Vírusok I: általános



Hasonló dokumentumok
A replikáció mechanizmusa

3. Kombinált, amelynek van helikális és kubikális szakasza, pl. a bakteriofágok és egyes rákkeltő RNS vírusok.

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

Vírusok Szerk.: Vizkievicz András

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

Egy idegsejt működése

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

AZ EMBERI MIKROBIOM: AZ EGYÉN, MINT SAJÁTOS ÉLETKÖZÖSSÉG Duda Ernő

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

7. A SEJT A SEJT 1. ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

Génszerkezet és génfunkció

Az endomembránrendszer részei.

Virulencia és szelekció

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Transzláció. Leolvasás - fehérjeszintézis

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

1. Bevezetés. Mi az élet, evolúció, információ és energiaáramlás, a szerveződés szintjei

AZ ÖNEMÉSZTÉS, SEJTPUSZTULÁS ÉS MEGÚJULÁS MOLEKULÁRIS SEJTBIOLÓGIÁJA

Újabb adatok a H1N1 vírusról. Miért hívják H1N1-nekÍ?

A proteomika új tudománya és alkalmazása a rákdiagnosztikában

Rekombináns Géntechnológia

Paraziták elleni immunválasz

A baktériumok genetikája

Szerkesztette: Vizkievicz András

CzB Élettan: a sejt

TUMORELLENES ANTIBIOTIKUMOK

Az ABCG2 multidrog transzporter fehérje szerkezetének és működésének vizsgálata

A kórokozók ellen kialakuló immunválasz jellemzői; Baktériumok, paraziták, gombák és vakcináció

3. Sejtalkotó molekulák III.

A felvétel és a leadás közötti átalakító folyamatok összességét intermedier - köztes anyagcserének nevezzük.

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

A szénhidrátok az élet szempontjából rendkívül fontos, nélkülözhetetlen vegyületek. A bioszféra szerves anyagainak fő tömegét adó vegyületek.

Szerk.: Vizkievicz András A DNS örökítő szerepét bizonyító kísérletek

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

A szénhidrátok lebomlása

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

A sejtek lehetséges sorsa. A sejtek differenciálódása. Sejthalál. A differenciált sejtek tulajdonságai

BIOLÓGIA. 10. évfolyam /normál képzés/ 11. évfolyam /kéttannyelvű és nyelvi előkészítő évfolyamú képzés/ Óraszám: 111 óra. Célok és feladatok

Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése. TÁMOP /1/A projekt

Balázs Anna. Az importin-béta 1 szerepe a kromatin 2 szerveződésében. Abstract

6. Zárványtestek feldolgozása

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

A MITOKONDRIUMOK SZEREPE A SEJT MŰKÖDÉSÉBEN. Somogyi János -- Vér Ágota Első rész

III/1. Kisfeszültségű vezetékméretezés általános szempontjai (feszültségesés, teljesítményveszteség fogalma, méretezésben szokásos értékei.

Genomadatbázisok Ld. Entrez Genome: Összes ismert genom, hierarchikus szervezésben (kromoszóma, térképek, gének, stb.)

II. Grafikonok elemzése (17 pont)

HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS (HIV) ÉS AIDS

OZMÓZIS, MEMBRÁNTRANSZPORT

Génmódosítás: bioszféra

A minimális sejt. Avagy hogyan alkalmazzuk a biológia több területét egy kérdés megválaszolására

KÖTÉLSZERKEZETEK. Különleges Tartószerkezetek Hegyi Dezső Jegyzet kézirat v1 Kötélszerkezetek

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Oktatáskutató és Fejlesztő Intézet TÁMOP / XXI. századi közoktatás (fejlesztés, koordináció) II. szakasz KÉMIA 4.

