Intro till virologi och viral genetik Flashcards
Vad är virus?
- Obligata intracellulära parasiter
- Kan ej föröka sig själv utan använder cellens metabolism
- Har ett proteinhölje som skyddar det paketerade genetiska materialet
Vad är viral infektion?
Symtomatisk eller asymatomatisk infektion som orsakas av ett virus. Dessa är vanliga och sker ca 6-9 gånger per år
Vad är en kapsid?
Symmetrisk proteinstruktur som innesluter genomet
Förklara kapsomer
Proteinerna i kapsidens proteinstruktur som är många kopior av ett eller ett fåtal proteiner som skyddar genomet då den bl a är stabil mot variationer i pH och temperatur. Interagerar med värdcellen
Vilka olika varianter av kapsider finns? Beskriv kortfattat var och en.
Helikal = finns vanligen i virus med ssRNA, längen av kapsiden styrs av längden på genomet
- Exempel: influensavirus
Icosahedral = består av 20 liksidiga trianglar, varje triangel har 3 subenheter → 60 subenheter bygger upp kapsiden
- Exempel: adenovirus
Komplex symmetri = består ofta av ett huvud och en “svans”, är en slags hybrid mellan helikal och icosahedral
- Exempel: bakteriofager eller poxvirus (humanpatogen)
Förklara vad en nukleokapsid är.
Benämning på kapsid och kapsidens innehåll, dvs kapsid och genom
Vad är matrix?
Utrymmet mellan hölje och kapsid. Här finns proteiner som täcker insidan av höljet och stabiliserar höljet samt underlättar uppbyggnad av nukleokapsiden
Vad är hölje hos virus?
- Lipidmembran med glykoproteiner, finns endast hos vissa virus. Höljet tas från cellulära membran på virusets väg ut från värdcellen. Har specifika virusproteiner som hjälper viruset binda till en värdcell
Nämn egenskaper ett höljebärande virus har.
- Sitter utanpå kapsiden
- Tål ej uttorkning, om det uttorkas kan det ej interagera med värdcellen och således hämmas infektion
- Väldigt känsliga mot etanol, dör av handsprit
- Klarar ej gastrointestinal miljö
- Sprids ofta via droppsmitta, kroppsvätskor eller blodtransfusion
Beskriv vad virala glykoproteiner är och dess delar
Transmembrana proteiner som finns i höljet hos höljebäranade virus. Proteinerna är mer eller mindre glykosylerade och är antingen homo- eller heterodimerer
Delar:
- Ektodomän = glykoproteinets yttre del. Här sker inbindning till antikroppar, fusion med cellmembran och enzymatisk aktivitet
- Intern domän = glykoproteinets inre del. Här sker ihopsättning av virion (hel infektiös viruspartikel)
Vad gör enzymer i virus?
- Ser till att virus kan använda sig av värdcellens mekanismer för replikation
- Finns i nukleokapsid eller matrix
- Exempel: polymeraser, proteaser, poly(A), capping-enzymer
Virusklassifikation efter strukturella egenskaper
- Typ av genom
- DNA eller RNA
- Enkel- eller dubbelsträngat
- Polaritet: t.ex. (+)RNA eller (-)RNA - Kapsidsymmetri
- Helikal eller kubisk - Hölje eller ej hölje
Hur skiljer sig virala genom från humana?
- Mänsklig cell ca 1000 ggr större än bakterie, bakterie ca 1000 ggr större än virus = virus små
- Finns ca 10 gener i ett virus och ca 25 000 i människa. Virus måste vara utrymmeseffektiva, dvs få eller inga introner
DNA virus vs RNA virus
- Replikation sker på olika ställen:
RNA-virus ofta i cytoplasma
DNA-virus ofta i cellkärna - Storlek hos DNA-virus varierar
Vad är unikt med RNA-virus?
De kan utnyttja “förbjudna” vägar:
1. Omvänt transkriptas
- RNA-viruset kan ta sig in i cellkärna → bli en del av värdcellens genom →
replikeras till nytt DNA → utnyttja värdcellens mekanismer för transkription och translation
Exempel: HIV
2. RNA-beroende RNA-polymeras
- Enzymet driver omskrivning från (-)RNA till (+)RNA → kan användas som mRNA och protein fås
Exempel: HCV
Felfrekvenser vid viral replikation
DNA-virus → ca en mutation per 10^6-10^8 replikerade nukleotider
RNA-virus → ca en mutation per 10^4-10^6 replikerade nukleotider
- Humant DNA-polymeraser är noggrannare än virala DNA-polymeraser → har mindre felfrekvens
Vad beror felfrekvens vid viral replikation i RNA-virus?
De använder egna enzym som saknar proof-reading funktion
Vad är kvasiespecies?
Grupp/population av virus som är lika varandra men ändå har vissa skillnader vad gäller kvävebassekvens.
