viruso - C4

Question 1

subunitate

Answer 1

Un singur lanț polipeptidic
pliat simplu

Question 2

Unitate structurală (protomer, unitate
asimetrică)

Answer 2

Unitate din care sunt construite capsidele sau
nucleocapsidele; formata din una sau mai multe subunități

Question 3

capsida

Answer 3

Învelișul proteic din jurul genomului

Question 4

Anvelopa (membrana virala)

Answer 4

derivata intodeauna din stratul celular bilipidic (ce
conține glicoproteine virale)

Question 5

Nucleocapsida (nucleul viral)

Answer 5

– acidul nucleic + proteine ; termen folosit atunci
când vorbim despre o substructură a particulei virale (este o nucleocapsidă pentru sa se află in interiorul unei membrane)

Question 6

virion

Answer 6

particula virala infectioasa

Question 7

particulele virale sunt……
+ roluri

Answer 7

metastabile
1. Trebuie să protejeze genomul (stabil)
2. Trebuie sa „livreze” genomul in celula gazda pentru a declanșa infecția (instabil)

Question 8

exemplu de semnal ce determina trecerea dintr o stare stabila in una instabila

Answer 8

atasarea la receptor, un pH scăzut,
o enzima (o proteaza) care clivează proteine structurale

Question 9

Energia introdusă în particula virala în timpul asamblării („spring loaded », sau resort) este

Answer 9

energia potențială utilizată pentru dezasamblare (dacă celula furnizează un semnal adecvat)

Question 10

structura stabila

Answer 10

Creată prin dispunerea simetrică a multor proteine identice
pentru a asigura un contact maxim

Question 11

structura instabila

Answer 11

-Structura nu este de obicei legată permanent (legături non-covalente)
- Poate fi demontată sau slăbită pentru a elibera sau expune
genomul

Question 12

Metodele de studiu ale biologiei
structurale virale

Answer 12

• Microscopie electronică
• Cristalografie cu raze X
• Microscopie crio-electronică (cryoEM) și tomografie crio-electronică
• Spectroscopia de rezonanță magnetică nucleară (RMN)

Question 13

ME (limite)

Answer 13

-Materialele biologice au un contrast inerent redus: trebuie colorate

-Colorare negativă cu „electron-dense material”, (uranyl acetate, phosphtungstate) : virus + uranyl acetate + electroni(1959); (ce bombardează imaginea)

• Rezoluție 50-70 A ° (alpha helix = 10 A ° diametru; 1A ° = 0,1 nm)
• Interpretarea structurală detaliată este imposibilă

Question 14

X-ray crystallography

Answer 14

-2- 3 A° pentru virusuri
-Cristalografia cu raze X este o tehnică pentru determinarea structurii tridimensionale a moleculelor,inclusiv a macromoleculelor biologice complexe, cum ar fi proteinele și acizii nucleici.
* Este un instrument puternic în elucidarea structurii tridimensionale a unei molecule la rezoluție atomică.
* Datele sunt colectate prin difracția razelor X dintr-un singur cristal, care are un aranjament ordonat (atomii din cristal se repetă în mod regulat).
* Pe baza modelului de difracție obținut din împrăștierea razelor X de pe ansamblul periodic al moleculelor
sau atomilor din cristal, densitatea cristalului poate fi reconstituită si deci al virusului

Question 15

Cryo-electron microscopy ( cryoEM) - etape

Answer 15

1. Particulele virale + solutie apoasa =
   congelare
2. Particulele virale sunt fotografiate: sute si
   sute de fotografii (particule care sunt
   orientate diferit in spațiu 3R)
3. Analiza (sofware) : pentru asamblarea
   acestor imagini într-o imagine 3R

Excelenta metoda pentru virusurile mari
A castigat in rezolutie in ultimii ani

Question 16

Cate particule virale exista? Care sunt ?