Az örökítőanyag. Az élőlények örökítőanyaga minden esetben nukleinsav (DNS,RNS) (1)Griffith, (2)Avery, MacLeod and McCarty (3)Hershey and Chase

10. Genomika 2. Microarrayek és típusaik

A programozott sejthalál mint életfolyamat

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

A koleszterin-anyagcsere szabályozása (Csala Miklós)

1. Az immunrendszer működése. Sejtfelszíni markerek, antigén receptorok. 2. Az immunrendszer szervei és a leukociták

Az élő szervezetek menedzserei, a hormonok

A humán tripszinogén 4 expressziója és eloszlási mintázata az emberi agyban

BIOLÓGIA. Általános érettségi tantárgyi vizsgakatalógus Splošna matura

Mutasd be az agyalapi mirigy, a pajzsmirigy és a mellékpajzsmirigy jellemzőit és legfontosabb hormonjait!

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

A szénhidrátok lebomlása

Az elektrosztatika törvényei anyag jelenlétében, dielektrikumok

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015


Leukémia (fehérvérûség)

Az adenovírusok morfológiája I.

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

Molekuláris terápiák

Vakcinák / 9. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet PTE KK

Kereskedelmi forgalomban lévő rekombináns gyógyszerkészítmények

Molekuláris biológus M.Sc. Prokarióták élettana

Kérdések és válaszok az influenzáról

Hogyan véd és mikor árt immunrendszerünk?

Proontogenezis (megelőző szakasz) Egyedfejlődés (ontogenezis) Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis. Megtermékenyítés (fertilizáció)

Sportélettan zsírok. Futónaptár.hu

Immunológia. Hogyan működik az immunrendszer? password: immun

Dr. Fröhlich Georgina

1. Az emésztôrendszerrôl általában

Dungeon Twister - Paladinok és Sárkányok

B I O L Ó G I A. ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK május 20. du. ÚTMUTATÓ A FELADATOK MEGOLDÁSÁHOZ

Proontogenezis (megelőző szakasz) Egyedfejlődés (ontogenezis) Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis. Proontogenezis

Proteomkutatás egy új tudományág születése

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

A HLTF koordinált fehérje és DNS átrendezése és aktivitásának összehasonlítása a Bloom szindróma helikáz fehérjével

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

BMGE, Alkalmazott biokémia, transzgénikus organizmusok, 2009 Transzformációs módszerek

Congenitalis adrenalis hyperplasia, 21-hidroxiláz defektus. Szülő- és betegtájékoztató

IV. Fodor József Biológia Verseny

Átírás:

