Sammanfattningen s. 91 - 115 Flashcards
Beskriv den tidiga fasen i ett virus replikationscykel.
Den tidiga fasen är från att en virion infekterar en cell till att allting är klart för att producera virusproteiner. Det vill säga steg 1-5.
VAP ska känna igen och binda till en struktur på cellytan, dessa kan vara nästan vilken struktur som helst e.g. glykolipider, glykoproteiner, proteiner, kolhydrater mm. Viruset kan vara smart och binda till specika strukturer som endast finns hos en celltyp eller hos celler tillhörande en art (e.g. människan), ett extremfall av detta är papillomviruset där olika virustyper sätter sig på olika hudytor på kroppen.
När viruset har fäst till cellytan ska den nu penetrera den. Virus med hölje smälter antingen samman sitt hölje med cellmembranet eller, om pH-värdet är opassande, endocyteras till endosomen där höljet smälter samman med den. Nakna virus tas oftast upp genom en- docytos. Två exempel är (picoRNAviruset och papovaviruset) som binder till cellytan och tvinga en fagocytering (eller endocytos) av viruset, detta kallas viropexis. Viruspartikeln finns då i en endosom som kommer bombarderas med vätejoner i syfte att försura och förstöra innehållet. Virioner använder denna egenskap istället till att tillåta en konformationsförändring av kapsiden när endosomen försuras, istället för att förstöras kommer kapsiden binda till endosom-membranet och släppa ut sitt innehåll till cytoplasman.
Från detta behöver viruset ta sig till rätt plats, de flesta virus når dit de ska genom passiv rörelse, men större virus kan använda mikrotubuli som en ledpinne att transporteras med. RNA-virus behöver inte ta sig nånstans särskilt (med undantag för retrovirus) utan jobbar i cytoplasman men DNA-virus måste ta sig till kärnan på något sätt.
DNA-virus dockar med sin kapsid till kärnmembranet för att spruta in sitt DNA som kommer i den i kärnans mera DNA-vänliga miljö att tran- skriberas. RNA-virus släpper beroende på typ sitt RNA på olika sätt, målet är att hindra RNAt från att klyvas medan man ändå tillåter en produktion av mRNA. En djupare titt på hur RNA- och DNA-virus fungerar beskrivs senare. I denna situation är allting redo för replikationen av virusproteiner och det leder in oss på den sena fasen.
Beskriv den sena fasen i ett virus replikationscykel.
Under den sena fasen skapar vi virusets proteiner och replikerar genomet, den bygger upp virioner som sedan släpps ut från cellen. Det gäller alltså steg 6-9.
Syntesen av proteiner och genom kallas för makromolekulär syntes, först börjar man med att syntetisera de proteiner viktiga för att omprogrammera cellen till att tjäna virusets syften. Detta kan vara att hämma ett immunrespons från cellen, att förhindra att celldelning stoppas (ifall viruset inte själv kan replikera sitt genom), att stoppa produktionen av cellens egna proteiner, mm. Andra viktiga syften är att skapa proteiner som kan behövas för att hjälpa virusets proteinsyntes. Dessa proteiner kommer från gener som kollektivt kallas tidiga genprodukter, de förbereder cellen för virusreplikation. Det behövs inte många tidiga genprodukter, det som det kommer behövas mycket av dock är de sena genprodukterna. När genomet har replikerats tillräckligt många gånger brukar det signalera övergången till de sena genprodukterna, då ska viruset skapa de proteiner som bygger upp viruset och bygga upp protomerer för sin kapsid och andra nödvändiga strukturer.
När alla proteiner har syntetiserats börjar de likt ett pussel att slå ihop sig själva till sina proteinkomplex med protein-protein interaktioner och för täckta proteiner protein-membran interaktioner. Förr eller senare måste hela genomet också replikeras och packas in i virionerna, när fler och fler kapsomerer och andra sena genprodukter ökar i antal så börjar arvsmassan inte koda för en mRNA för ett protein utan bildar hela kopior av genomet.
