Lezione M Flashcards
Quali sono le due fasi fondamentali della vita di un virus ?
Distinguiamo due momenti nella vita del virus:
1) un primo momento in cui, come si è detto, il virus è al di fuori della cellula (virione);
2) un secondo momento in cui il virione si adsorbe ad una cellula che infetta. Si parlerà in questo caso di virus infettante. Una volta all’interno della cellula, esso perderà completamente la sua conformazione: si degrada il capside, si spoglia del suo involucro proteico e resta soltanto il genoma. Attraverso una serie di sintesi macromolecolari, da questo genoma vengono formate nuove copie di genoma e nuove proteine. Il tutto si riassembla in virioni che fuoriescono così dalla cellula infetta.
A quali forme fondamentali può essere ricondotta la struttura virale ? Come viene chiamato il virus quando si trova nell’ambiente extracellulare ?
I virus animali sono formati da proteine del genoma che si assemblano per formare essenzialmente due strutture: una struttura icosaedrica e una struttura elicoidale, le quali sono responsabili, rispettivamente, della formazione di un contenitore proteico stabile (capside) all’interno del quale viene racchiuso e protetto il genoma del virus.
Questa è la forma che il virus assume quando si trova nell’ambiente extracellulare: esso si trova sotto forma di “virione”.
Quali sono le tipologie di effetti infettivi che i virus di interesse medico possono manifestare ?
I virus più importanti dal punto di vista medico sono, ovviamente, i virus che infettano l’uomo, determinando in esso malattie da infezioni sintomatiche, asintomatiche o paucisintomatiche [che presenta pochi o lievi disturbi].
Come’è detto un virus che può infettare più specie diverse ? Che classificazione si fa rispetto a questa caratteristica ?
Oltre a questi, in natura esistono virus capaci di infettare qualunque organismo vivente con una specificità che dipende dai Regni: quello animale, quello vegetale e quello microbico. Un virus che infetta un batterio sarà in grado di replicarsi solo all’interno di un batterio; non ha la capacità di replicarsi in cellule animali o vegetali. Allo stesso modo un virus animale non può replicarsi all’interno di cellule vegetali o microbiche. L’appartenenza di un virus ad uno di questi tre Regni rappresenta un secondo criterio classificativo. Tuttavia esistono virus che hanno la possibilità di infettare specie diverse, questa caratteristica è definita tropismo di specie.
Quando un virus ha la capacità di infettare più specie ha uno “spettro d’ospite ampio”.
Quando un virus ha la capacità di infettare una sola specie ha uno “spettro d’ospite ristretto”.
Un virione contiene solo genoma ed elementi strutturali ?
No. Nei virus, l’insieme formato da genoma virale e capside prende il nome di nucleocapside ma alcuni virus il genoma prende il nome di “core”, ossia il genoma a cui sono quasi sempre associate proteine con attività enzimatica, cioè funzionali.
Quali sono le caratteristiche dell’envelope virale ? Che rapporto ha con il ciclo replicativo del virus ? Quali particolarità hanno gli herpes a riguardo ?
Dal punto di vista della struttura e della loro composizione, si possono trovare due tipologie di virus: i virus nudi, ossia virus che presentano solo il capside all’interno del quale c’è il genoma, e virus rivestiti, ossia virus che acquisiscono un’ulteriore membrana fosfolipidica (chiamata peplus, pericapside o envelope), sulla quale sono inserite glicoproteine la cui porzione proteica è codificata dal genoma virale.
Dunque il genoma codifica queste proteine; che vengono poi glicosilate dagli apparati cellulari e in seguito vengono immesse sulla membrana citoplasmatica della cellula infettata sostituendosi alle proteine specifiche della cellula ospite. Nei punti in cui vengono inserite queste glicoproteine avrà luogo un processo di maturazione e fuoriuscita del virus dalla cellula ospite, detto gemmazione.
Nel ciclo replicativo dei virus, i virus nudi seguono un processo che prevede che la cellula ospite sia infarcita di virioni neoformati che, spaccando la cellula, fuoriescono. Invece i virus rivestiti fuoriescono lentamente dalla membrana cellulare delle cellula ospite. Esiste poi un’altra tipologia di fuoriuscita di virioni neoformati dalla cellula infetta che riguarda virus provvisti di envelope: gli Herpes, i quali possiedono però una particolarità: le glicoproteine specifiche del virus non sono sulla membrana esterna, ma sulla membrana nucleare o sul reticolo endoplasmatico. Il virus passa da una cellula all’altra per continuità. Dunque, in questo caso, non si ha una vera e propria fuoriuscita del virus dalla cellula infettata: ciò fa si che il virus si nasconda tra una cellula e l’altra, provocando problemi a livello del sistema immunitario.
Cosa influenza le possibilità di sopravvivenza di un virus nell’ambiente extracellulare ?
I virus, essendo assolutamente incapaci di replicarsi al di fuori delle cellule bersaglio, sopravvivono un tempo limitato (pochi minuti o alcuni giorni, a seconda del tipo virale) nell’ambiente extracellulare, senza mai replicarsi fuori dalle cellule. La capacità di sopravvivenza nell’ambiente extracellulare dipende da due fattori: • carica virale
• caratteristiche del capside. Un virus nudo è più resistente di un virus rivestito. Quest’ultimo è meno resistente sia alle temperature sia a cambiamenti di pH. La presenza o meno dell’envelope influenza anche la sensibilità del virus a solventi di lipidi, di alcool, di eteri ecc.
Quali tipi di virus sono poco influenzati, nel loro ciclo replicativo, dalla “permissività” della cellula e perché ?