1 Mi egy vírus? VÍRUSOK-I Vírusok I: általános I. Bevezetés A vírusok sejtparaziták, ami azt jelenti, hogy (1) a sejten kívül nem képesek élettevékenységet folytatni. (2) Továbbá, a vírusok a fertőzött sejtben átveszik a sejt irányítását: a sejt molekuláris mechanizmusait a saját szaporodásukhoz használják, s gátolják a csak a sejt számára szükséges folyamatokat (celluláris RNS-ek és fehérjék előállítása, stb.). (3) A vírusok gátolják a sejt és a szervezet különféle védekezési mechanizmusait (apoptózis, immunvédekezés, stb.) A vírusok genetikai paraziták is egyben, mivel (1) tk. génbevitelre specializálódott biológiai szerkezetek; ill. (2) vírus genom kódolja a sejt működésének átprogramozásához szükséges algoritmusokat. Változatosság és hasonlóság A vírusok minden sejt-alapú életformát képesek megfertőzni: eukariótákat (gerinces- és gerinctelen állatokat, növényeket, ill. gombákat) és prokariótákat (eubaktériumokat és archaeákat egyaránt). A baktériumokat megfertőző vírusokat bakteriofágoknak, vagy röviden fágoknak nevezzük. A vírusok sok emberi betegséget okoznak, kezdve az enyhe tünetekkel járó náthától (rhinovírusok) a halálos veszettségig (veszettségvírus). Továbbá, egyes rákos megbetegedéseket is vírusok okoznak (retrovírusok, papilloma vírusok, stb.). A vírusok komoly társadalmi problémákat idézhetnek elő: bizonyos járványok sok emberi életet követelhetnek, s az ellenük való védekezés is költséges lehet. Korábban a fekete himlő (poxvírus) okozott nagy járványokat, ma pedig a HIV (retrovírus) szed órási számú áldozatot. A vírusok nagyon változatos szervezetek. Más élőlényektől eltérően, sok vírus RNS genommal rendelkezik. Mind az RNS, mind a DNS örökítő anyaggal rendelkező vírusok rendelkezhetnek egy- vagy kétszálú nukleinsavval. A vírusok örökítőanyaga lehet lineáris vagy cirkuláris. A legtöbb vírus egyetlen nukleinsavat tartalmaz, de pl. az influenza vírusok 7 vagy 8 RNS molekulával rendelkeznek. A vírusok rendszerint egyszeres (haploid) genommal rendelkeznek, de pl. a HIV diploid (két azonos RNS molekulát tartalmaz). Vannak olyan vírusok, amelyek beépülnek a gazdasejt genomjába (retrovírusok), a többség azonban nem integrálódik. A vírus nukleinsav elhelyezkedhet a sejtmagban (herpeszvírusok, adenovírusok, influenza vírusok), vagy a citoplazmában (poxvírusok, RNS vírusok többsége). A citoplazmában elhelyezkedő vírusoknak maguknak kell megoldaniuk a sokszorozódásukat, mert a gazdasejt replikációs apparátusa a sejtmagban található. A vírusfertőzés lehet produktív (sok vírus részecske keletkezik), látens (a vírus elbújik az immunrendszer elől), ill. abortív (sikertelen). Egyes vírusok fertőzőképessége más vírusok jelenlététől függ (pl. az adenoasszociált vírusok szaporodásához adeno-, vagy herpesz segítővírusok által termelt komponensek szükségesek). A vírusok által okozott betegségek lehetnek gyors lefolyásúak (influenza), vagy évekig tartóak (HIV). A vírusok lehetnek csupaszok (csak kapszid veszi körül a nukleinsavat) vagy köpennyel rendelkezők. Látható, hogy a vírusok szerkezeti felépítése és replikációs stratégiái szintén nagyon változatosak. Van azonban a vírusoknak két közös sajátságuk: (1) 200 nanométernél kisebb méretűek (kivéve a nemrég felfedezett mimivírusok és mamavírusok); (2) kizárólag a gazdasejtben képesek replikálódni (obligát paraziták, szemben a fakultatív parazitákkal, melyek parazitizmus nélkül is képesek létezni). A vírusok mindig a gazda sejtét használják: (a) építőanyagok, pl. aminosavak és nukleotidok; (b) fehérje szintetizáló apparátus (riboszómák, trns-ek, stb.); (c) energia, ATP formájában. A vírusok egy alapvető sajátságban különböznek a gazdasejtektől: egy új sejt mindig egy előzőleg létező sejtből származik, egy virion (érett vírus) azonban mindig újraépül a sejtben képződő komponenseiből az összeszerelődés folyamata során. A vírus a sejtműködést módosítja annak érdekében, hogy növelje a saját replikációs hatékonyságát. Ez a módosítás magában foglalja az új membrán struktúrák képzését, a gazdasejt gének kifejeződésének gátlását, ill. bizonyos sejtfolyamatok serkentését. 1