Replikation av genomet skiljer sig beroende på om viruset är DNA- eller RNA-baserat. DNA-virus kan utnyttja cellens egna replikationsmekanism för att kopiera sitt genom, ju mer komplex viruset är desto mera kontroll kan den ta över replikationsmekanismerna för att forcera en replikation. Replikationen av viral DNA följer samma regler som de för cellulär DNA, en primer måste finnas som promoterar en replikation av genen. Ju mindre viru- set är desto mindre kontroll har den över replikationsmekanismerna, ibland kan virus inte kontrollera mitos utan måste vänta tills cellen delar på sig; om viruset är utrustad med rätt proteiner kan den tvinga cellen in i mitos. Förutom att RNA lätt slås sönder av vatten är DNA dessutom väldigt stabilt, antalet fel under replikation är runt ett baspar på miljarden. Jämför man detta med RNA-baserade virus har de mycket oftare fel i sitt genom, RNA-replikation har ca 1 fel på 10 000 baspar. RNA har fördelen av att den inte behöver replikeras i cellkärnan som DNA måste, men samtidigt brukar inte celler replikera RNA så RNA-virus måste ordna sina egna enzymer för att replikera RNA. RNA skapas i cellen endast av RNA-polymeras som är en DNA-till-RNA översättare och därför DNA-beroende. RNA-virus använder sig då av en RNA-beroende-polymeras som kan kopiera RNA från en given RNA-mall. RNA (-) virus måste först översättas till en RNA (+) kedja, så RNA (-) virus måste bära med sig RNA-beroende polymeraser för att kunna skapa mRNA. RNA (+) virus kan påbörja sin infektion nästan omedelbart, då RNA (+) fungerar som mRNA är det bara att stoppa in virusets genom i en ribosom och skriva ut proteiner, den första brukar då vara just RNA-beroende-polymeras. Med undantag för influensavirus sker all RNA-replikation i cytoplasman. Ett specialfall av RNA-virus är retrovirus. Retrovirus är RNA-virus som replikerar sig genom att skapa DNA från RNA som sedan kommer användas för att skapa RNA.
För att viruset ska föröka sig effektivt måste den försöka få varje virion att laddas med alla komponenter, något som kan vara svårt att uppnå i cytoplasmans kaos av flytande molekyler. Vid replikation kommer det alltid uppstå fel, och många virioner kommer inte vara fullt funktionella på grund av fel i genom-replikation eller i sammansättningen av nya virioner; men sålänge ett tillräckligt antal virioner är funktionella så har infektionen varit lyckad.
Beskriv eclipse-fasen i ett virus replikationscykel.
Från att viruset infekterade cellen och bröt ned sig själv för att replikera sig till att den har producerat tusentals virioner redo för att lämna cellen har vi varit i ‘eclipse’-fasen, likt en solförmörkelse försvann tydliga tecken på ett virus från cellen och nu när solförmörkelsen tar slut blottas många gånger fler virus. När virus ska lämna cellen kan den antingen knoppa av delar av cellmembranet eller lysera cellen så den dör och all innehåll läcker ut.
Nämn några generella egensakper hos DNA-virus.
- Resistenta mot hydrolys
- Deras genuttryck regleras på transkriptionell och posttranskriptionella nivåer
- De sena och tidiga genprodukterna uttrycks allihop innan replikation av viral DNA påbörjas
- DNA-replikation mycket felfri, med ett fel på en miljard baspar
- Genomet är stort
- Viruset kan bli latent
DNA-virus är alltså designade för att finnas kvar länge i en cell.
Nämn några generella egensakper hos RNA-virus.
