specyficzne dla wąskiej populacji komórek, np. CD4 dla HIV, c3d dla dopełniacza dla EBV, acetylocholinowy dla wirusa wścieklizny Gatunkowo - specyficzne, np. dla polio występują tylko u naczelnych

7 przenikanie Fuzja otoczki z błoną komórkową - do cytoplazmy dostaje się nukleokapsyd endocytoza Fuzja otoczki z błoną pęcherzyka Trawienie błony pęcherzyka przez białko (-ka) wirusowe otoczkowe otoczkowe i nagie

8 2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym Stymulacja aktywności komórkowej RNA-polimerazy 3. Interakcje z aparatem translacyjnym 4. Interakcje z aparatem replikacyjnym Dodawanie nowych elementów do aparatu replikacyjnego

9 6. Wpływ wirusów na strukturę komórek Promocja fuzji - wirusy otoczkowe Zmiana przepuszczalności błon komórkowych, np. dla jonów Depolimeryzacja cytoszkieletu Inne oddziaływania na cytoszkielet - przyłączanie białek wirusowych, dysocjacja mRNA gospodarza, włączanie komponent cytoszkieletu do struktur powstających w zakażonej komórce 5. Interakcje z komórkowym aparatem dojrzewania białek

10 Zakażenie nieproduktywne 1. Replikacja wirionów zahamowana 2. Ograniczona ekspresja genów wirusowych 3. Brak objawów klinicznych

11 Zakażenie latentne 1. Replikacja wirionów zahamowana, ale PO przebyciu zakażenia produktywnego i replikacji 2. Ograniczona ekspresja genów wirusowych 3. Brak objawów klinicznych 4. Wirus może być reaktywowany, co prowadzi do „endogennego” zakażenia produktywnego

12 Zakażenia nieproduktywne LATENTNE TRANSFORMACJA KOMÓRKI

13

14 MECHANIZMY WIRUSOWEJ ONKOGENEZY i TRANSFORMACJI KOMÓRKI „Be warned! One sneeze can generate an aerosol of enough cold viruses to infect an entire regiment!” Linda Stannard

15 TRANSFORMACJA KOMÓRKI „ZMIANY BIOLOGICZNYCH FUNKCJI KOMÓRKI KTÓRE SĄ EFEKTEM REGULACJI PROCESÓW KOMÓRKOWYCH PRZEZ GENY WIRUSOWE I KTÓRE NADAJĄ KOMÓRCE PEWNE CECHY WŁAŚCIWE DLA NOWOTWORU” Richard C. Hunt

16 Ogólne cechy wirusowej transformacji komórki 1. Towarzyszy jej przetrwanie całego lub części genomu wirusa; zwykle występuje on w formie niezakaźnej, zintegrowany z komórkowym DNA; nie powstają wiriony potomne 2. Towarzyszy jej ciągła ekspresja ograniczonej liczby genów wirusowych (często 1, rzadziej więcej niż 2)

17 3. Jest procesem „pojedynczego uderzenia” - do transformacji wrażliwej komórki wystarczy jeden wirion

18 Cechy komórek transformowanych 1. Zmiany w regulacji wzrostu - brak hamowania kontaktowego - uniezależnienie od czynników wzrostowych - uniezależnienie (lub obniżona zależność) od zakotwiczenia w podłożu stałym

19 2. Zmiany morfologiczne - struktury cytoszkieletu - składu powierzchniowych struktur błony komórkowej (enzymów, receptorów etc.) - składu zewnątrzkomórkowego matrix (fibronektyny, kolagenu, lamininy)

20 wirusy transformujące a nowotwory DNA Hepadnaviridae - carcinoma komórek wątrobowych Polyomaviridae - guzy lite Papillomaviridae - carcinoma i papilloma Adenoviridae - guzy lite Herpesviridae - carcinoma i lymphoma Poxviridae - myxoma i fibroma

21 wirusy transformujące a nowotwory RNA Retroviridae - nowotwory hematopoietyczne (lymphoma, myeloma, erythroma), sarcoma i carcinoma