2 3 4a 4b 5 6 A viroszféra A vírusok óriási számban és sokféleségben fordulnak elő a természetben, ezért, a vírusok összességét - a bioszféra analógiájaként,- viroszférának nevezzük. Az óceánok a levegő, a talaj, és minden más környezet óriási számú és típusú vírust tartalmaz. Becslések szerint minimum 100 millió vírusfaj létezik a Földön. Élőlények-e a vírusok? Általánosan elterjedt vélekedés, hogy a vírusok nem élőlények, ugyanis a sejten kívül nem produkálják az életre jellemző életjelenségeket. Azonban a baktérium spórákkal is ugyanez a helyzet, s mégsem soroljuk emiatt a spóra állapotú baktériumokat az élettelenek közé. A vírusok felfedezése A vírusok létezésére vonatkozó első bizonyítékot két kutató (a holland Martinus Beijerinck és az orosz Dimitrij Ivanovszki) szolgáltatta egymástól függetlenül a kései XIX. században. Beteg dohánylevelekből kivonatot készítettek, amit átszűrtek egy baktérium sejttől kisebb méretű lyukakat tartalmazó szűrőn, majd ezzel az oldattal sikeresen megfertőztek egészséges növényeket. A fertőzési kísérletet többször egymás után elvégezték (minden új fertőzéshez az előzőleg fertőzött növényből vett mintát használtak), hogy kizárják azt a lehetőséget, hogy toxin okozza a betegséget (a toxin felhígult volna a passzálások során, a vírus viszont nem hígul, mivel szaporodik). A vírust később dohány mozaik vírusként (TMV: tobacco mosaic virus) azonosították. Beijerinck használta először a vírus szót. Ugyanebben az időben fedezték fel az első állati vírust, a száj és körömfájás vírusát. Friedrich Löffler és Paul Frosch képesek voltak a betegséget állatról állatra átvinni beteg állatból származó átszűrt vérszérummal. A vírusok eredete Négy fő elmélet próbálja magyarázni a vírusok eredetét. Az első két (esetleg három) elmélet nem feltétlenül egymást kizáróak; valószínűleg, bizonyos vírus családok keletkezését az egyik, más családokét egy másik elmélet magyarázza helyesen. A Regresszív Hipotézis Sejt-alapú szervezetek maradványai A vírusok degenerált életformák, melyek elvesztették az önálló élethez szükséges funkciók jelentős részét, s parazitákká váltak. Valószínűleg, a poxvírusok prokarióta sejtek leegyszerűsödése által jöttek létre. A Progresszív Hipotézis Megszökött nukleinsavak A vírusok a gazdaszervezet genomjából szakadtak ki, annak több elemét összekombinálva. Valószínűleg a legtöbb (ha nem minden) vírus így keletkezett. A Szimbionta Hipotézis - Intracelluláris mikroorganizmusok A feltételezések szerint, a vírusok ősei, hasonlóan a mitokondriumokhoz és a kloroplasztiszokhoz, a sejttel szimbiózisra lépő sejtes szervezetek