- Kortlivade genom på bara några dagar
- RNA-virus kan inte etablera latens
- Det bildas många replikationsfel (1 på 10 000 baspar) så en stor del av de virioner som bildas kommer vara nya arter, men ofta är mutationerna negativa och innebär bara att det bildas många icke-funktionella virioner
- RNA-virus har små genom med en övre gräns på 30 kB hos däggdjursbaserade virus
- Genuttrycket av RNA-virus är kaotiskt och det finns ingen tydlig tidig fas och sen fas
- Infektioner av RNA-virus är oftast kortvariga, med ett viktigt undantag för hepatit C
- Retrovirus är den enda gruppen av RNA-virus som kan orsaka en latens då de skapar en DNA-kopia av sin arvsmassa.
Nämn de 7 virusfamiljerna som är DNA-baserade.
Mnemonic: PAPP HHP
- Parvovirus
- Adenovirus
- Papillomavirus
- Polyomavirus
- Hepadnavirus
- Herpesvirus
- Poxvirus
Poxviruset är uppkallat efter de utslag som viruset ger som på engelskan kallades the pox, på svenska kallas det koppor. Poxviruset är familjen som har smittkoppar men inte vattkoppar, som tillhör herpesfamiljen. Smittkoppor finns i fyra former, vilka?
- Variola virus (smittkoppor) som är riktad mot människor,
- och monkeypox,
- cowpox samt
- vaccinia
Den sistnämnda finns bara i laboratorier och de två andra smittar främst djur men kan nå människor.
Variola virus har funnits i två varianter, vilka?
Variola major et minor.
Variola major hade en 25% dödlighet och lämnade väldigt otrevliga ärr och gav väldigt ofta livslånga förlamningar. Barn hade ännu större risk att dö. 1979 förklarade WHO att Variola Major hade utrotats och förekom inte längre i naturen, detta uppnåddes efter en intensiv vaccinationskampanj under 1900-talet.
Vad utmärker Poxviruset från övriga DNA-virus?
Alla dess funktioner sker i cytoplasman, DNA-replikation inkluderat.
Det finns åtta typer av herpesvirus, och de är delad i tre grupper: alpfa, beta, och delta. Alla herpesvirus förkortas till HHV1-8. Vilka är dessa?
Alphaherpesvirus
- Herpes simplex virus 1 (HSV-1, HHV1)
- Herpes simplex virus 2 (HSV-2, HHV2)
- Varicella zooster virus (VZV, HHV3)
Betaherpesvirus
- Cytomegalo virus (CMV, HHV5)
- Human herpes virus 6 (HHV6)
- Human herpes virus 7 (HHV7)
Gammaherpesvirus
- Epstein Barr virus (EBV, HHV4)
- Human herpes virus 8 (HHV8, Kaposi’s sarcoma herpes virus)
Vad är utmärkande för Herpesvirus?
Med sina proteiner har de förmågan att replikera sig i celler även om de inte är i mitos.
Beskriv vattkoppor.
Vattkoppor är HHV-3, eller varicella zooster. Viruset infekterar oftast barn och etablerar i princip en evig latens, den finns kvar i kroppen mer eller mindre för evigt sovandes. När man får vattkoppor så får man mindre symptom ju yngre man är då immunförsvaret reagerar svagare ju yngre man är, immunförsvaret överreagerar ofta och skadar vår egen kropp så barn får sällan allvarliga symptom även om de är obehagliga. Vuxna som drabbas av vattkoppor kan dock få otrevliga symptom som kräver behandling.
När den primära infektionen har lagt sig lägger sig viruset latent i sensoriska ganglier längst våra dermatomer och vid ett visst stimuli, såsom fysisk/mental stress eller nedsänkt immunförsvar kan smittkopporna reaktiveras och ge bältros. Eftersom varicella lägger sig på ett specifikt dermatom så uttrycks bältros på en linje och ger vattkoppsliknande symptom. Man kan smittas av bältros men man får alltid vattkoppor först, sen kan man få bältros. Man får aldrig bältros först eftersom först måste viruset bilda latens i sensoriska ganglier.
De olika grupperna av herpesvirus infekterar lite olika vävnader samt etablerar latens på olika ställen. Beskriv.
- Alfaviruset replikerar sig i epiteliala celler men etablerar latens hos sensoriska neuron, detta är viktigt för vattkoppor.