Answer 16

3 particule virale
-helicoidale
-icosaedrale
complexe asimetrice

Question 17

in constructia unei particule virale ……. este cheia

Answer 17

simetria

Question 18

majoritatea particulelor virale sunt …….

Answer 18

sferice sau in forma de tija

Question 19

Deoarece genoamele virusurilor sunt mici (!) ele ar
trebui construite cu ………

Answer 19

multe copii al doar câtorva proteine (economie genetică dar si pentru
stabilitate)

Question 20

Subunitatea proteică identică este distribuită cu o
simetrie helicoidală pentru virusurile în formă de …..

Answer 20

tija

Question 21

Subunitatea proteică identică este distribuită cu o
simetrie ocosaedrala pentru virusurile în formă de …..

Answer 21

sfera

Question 22

regulile de simetrie

Answer 22

Regula 1: Fiecare subunitate are contacte de legătură „identice” cu vecinii săi:
- Interacțiunea repetată a suprafețelor (chimic complementare) la interfețele subunităților duce în mod natural la un aranjament simetric

Regula 2: Aceste legături sunt de obicei ne-covalente
- Reversibil; asamblare fără erori (daca există o eroare atunci
acestea pot fi corectate pentru că procesul este reversibil)

Question 23

VLPs sau „virus like particles”

Answer 23

Multe proteine (sub-unitati) ce formează capsidele se pot autoasambla în particule asemănătoare virusului
nu au acid nucleic
utilizate pt vaccinuri

• Vaccinurile VHB (hepatita B) , HPV (Papiloma virus) sunt VLPs produse în drojdie (Saccharomyces cerevisiae)
• Circovirus porcin : VLP circovirus porcin de tip 2 este capsida exprimata de baculovirus (virus ce infectează insectele)
• Necroza pancreatică infecțioasă (somon) : VP2 exprimată de Escherichia coli

Question 24

ce virusuri prezinsta simetrie helicoidala?

Answer 24

virusurile plantelor (nu au anvelopa): transmise prin acțiuni mecanice: utilaje si insecte
Virusurile animale cu simetrie helicoidală sunt întotdeauna
înconjurate de o membrana (nucleocapsida: substructura)

Question 25

Caracteristica unei structuri helicoidale este aceea că

Answer 25

poate include orice volum prin simpla modificare a lungimii structurii : structuri deschise

Question 26

virusul stomatitei veziculare

Answer 26

-Utilizat ca vector pentru productia
de vaccinuri (Ebola vaccin)
-simetrie helicoidala

Stomatita veziculară afectează în principal ecvideele, bovinele și porcii.
Oile și caprele pot dezvolta semne clinice, deși acest lucru
este mai puțin frecvent, iar camelidele sud-americane sunt, de asemenea, afectate

Question 27

Virusuri ARNss(-) cu anvelopa si cu o
simetrie helicoidala

Answer 27

• Paramyxoviridae (rujeola, oreionul)
• Rhabdoviridae (rabia)
• Orthomyxoviridae (influenza virus)
• Filoviridae (Ebola virus)
• Nucleocapsida este ansamblul acid nucleic-proteină (sub-structura) care este inconjurat de o memebrana
• De ce această structură în virusurile ARN cu (-)? Deoarece acestea trebuie copiate de o ARN polimerază (care este transportată în nucleocapside)

Question 28

Virusuri ssRNA (+) cu anvelopa si capsidele helicoidale

Answer 28

Coronaviridae (SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2)

Question 29

Cum este posibil să construiască o capsidă rotundă utilizând
proteine cu forme neregulate?