voltak, amelyek, később letértek az együttműködés útjáról, s parazitákká váltak. Ez az elmélet azt a problémát kívánja megoldani, hogy hogyan keletkezett a vírusok genetikai anyaga. A válasz a szimbionta sejtszervecskéből. Feltételezések szerint, a legnagyobb ismert vírus, a mimivírus* keletkezhetett ilyen módon (mások a regresszív hipotézis alapján magyarázzák e vírusok eredetét). A Vírus-először Hipotézis Sejttől független eredet A vírusok az ősi RNS világ idejében keletkeztek, megelőzve a sejtes életformákat, vagy azokkal párhuzamosan létezve. Nem tudjuk azt sem, hogy a vírusok egyetlen őssel rendelkeznek-e (LUCA: last universal common ancestor), amely létrehozott egy ősi viroszférát, s a mai vírusok mind a LUCA leszármazottai, vagy egymástól függetlenül több alkalommal keletkeztek-e. A vírusok leszármazása A magasabbrendű élőlények evolúcióját gyakran rekonstruálni lehet az ősmaradványok (fossziliák) alapján. A vírusokból azonban nem keletkeznek fossziliák. Sőt, a vírusok rendkívül gyors evolúciója miatt, nem tudjuk a távoli rokonsági kapcsolataikat sem feltérképezni, - másszóval, evolúciós törzsfát felépíteni -, mivel a hasonlóság genetikai nyomai mára már elvesztek. Ez a helyzet azt eredményezi, hogy, legalábbis jelenleg, csupán spekulálni tudunk a vírusok eredetét és leszármazási viszonyait illetően. A vírusok rendszertana 1966-ban megalakult a Vírus Rendszertan Nemzetközi Bizottsága (International Committee on Taxonomy of Viruses; ICTV) azzal a szándékkal, hogy rendet tegyen az addigi kaotikus viszonyoknak a vírus rendszerezés és elnevezés területén. A virológusok hosszú ideig ellenálltak bizonyos rendszertani kategóriák, pl. család, genus és faj, használatának. Mára azonban, ezek az élőlények rendszerezésben használatos kategóriák, a virológiában is meghonosodtak. A probléma a magasabb rendszertani kategóriák, rend, osztály, törzs, megalkotásában van, mivel a távoli csoportok leszármazási viszonyai nem ismertek (a vírusok evolúciós törzsfája gyökértelen, mivel a víruscsaládok közös őseit nem ismerjük). Az alacsonyabb rendszertani kategóriákba (család, genus) való besorolást korábban morfológiai alapon, vagy a vírusfertőzés hasonlóságai alapján végezték. Mára a genom szekvenálási technikák sokkal pontosabb módszereket biztosítanak a rokonság megállapítására. A Baltimore rendszer A vírusokat a genomuk (DNS, RNS, egyszálú, kétszálú) és a replikációs stratégiájuk alapján osztályozza. A David Baltimore által alkotott rendszerben az ugyanabba az osztályba tartozó vírusok nem feltétlenül rokonok egymással. Hét Baltimore osztályt különböztetünk meg: 2