- Betaviruset både replikerar och bildar latens i flera olika celltyper.
- Gammaviruset replikerar sig och bildar latens hos lymfocyter.
Beskriv adenovirus.
Adenoviruset är ett naket DNA-virus med ett dubbelsträngat genom på ca 35 kB. Adenovirus ger infektioner som inte etablera latens, de är beroende av att cellen är i mitos. Viruset är ganska tufft och kan vara svår att döda, virionerna är väldigt stabla och kan överleva magsaften och klorvatten men då den inte kan bli latent så kommer den till slut att utrotas av immunförsvaret.
Det finns 48 olika typer av adenovirus, de kategoriseras med hjälp av serotyp. Serotyp är en indelning av en organisms olika varianter utefter de antigen som presenteras på ytan, adenovirus har serogrupperna A till F. Av dessa ger nästan alla (serogrupp A till E, eller 46 varianter) luftvägsinfektioner och några få ögoninfektioner; serogrupp F (adenovirus 40 och 41) ger gastroenterit, mag-tarmsinflamation.
Adenovirus leder ofta till en pharingit, en inflammation av svalgtn, som brukar vara väldigt smärtsam. Ur ett kliniskt perspektiv är det viktigt att kunna skilja en viral pharingit från en bakteriell, då ska man förvänta sig streptokocker. Riskgruppen är främst barn och ungdomar.
Beskriv polyomavirus.
Detta är ett naket virus med en cirkulär dubbelsträngad DNA på ca 5 kB. Likt adenoviruset kan den inte etablera latens men kan överleva länge innan den utrotas. Viruset lånar till stor del värdcellens proteiner.
Om man har ett fungerande immunförsvar ger polyomaviruset inga symptom, den förökar sig i tystnad och vi kan gå hela livet utan att märka att vi blev infekterade. Det finns två saker som kan ge uttryck för att vi haft en polyomainfektion. Det första är om vi får en immunosuppression, till exempel får patienter som haft benmärgstransplantation immunisuppressiva läkemedel och då kan man se symptom av viruset. Det andra som kan hända är att viruset orsakar cancer på lång sikt.
Polyomaviruset kan endast replikera sig i celler som är i mitos, därför vill den gärna att celler ska gå och stanna i mitos så länge det går. Viruset inducerar ett mitostillstånd genom att stänga av RbP, retinoblastomprotein, som är en tumörsuppressor och hindrar överdriven celldelning (checkpoint vid S-cykeln), och p53, som inducerar apoptos. Genom en inhibering av dessa två protein kan viruset förmå cellen att gå in i mitos och inte lämna den, dessutom kommer cellen inte kunna stoppa processen genom att gå in i apoptos själv. Man förstår ganska snabbt att om man tvingar celler till mitos utan att kunna aktivera apoptos så har man ett tillstånd som är likt cancer, hudtumören merkel cell carcinoma är ett cancerform som har associerats till polyomaviruset.
Beskriv merkel-cell carcinom.
Merkelcellskarcinom (MCC = ”Merkel cell carcinoma”) är en ovanlig men aggressiv form av hudcancer. Tumören har sitt ursprung i hudens neuroendokrina celler, s k Merkelceller, som befinner sig basalt i epidermis. Tidig upptäckt och behandling är av allra högsta vikt. Dessa tumörer har en relativt hög risk för lokalt recidiv efter kirurgi och/eller strålbehandling samt för spridning till regionala lymfkörtlar eller distala organ.
Feng et al. upptäckte nyligen (2008) en klar koppling mellan denna hudtumör och ett virus som har döpts till Merkel Cell Polyomavirus (MCPyV). Man kan detektera detta virus i ca 80 % av patienterna med MCC.
Beskriv papillomvirus.