Answer 29

Indiciul nr. 1: Toate capsidele rotunde au un număr precis de
proteine; multiplii de 60 cel mai adesea (60, 180, 240, 960)

Indiciul nr. 2: Virusurile sferice sunt de mai multe dimensiuni, dar proteinele capsidei au o medie de 20-60 kDa

Watson & Crick au concluzionat că acestea sunt construite cu simetrie icosaedrică

Question 30

caracteristici icosaedru

Answer 30

• solid cu 20 de fețe (fiecare un triunghi echilateral) : (proteinele virale nu sunt triunghiulare si deci fiecare fata este formata din cel puțin 3 proteine virale; pot fi aceeași sau 3 proteine diferite = unitatea structurala care se va repeta pentru a forma capsida)
• 12 vârfuri legate de axe de simetrie: 5x, 3x și 2x
• Permite formarea unei structuri închise cu cel mai mic număr (60) de subunități identice
  (deci cele mai mici particule de virus sunt
  produse de 60 de proteine identice)

Question 31

capside icosaedrale simple

Answer 31

• Compus din 60 de subunități proteice
  identice
• Un trimer al subunității proteice este
  unitatea structurală
• Interacțiunile tuturor moleculelor
  (proteinelor) cu vecinii lor sunt identice
  (cap la cap, coadă la coadă)
• Trimerul unei singure proteine virale
  (subunitatea) corespunde fiecărei fețe
  triunghiulare.
• Toate subunitățile interacționează cu
  subunitățile vecine identic sau echivalent.
• Particulele sunt sferice, nu icosaedrice!

Question 32

Cum sunt construite virusurile mai mari?

Answer 32

-prin aditia de mai multe subunitati

• Pentameri & hexameri
• Trei moduri de asamblare a subunităților
• Interacțiunile de legătură nu mai sunt
  identice ci sunt cvaziechivalente
  (Interacțiuni aproape identice): toți se
  angajează coadă la coadă și cap la cap

Question 33

• Cvaziechivalenta

Answer 33

= interacțiuni
necovalente ale subunitatilor (sunt
similare dar nu identice) („coada la
coada cap la cap”)

Question 34

ce semnifica T?

Answer 34

-nr de triangulatii
-nr de unitati structurale pe fiecare fata triunghiulara a icosaedrului

Question 35

capsidele cu T mai mare de 1, au o simetrie de tip?

Answer 35

hexamere

Question 36

cele mai mici virusuri

Answer 36

picornavirusuri-la animale

Question 37

Poliovirus (Picornaviridae)

Answer 37

Particulele virale au un diametru de aproximativ 30 nm încastrând un genom (+) ss RNA, de aproximativ 7,5 kb.

La capătul 5’,genomul are atașată (covalent) o proteină (VPg)
* 60 de protomeri de VP1, VP2, VP3 = 180 subunități
* T= 3 x 60 = 180

• Interacțiunea dintre cele 5 molecule de VP1 (doar in jurul celor 5 axe de simetrie) are drept rezultat formarea unor proeminențe ce depășesc capsida cu aproximativ 25 Å.
• Prezența acestor proeminențe determină formarea unor depresiuni importante numite canioane. Aceste canioane pot conține locul de atașare a receptorului.

Question 38

SV40 (Polyomavirus)

Answer 38

• Capsida acestor mici polyomavirusuri (DNA genom) are un diametru de aproximativ 50 nm este organizata într-un design diferit fără a respecta principiul de cvasiechivalență.
• Unitatea structurală este un pentamer al proteinei structurale majore.
• Capsida este astfel construita din 72 de astfel pentamere care se angajează în una dintre cele două tipuri de interacțiuni:
• 12 pentamere se găsesc în jurul celor 5 axe de simetrie, fiecare fiind înconjurat de 5 vecini
• Restul de 60 de pentamere sunt înconjurate de 6 vecini în jurul celor 6 axe de simetrie.

Question 39

adenovirus

Answer 39

capsida mare complexa

720 copii proteina virala

Capsida particulelor virale ( diametru maxim de 150 nm) are o aparenta icosaedrala și prezintă la suprafața celor 12 vârfuri niște formațiuni numite fibre.

Fiecare astfel de fibră prezintă un buton distal ce se atașează la receptorul virusului.

Aceste fibre sunt atașate la fiecare vârf la nivelul celor 5 axe de simetrie (12 „penton base”).