7 8 I: dsdns vírusok (pl. Adenovírusok, Herpeszvírusok, Poxvírusok) II: ssdns vírusok (+)DNS (pl. Parvovírusok) III: dsrns vírusok (pl. Reovírusok) IV: (+)ssrna vírusok (pl. Pikornavírusok, Togavírusok) V: (-)ssrns vírusok (pl. Orthomyxovírusok, Rhabdovírusok) VI: (+)ssrns vírusok DNS intermedierrel (pl. Retrovírusok) VII: dsdns-rt vírusok (pl. Hepadnavírusok) Megjegyzés: intermedier = átmeneti forma; Rövidítés: ds: duplaszálú; ss: egyszálú; RT: reverz transzkriptáz Tolvaj vírusok A vírusokra jellemző, hogy géneket képesek lopkodni egymástól és a gazdaszervezettől is. Egyszerűbb ugyanis egy már működő gént elvenni mástól, mint egy újat kifejleszteni. Példaként a herpesz szimplex vírust mutatjuk be. Ez a vírus a gazdasejtekéhez nagyon hasonló szekvenciájú géneket is tartalmaz. E gének termékei a DNS replikációban vesznek részt vagy közvetlenül, mint pl. a DNS polimeráz, vagy az új DNS szál szintéziséhez szükséges nukleotidok előállításában, mint a timidin kináz és a ribonukleotid reduktáz enzimek. Ismert az is, hogy az influenza vírus újabb és újab szerotípusai különféle törzsek ekveredésével jönnek létre. Vírusok és rák Azokat a vírusokat, amelyek rákot képesek okozni onkogén vírusoknak nevezzük. A tumor képzésben való feltételezett szerepet a vírus tumorokban való jelenléte bizonyíthatja. Bizonyos tumorképző vírusok beépülnek a gazda genomjába (retrovírusok), míg mások kovalensen zárt gyűrű alakban a kromoszómán kívül helyezkednek el a sejtmagban (papilloma vírusok, hepatitis B vírus, Epstein-Barr vírus). Az onkogén vírusokról a Rákképződés Molekuláris Biológiája c. előadásban lesz részletesen szó. Vírusok, vakcinák, antivirális szerek Erről a témáról a Biotechnológia és Rekombináns Géntechnológia c. előadásban lesz szó. II. A vírusok szerkezete A gazdasejten kívül a vírust virionnak, a sejtben lévő vírust pedig vegetatív vírusnak nevezzük. A provírusnak a gazdasejt DNS-be épült vírust nevezzük. A vírus lényegében egy gének bevitelére specializálódott biológiai szerkezet. A vírus örökítőanyagát körülvevő fehérjék szerepe a genom védelme, ill. annak bejuttatása a sejtbe. A genomot közvetlenül borító fehérjékből álló burok neve kapszid; a kisebb morfológiai egységek pedig a kapszomerek, amelyek fehérjékből állnak. Sok vírus rendelkezik még egy külső membrán komponenssel is, melyet köpenynek nevezünk. A köpeny a gazdasejt sejtmembránjából, a Golgi komplex membránjából (ez tk. a transzport vezikulum membránja), vagy ritkán a magmembránból származik, s különféle vírus fehérjéket tartalmaz. A köpennyel rendelkező vírusoknál rendszerint a külső membrán és a kapszid között egy különféle fehérjéket (esetleg RNS-eket is) tartalmazó réteg is elhelyezkedik, melynek neve mátrix (a herpeszvírusoknál tegument). Vírus genomok A virionok egy vagy több genomot tartalmazhatnak. Szemben más életformákkal, a vírusok nem csupán DNS, hanem RNS genommal is rendelkezhetnek. A vírusok további különlegessége, hogy nem csak két-, hanem egyszálúak is lehetnek, mind a DNS, mind az RNS vírusok esetében. Ezek a különbségek a vírusok többféle eredetére utalnak (polifiletikus eredet, szemben a monofiletikus eredettel). További változatosságot jelent a nukleinsavak lineáris vagy gyűrű alakú szerkezete. A vírus genom mérete is nagy variabilitást mutat. Az RNS vírusok rendszerint kis genommal rendelkeznek, a DNS vírusok között pedig vannak kicsik és nagyok is. A nagy genommal rendelkező vírusok közé tartoznak a herpeszvírusok és poxvírusok. Az újonnan felfedezett mimivírusok és mamavírusok pedig hatalmasak (több mint egymillió nukleotidból állnak), nagyobb DNSel rendelkeznek, mint néhány mikoplazma faj (baktériumok), melyek a legkisebb sejtes szervezetek. A legtöbb vírus egyetlen nukleinsav molekulát tartalmaz, de vannak 2 vagy több nukleinsavból álló vírusok is. A szegmentált genom előfordulása jóval gyakoribb az RNS vírusoknál. A szegmentált genommal rendelkező vírusok tipikus példájaként az influenza vírusok szolgálnak. Az influenza vírusok 7 vagy 8 negatív-szálú RNS molekulát tartalmaznak egyetlen virionban. Érdekesség, hogy a rozsnok mozaik vírus más-más virionba pakolja az örökítőanyag szegmenseit, így azoknak egyszerre kell fertőznie egy adott sejtet, hogy a 3