Papillomviruset är ett naket virus med en dubbelsträngad DNA på 8 kB. Likt tidigare virus har den en långgående infektion men ingen latens, den kan också vara kopiera sig vid mitos och likt polyomaviruset inhiberar RbP, retinoblastprotein, och p53. Viruset har en preferens för hudceller och celler från slemhinnor, en spännande egenskap är att varje variant föredrar en vis hudyta, där den uro-genitala regionen ger upphov till kondylom. Kondylom är alltså en variant på papillomviruset som infekterar just huden i skrev- regionen, andra varianter kan ses på händer eller på fötter etc. Virusets huvudtecken är att de orsakar vårtor, vilket egentligen är godartade tumörer, som brukar gå över inom ett år. Om vårtorna kvarstår längre kan man börja misstänka en malign tumörbildning och är vårtorna kvar mera än två år är risken för en malign utveckling väldigt hög.
Beskriv parvovirus.
Detta är ett naket virus med en enkelsträngad DNA på 5,6 kB. Det finns två varianter, den mera kända erythrovirus och den nyligen upptäcka bocavirus. Bocavirus ger en respiratorisk infektion som kan bli akut, den är allvarligare hos unga barn.
Erythroviruset är den mera kända och förstådda varianten, den brukar kallas B19 virus och infekterar erytroida prekursorceller. Viruset är dödlig och lyserar cellen när den är klar, detta ger ofta anemi och om personen redan har en sänkt blodbildning kan det ge en aplastisk kris, det vill säga ett tillstånd där antalet erythrocytprekursorer, retikulocyter, är farligt lågt. Immunsvaret kan ge artrit och ett utslag på kinderna som i gamla läroböcker jämfördes med det utslag barn fick av en örfil, därmed fick sjukdomen namnet slap-cheek disease.
För gravida kvinnor som inte har antikroppar mot B19 så kan viruset passera placentan, detta sker i ca 20% av fallen och skapar en anemi hos fostret. Detta kallas hydrops fetalis och brukar gå över av sig självt utan att påverka fostret.
Beskriv reovirus.
Reoviruset är ett naket virus på 18 kB, genomet är en dubbelsträngad RNA som är segmenterad i varsin gen. Det finns tre typer av reovirus: typ A, B och C. Typ A är en viktig patogen hos många däggdjur då den orsakar en allvarlig gastro-enterit hos småbarn.
Eftersom att genomet är segmenterad så kan olika virus rekombinera sina gener när nya viruspartiklar ska skapas så segment 1 kan komma från ett virus och segment 2 från ett annat så vi får en genetisk variation. Dubbelsträngat RNA fungerar som en PAMP som känns igen av cellen, därför måste reoviruset gömma sitt genom. Genom porer i kapsiden kan viruset skicka ut trådar av mRNA som ska transkriberas utan att blotta sitt genom.
Beskriv picornavirus, och ge exempel på varianter av viruset.
Picornaviruset har väldigt många varianter, hela listan kan ses nedan. Gemensamt för alla varianter är att de har ett enkelsträngat +RNA som translateras som ett polyprotein, sen klyvs den till sina respektive delar.
Den allvarligaste av picornavirusarna är polioviruset, den är exklusivt human och icke-latent. Enterovirus-varianten kan leda till många allvarliga tillstånd, de värsta är neurologiska problem såsom aseptisk meningit eller encefalit. Dessutom kan man få respiratoriska symptom, hjärtmuskelinflammation och nyfödda om de drabbas kan få sepsis.
-
Genus Enterovirus
- Human enterovirus A
- Human coxsackievirus A (många arter)
- Human enterovirus 71
- Human enterovirus B
- Human coxsackievirus B (era arter)
- Human coxsackievirus A 9
- Human echovirus (många arter)
- Human enterovirus C
- Human coxsackievirus A (många arter)
- Human poliovirus 13
- Human enterovirus D
- Human enterovirus 68, 70, 94
- Human enterovirus A
- Genus Rhinovirus
- Human rhinovirus A (många arter)
- Human rhinovirus B (många arter)
- Human rhinovirus C (nyupptäckt)
- Genus Aphtovirus
- Foot-and-mouth disease virus
- Genus Hepatovirus
- Hepatitis A virus (humant)