Il virus si replica maggiormente quando la cellula ospite è in fase S, ossia di sintesi. Si dirà, allora, che la cellula è più permissiva alla replicazione di quel virus. Infatti la cellula, oltre che alle sostanze nutritive, ai nucleotidi, rende disponibile anche alcuni enzimi per i meccanismi di trascrizione e traduzione.
In alcuni casi, però, cioè nel caso dei virus a RNA, la cellula ospite non ha per loro enzimi disponibili. Quindi sarà il virus a RNA a portare associati al suo virione gli enzimi a lui necessari.
Che tracce della sua presenza nella cellula ospite può lasciare un virus ?
I virus sono capaci di provocare nelle cellule infettate la presenza di “corpi inclusi”, cioè tracce della loro replicazione, intranucleari o citoplasmatici. Queste inclusioni rispecchiano la sede effettiva della replicazione di quel virus, perchè la sede intracellulare di replicazione di un virus è in stretta dipendenza dal tipo di genoma. Se un virus è un virus a DNA e quindi può usufruire di DNA polimerasi localizzati nel nucleo della cellula ospite, i corpi inclusi li troviamo nel nucleo. Mentre se un virus è a RNA, il virus arriva nel nucleo, ma rimane a livello citoplasmatico dove troviamo i suoi corpi inclusi.
Quali virus a RNA posseggono un genoma che può essere trascritto dai ribosomi della cellula ospite come un mRNA ? Quali alternative hanno i virus senza questa proprietà ?
Si devono distinguere:
• i virus a RNA con polarità positiva (cioè virus che possiedono ai loro estremi molecole così come i messaggeri delle cellule) che possono fungere da RNA messaggero.
• i virus a RNA con polarità negativa (cioè virus che non hanno queste molecole che i ribosomi riconoscono) che fungono da stampo per la sintesi dell’RNA messaggero in quanto questi virus hanno l’enzima RNA-polimerasi RNA-dipendente associato al virione.
Un’eccezione è rappresentata dal virus influenzale, che passa dal nucleo dell’ospite per prendere fattori di trascrizione in modo tale da potersi replicare.
Un’altra eccezione è rappresentata dal virus HIV che ha un genoma particolare a RNA: esso presenta due molecole identiche e quindi può essere considerato “diploide”. Il virus va nel nucleo della cellula ospite non per replicarsi, ma per integrarsi, trasformandosi in virus a DNA grazie al proprio enzima trascrittasi inversa.
Cosa determinano le dimensioni dei virus nelle pratiche di sterilizzazione ?
Una caratteristica, relativa alle dimensioni del virus, è la filtrabilità, ovvero la capacità dei virus di passare nei comuni filtri utilizzati, ad esempio, in pratiche di sterilizzazione con pori di diametro di 0.2 μ.
Come si preparano e che caratteristiche hanno le colture virali ?
Una caratteristica dei virus è la coltivabilità in vitro utilizzando cellule viventi, mantenute in vitro con opportuni terreni di coltura. Alcuni virus si replicano bene in vitro, alcuni possono replicarsi in cellule epiteliali o fibroblastoidi, alcuni si replicano più velocemente di altri, alcuni provocano dei danni visibili sia al microscopio che a occhio nudo, altri invece non danno effetto citopatico, cioè non si verificano effetti dannosi in seguito a replicazione del virus.
Alcune cellule invece non si replicano bene in vitro. Ad esempio il virus dell’epatite C si replica in maniera efficiente solo in linee cellulari derivanti da carcinomi epatici. (Per efficienza si intende che non solo si inocula e si fa replicare il virus, ma quello che ne risulta è capace di infettare altre cellule). Anche il papilloma virus non può replicarsi in vitro.
Come possono essere separati particelle virali della stessa specie ? Quali sono i limiti della valutazione numerica dei virus al microscopio elettronico ?
In generale i virus sono concentrabili in vitro solo con l’uso delle ultracentrifughe (20.000 e piu’ giri al minuto). L’ultracentrifugazione su gradiente di densità permette di separare particelle virali della stessa specie virale, ma aventi densità leggermente diversa a causa di quantità diverse di proteine o di acido nucleico presente.
L’esame al microscopio elettronico permette sia la conta delle particelle virali, sia la loro caratterizzazione morfologica. Per quanto riguarda la conta, non si tratta di una metodica dall’alta sensibilità perché quando si effettua un’osservazione al microscopio e si osserva una carica virale, si conta tutto quello che appare, ma non tutti i virioni sono completi! Alcuni sono vuoti all’interno, quindi non sono virus infettanti. Ciò accade perché durante la replicazione, il virus produce un numero molto elevato di proteine, assembla moltissimi capsidi, ma non sempre in questi capsidi viene inglobato il genoma. Questo metodo di conta non è quindi il più idoneo per determinare la carica virale, la quale è importante da conoscere perché dà l’idea della replicazione attiva di un virus e dunque ci permette la determinazione della sua terapia.
Che caratteristica deve avere un virus per essere patogeno per l’apparato intestinale ?
Un’altra caratteristica, che condiziona anche la patogenicità di alcuni virus, è la resistenza al pH. Ad esempio i Rinovirus sono distrutti a pH3 (pH gastrico di circa 1 e pertanto sono non patogeni per l’apparato gastrointestinale. Si replicano però a livello delle vie aeree dove il pH non è così basso. Altri, come ad esempio, i picornavirus sono resistenti al pH gastrico e pertanto patogeni (enterovirus).
Quale caratteristica degli adendovirus è di grande rilevanza nella ricerca ?
I virus rappresentano un sistema sofisticato di trasferimento genetico da cellula a cellula. Per esempio gli adenovirus sono dei veri e propri “vettori di porzioni di geni” e vengono utilizzati nella ricerca per inserire nel genoma dell’ospite geni a nostro piacimento.