vírus működőképes legyen. A szegmentált genom azért előnyös, mert a hagyományos mechanizmusok (mutáció, genetikai rekombináció) mellett egy új lehetőséget teremtenek a genetikai változékonyság növelésére, nevezetesen, a vírus szegmensek különböző vírustörzsek közötti cseréjét. Ezért képesek az influenza vírusok rendkívül gyors genetikai változásra, ami pl. a viszonylag könnyű gazdaváltás képességükben is megmutatkozik. Az AIDS vírusa, a HIV két kópiában tartalmazza az örökítőanyagát, s így tk. diploid RNS genommal rendelkezik (mivel itt két azonos kópiáról van szó, a genomot nem nevezzük szegmentáltnak). Egyes RNS vírusok átmenetileg DNS-t képeznek az RNS molekuláikból egy RNS-függő DNS polimeráz (reverz transzkriptáz) segítségével. Más vírusok (pl. influenza- és poliovírusok) az RNS-t közvetlenül írják át RNS-sé RNS-függő RNS polimeráz enzimek segítségével. A genomba nem-beépülő vírusok genetikai anyaga rendszerint a sejtmagban helyezkedik el, a lassú vírusok esetén ún. extrakromoszómális DNS-ként, melyet más szóval episzómának is neveznek. Bizonyos vírusok (pl. poxvírusok) DNS-e a citoplazmában helyezkedik el. A gazdasejt genomjába épülhetnek RNS vírusok (pl. HIV, miután DNS-sé másolták az örökítő anyagukat) és DNS vírusok is (pl. lambda fág). Sok vírus genomja ismétlődő szekvenciákat tartalmaz, melyek rendszerint szabályozó szerepet töltenek be: promóterek, enhanszerek, replikációs origók, stb. A lineáris genommal rendelkező vírusok rendszerint a nukleinsavak végein tartalmaznak ismétlődő szekvenciákat, melyeket ezért terminális ripíteknek nevezünk. Ha az ismétlődések ugyanabban az irányban állnak, akkor direkt ripítről, ha egymással ellenkező orientációban állnak, akkor inverz ripítről beszélünk. 4 9 10 Kapszidok A virionban a genom egy fehérje burokban helyezkedik el, melyet kapszidnak nevezünk. Néhány vírusnál a genom és a kapszid (együtt: nukleokapszid) alkotja a viriont (csupasz vírusok, pl. adenovírusok), míg másoknál köpeny borítja a kapszidot (burkos vírusok). A kapszid nélküli vírus genom jóval könnyebben inaktiválódik, mint a kapsziddal rendelkező virion. Ez a tény jelzi a kapszid egyik funkcióját: a védelem. A kapszid egy másik funkciója a csupasz vírusoknál a célsejt felismerése, és az ahhoz való kapcsolódás (a burkos vírusoknál a köpeny fehérjéi végzik ezt a feladatot). A kapszid fontos a sejten belüli transzportban is. A kapszidot sok fehérje molekula alkotja, mely fajtól függően, lehet egy- vagy többféle. Az egyedi fehérjék aszimmetrikusak, de szimmetrikus szerkezetté állnak össze. A vírusok túlnyomó többsége a kapszid szimmetriája alapján két típusra osztható: helikális és ikozaéder (megjegyzés: a helikális=csiga elnevezés, a DNS-hez hasonlóan, itt is helytelen; a spirális kifejezés lenne megfelelő). (1) Helikális szimmetria Sok egyszálú RNS vírus kapszidjának szerkezete mutat ilyen típusú szimmetriát. Az RNS spirál alakú, amelyhez a fehérjék úgy kapcsolódnak, hogy megtartják ezt a szerkezetet. Több egyszálú RNS-t tartalmazó vírus (pl. kanyaró és influenza vírus) helikális kapszidját köpeny borítja, de pl. a dohány mozaik vírus kapszidja csupasz, nem fedi köpeny. Csupán kevés számú DNS vírus rendelkezik helikális szimmetriájú kapsziddal (fonalas fágok). (2) Ikozaéder szimmetria Az ikozaédert 20 egyenlő oldalú háromszög alkotja. A legtöbb vírusnak ikozaéder alakú kapszidja van. (3) Kúp- és bot-alakú kapszidok A fentiek mellett léteznek jóval ritkábban előforduló kapszid formák. Például, a HIV-1 kúp-alakú, a bakulovírusok (rovar paraziták) pedig bot-alakú kapszidokkal rendelkeznek. Mindkét vírus csoport virionjai köpennyel borítottak. Virion membránok (köpeny) Sok vírus kapszidját egy kettős lipid-rétegből álló membrán veszi körül. A legtöbb esetben, a membránban a vírus genom által kódolt fehérjék találhatóak. Ezek a fehérjék a vírusfertőzést segítik, főként a célsejtek felszínének felismerésében. A legtöbb vírus esetében a köpeny gömb alakú, de más formák is előfordulnak. Az állatok és növények vírusainál gyakori a köpeny, de a bakteriofágok rendkívül ritkán burkoltak külső membránnal. A legtöbb membrán fehérje glükozilált transz-membrán protein (glükoproteinek). Sok glükoprotein funkciója a vírus köpeny és a sejtmembrán fúziójának a véghezvitele. De a megfelelő gazdasejtek felismerése (faj- és sejtspecifikus receptorok felismerése) is a glükoproteinek dolga. A legtöbb virion membrán a citoplazma vagy a Golgi transzport vezikulumainak membránjából származik, amelybe virális proteinek épülnek be.