Formarea acestui tip de capsida depinde de
interacțiunile neechivalente dintre subunitățile proteice (structurile hexamerice înconjură structurile
pentamerice dar și celelalte structuri hexamerice).

Question 40

Capside complexe cu doua straturi de proteine cu o simetrie icosaedrala

Answer 40

reovirusuri
- fara anvelopa

Question 41

bacteriofagi

Answer 41

Coada este atașată la unul din cele 12 vârfuri ale capsidei (capsida are simetrie icosaedrică).

Coada este o tijă complexă - folosește simetria helicoidală în multe locuri - unele cozi sunt contractile pentru a injecta ADN-ul in bacterii

Question 42

Herpes simplex virus

Answer 42

*O singură proteină (VP5) formează hexonii si pentonii unei structuri icosaedrice cu T = 16. Subunitățile VP5 ce formează nucleocapsida adoptă conformații diferite in cadrul
pentonilor sau la hexonilor.
* Acest înveliș aparent icosaedric este de fapt o structură asimetrică:1 dintre cele 12 vârfuri este ocupat nu de un penton VP5, ci de o structură unică numită portal. Portalul cuprinde 12 copii ale proteinei UL6 și este un cilindru gol, care este mai larg la unul din capete si înconjurat de un inel cu două niveluri la capătul mai larg.
* Incorporarea portalui, care este conectat la membrana virală este importantă fiind implicat în mecanismele de asamblare și de eliberare a genomului în timpul intrării în celula gazdă.

Question 43

Anvelopele virale variază considerabil în funcție de :

Answer 43

• Mărime
• Morfologie
• Complexitate
• Compoziția lipidelor
• Numărul proteinelor și localizarea lor

Unele virusuri posedă, în plus de capsidă, o anvelopă. Această anvelopă formată din proteine virale conține o membrană care este derivată din membranele celulare.

Question 44

Genomul viral ………. sistemul de sinteza lipidică

Answer 44

nu codifica

Question 45

• Anvelopa este dobândită prin……

Answer 45

înmugurirea nucleocapsidei printr-o membrană celulară

• Poate fi orice membrană celulară, dar este specifică
  virusului (membrana plasmatică, RE, Golgi)
• Nucleocapsidele din interiorul anvelopei pot avea o simetrie helicoidală sau icosaedrică

Question 46

glicoproteinele anvelopei virale

Answer 46

• Glicoproteinele virale sunt proteine intramembranare (solid ancorate în stratul lipidic) ce prezintă un scurt domeniu membranar („membrane-spanning domain”).
• El separă domeniul extern (ce cuprinde numeroase oligozaharide) de domeniul intern, format din mici segmente:
• Domeniul extern (ectodomen) conține locuri de atașare a receptorilor virali, determinanți antigenici precum și segmente care mediază fuziunea particulelor virale cu membranele celulare, proces ce are loc în timpul pătrunderii
  virusului în celulă.
• Domeniul intern (care este în contact cu alte componente ale particulei virale) este adesea esențial pentru asamblarea virusului.

Question 47

tipuri de anvelope dupa pozitia glicoproteinelor

Answer 47

Anvelope nestructurate - Glicoproteinele sunt așezate aleatoriu

Anvelope structurate (Flavivirus): proteinele urmează
o arhitectura icosaedrala.

Question 48

Nucleocapside helicoidale vs icosaedrice

Answer 48

Nucleocapside icosaedrale- anvelope structurate

Nucleocapside helicoidale – anvelope nestructurate (influenza)

Question 49

Particule virale complexe (fara simetrie)

Answer 49

Poxvirus, pandoravirus

Question 50

Alte componente ale virionilor

Answer 50

• Enzime
• polimeraze, integraze, proteine asociate
• proteaze
• poli(A) polimeraza
• enzime de limitare („capping”)
• topoizomeraze
• Activatori, responsabili de degradarea ARNm, (necesari pentru o infecție eficientă)
• Componente celulare - histone, ARNt, lipide, și multe altele