Vad orsakar skillnader i genomet hos kvasiespecies?
Viruspartiklarna befinner sig i en miljö med hög mutationsfrekvens. Kvasiespecies är utsatt för kroppens selektionstryck.
Vad är selektionstryck?
Tryck som viruspopulationer hela tiden utsätts för → antikroppar i kroppens immunsystem kommer framför allt binda till muterade virus i kvasiespecies som inte känns igen → bryts ned.
Mutation: Addition
Kvävebas adderas någonstans i DNA/RNA-kedjan
Mutation: Deletion
Kvävebas tas bort någonstans i DNA/RNA-kedjan
Mutation: Punktmutation
Kvävebas byts ut mot en annan
Mutation: Transposition
Grupper av flera kvävebaser byter plats
Mutation: Inversion
Grupper om komplementära baser byter plats med varandra
Vilka effekter har mutationer på translation?
Tyst = ingen förändring av aminosyra, kan ske vid punktmutation
Utbyte = förändring av aminosyran
Nonsens = ett kodon byts ut till ett stoppkodon. Proteinet blir kortare. Ger nästan alltid letal (dödlig) effekt
Frameshift = addition eller deletion av en eller två nukleotider → läsramen ändras → alla efterföljande aminosyror förändras. Ger nästan alltid letal effekt
När ger mutationer dödlig effekt?
Om en aminosyra i strukturellt viktiga delar av proteinet förändras. Frameshift- och nonsensmutationer orsakar nästan alltid virusets död
Hur framkallas mutationer?
- Tillsättning av vissa kemikalier → kan påverka vissa nukleotider → mutationer på vissa baser
- UV-strålning
- Oxidativ stress
- Molekylärbiologiska metoder
Förklara rekombination.
- Kan ske när 2 virus infekterar samma cell vid samma tidpunkt → två olika virala genom som ska replikeras samtidigt
- Genomet rekombinationer, dvs fragment från virusens genom byter plats med varandra
- Störst sannolikhet att rekombination sker om virusets genom består av stort och linjärt DNA
Förklara reassortment.
- Kan ske när 2 olika virus infekterar samma cell samtidigt
- Sker endast hos virus med segmenterat genom
- De olika segmenten blandas mellan virusens avkommor efter replikation
Förklara reassortment med exempel
Influensavirus och grisar:
- Influensavirus är segmenterat virus → har 11 gener som är fördelade i 8 segment
- Grisar kan smittas av influensavirus från både fåglar och människor → inuti en griscell kan segmenten från de 2 olika virusen blandas → reassortment kan ske → genererar nya typer av influensavirus
- De nya influensavirusen innehåller vissa egenskaper från människoviruset samt vissa egenskaper från fågelviruset → kan bli farliga för människan pga immunförsvaret ej sett denna typ innan
Vad är antigenic shift?
Reassortment. En helt ny uppsättning av neuraminidase och hemagglutinin som ej funnits innan. Alla kan smittas av en helt ny influensastam (immunförsvaret kan ej känna igen alls)
Vad är hemagglutinin?
Glykoprotein på ytan hos influensavirus, ansvarar för att binda till sialinsyror på cellmembranets yta
Vad är neuroaminidaser?
Grupp enzymer på ytan av influensavirus. Bryter bindningar mellan sialinsyra från glykoproteiner i cellmembranets receptor och nya virion → hjälper virus lämna värdcell.
Effektivt läkemedel mot influensa är inhibitorer till detta enzym.
Vad är antigenic drift?
Punktmutationer under en längre tid → genererar kvasiespecies som är närbesläktade men som ej känns igen av immunförsvar (mutationer sker i gener som kodar för proteiner i antikroppsbindande siter)
Ge exempel på antigenic drift.
Säsongbaserad influensa → små mutationer sker i influensavirus över tid som gör att sjukdomen kan “återkomma” år efter år eftersom kroppens antikroppar ej känner igen viruset
HIV → viruset muterar över tid vilket gör att medicinresistens kommer utvecklas → patienten kommer ibland behöva nya bromsmediciner
När sker fenotypisk blandning?
När närbesläktade virus infekterar samma cell → en virion får med sig komponenter från det andra viruset, dvs dess fenotyp blandas med en fenotyp från ett närbesläktat virus (genetiskt material blandas ej, endast uttryckta proteiner) → viruspartikeln kommer kunna infektera andra celltyper
Vad innebär fylogeni?
Det är hypotesen om släktskap mellan olika organsimer. Släktskap kan kartläggas genom indelning i roterande träd och icke-roterande träd.
Vad är skillnaden mellan roterande träd och icke-roterande träd?
Roterande träd har en förfader som utgångspunkt, man ser hur en mutation av denna har skapat nya typer
Icke-roterande träd utgår ej från någon ancestor, utan syftar endast till att visa släktskapet mellan olika organismer