22 Mechanizmy onkogennego działania DNA wirusów 1. Zaburzenie transdukcji sygnałów do wnętrza komórki 2. Interakcja z aparatem regulującym funkcjonowanie genów komórkowych

23 Na powierzchni komórki, gdzie receptory oddziałują z czynnikami wzrostu Na poziomie komórkowego aparatu odpowiedzialnego za przewodzenie sygnałów do wnętrza komórki Na poziomie niektórych rozpuszczalnych białek i małych cząstek stanowiących tzw. „second messenger” aparatu przewodzenia sygnałów 1. Zaburzenie transdukcji sygnałów do wnętrza komórki

24 Na poziomie białek jądrowych przyłączających się do DNA Na poziomie czynników pośrednio i bezpośrednio zaangażowanych w regulację ekspresji genów i replikację 2. Interakcja z aparatem regulującym funkcjonowanie genów komórkowych

25 Czynniki wzrostu białka membranowe -receptory dla czynników wzrostu membranowe kinazy tyrozynowe białko G transdukujące sygnały kinazy cytoplazmatyczne białka jądrowe -czynniki transkrypcyjne, receptor hormonów Sis Erb, Fms, Kit Src, Abl, Yes Ras Mos, Raf, Fps Jun, Fos, Myc, Myb, Rel, ErbA

26 następstwa interakcji białek wirusowych z białkami komórkowymi aktywacja protoonkogenów komórkowych inaktywacja anty-onkogenów stymulacja transkrypcji stymulacja ekspresji genów komórkowych stymulacja replikacji komórkowego DNA stymulacja mitozy modulacja apoptozy

27 ADENOWIRUSY E1A trans-aktywuje transkrypcję genów komórkowych przez RNA-polimerazę II współdziała z ras - białkiem biorącym udział w przekazywaniu sygnałów do komórki stymuluje syntezę komórkowego DNA i proliferację komórki aktywator transkrypcji bierze udział w wiązaniu białka Rb

28 ADENOWIRUSY E1B 19k hamując BAX i BAK warunkuje unieśmiertelnienie komórek bierze udział w wiązaniu p53 i Rb – tumor suppressor proteins Homolog komórkowego białka BCL-2 E1B 55k aktywuje c-jun-kinazę i regulowaną przez c-jun transkrypcję

29 POLYOMAWIRUSY Antygen T - mały, średni i duży współdziała z białkiem src stymulując 10-50x jego aktywność fosforylacyjną stymuluje ekspresję genów komórkowych przez fosforylację czynników transkrypcyjnych średni

30 SV-40 - antygen T mały i duży duży wiąże białko Rb bierze udział w wiązaniu i rozplataniu DNA; stymuluje replikację komórkowego DNA wpływa na aktywność komórkowych czynników transkrypcyjnych AP1 i AP2

31 SV-40 - antygen T mały i duży mały trans-aktywuje promotory RNA-polimerazy II i III indukuje transkrypcję c-myc i c-fos działa synergistycznie z innymi antygenami T może działać mitogennie i stymulować syntezę DNA komórkowego

32 PAPILLOMAWIRUSY E2 E7 Transaktywator, rozpoznaje i wiąże określone sekwencje DNA HPV-16 i HPV-18 - zdolny do aktywacji promotora E2 ADENO; wiąże białko Rb prowadząc do rozwoju retinoblastomy

33  E5 E7 Powoduje zmianę aktywności białek membranowych zaangażowanych w proliferację komórek Białko o zdolnościach transformacyjnych, podobnie do E1A Modulator transkrypcji Może współdziałać z aktywowanym ras

34 E1 i E2 - wchodzą w interakcje z DNA-pol komórki mają zdolność stymulacji syntezy komórkowego DNA derepresji niektórych genów i E6 i E7 - mogą tworzyć hybrydę H6/H7 - białko fuzji indukujące fenotyp „transformowany” (w tym uniezależnienie od podłoża)

35 Genom wirusa może integrować się z genomem gospodarza, również w okolicy c-onc, np. HPV-16, 18, 33