11 12 13 III. Vírusfertőzés A vírus célja ugyanaz, mint az összes többi szervezeté: az információhordozó anyagának utódokba való juttatása. A vírusnak, e cél érdekében, be kell kerülnie sejtbe, ott megsokszoroznia a genomját, összeszerelni a képződő virionokat, kijutni a sejtből, majd az egész folyamat kezdődhet elölről. A vírusfertőzés lépései vázlatpontszerűen a következők: 1. Kapcsolódás a sejthez 2. Bejutás a sejtbe (penetráció) 3. A vírus gének transzkripciója mrns-ekké 4. A mrns-ek transzlációja fehérjékké 5. Genom replikációja 6. A genom és a fehérjék virionná való összeszerelődése 7. A virionok kijutása a sejtből Nem mind a 7 folyamat megy azonban végbe minden vírusnál; valamint, az egyes lépések nem mindig a fenti sorrendben mennek végbe, ill. bizonyos vírusoknál egyéb lépések is előfordulnak (pl. reverz transzkripció). Sok vírusnál a transzkripció, a transzláció, a genom replikáció, az összeszerelődés és a sejtből való kijutás egyidőben zajlik. A vírus sejthez való kapcsolódása A virion egy vagy több sejtfelszíni receptor fehérjéhez kapcsolódik. A receptorok virionok általi felismerése nagyon specifikus. Néhány vírus sejtet való fertőzéséhez egy második receptorhoz (ko-receptor) való kapcsolódás is szükséges. A vírus által felismert receptorok és ko-receptorok rendszerint glükoproteinek, melyek különféle funkciót töltenek be a sejtben. A receptorokhoz való kapcsolódás biztosítja azt, hogy a vírus a megfelelő faj megfelelő sejttípusát fertőzze meg. A csupasz vírusok kapcsolódási helye a kapszid felszínén van, néha mélyedésekben (pl. poliovírus), máskor pedig az éleken (pl. száj- és körömfájás vírus). Más csupasz vírusok specializált molekuláris szerkezeteket használnak a sejtfelszínhez való kötődéshez (pl. adenovírusok, rotavírusok) Sejtbe való bejutás (penetráció) A receptorhoz való kötődést követően a vírusnak a sejtmembránon keresztül be kell jutnia a citoplazmába. Ezt a feladatot kétféle mechanizmussal oldhatják meg a vírusok: (1) Fúzió: a vírusköpeny és a sejtmembrán összeolvadásával (pl. herpeszvírusok), melynek eredményeként a nukleokapszid bekerül a sejtbe, a köpeny viszont nem. (2) Endocitózis: a vírusok penetrációjának (sejtbe való bejutásának) másik módja az endocitózis, melynek során a sejtmembrán körbe fogja a viriont, majd azzal együtt fűződik le, s így egy endoszóma képződik (ld. dia). Endocitózissal jutnak be a csupasz vírusok, s több köpennyel rendelkező vírus is. Megjegyzés: az endocitózis a sejt természetes folyamata, melynek segítségével tápanyagokat és kórokozókat vesz fel, ez utóbbit megsemmisítés céljából. Többféle endocitózis típus létezik, melyek közül a két leggyakoribb a klatrin- és a kaveolin-közvetített endocitózis. Sok vírus kihasználja ezeket a celluláris mechanizmusokat a sejtbe való bejutásra. A vírus ezt követő feladata az endoszómából történő kijutás. Az endoszóma fuzionálhat egy lizoszómával, amely megsavanyítja az endoszóma belsejét. A ph-t tovább csökkentheti a sejt H + -ok bepumpálásával. Ez a savasodás jelenti sok vírus (pl. retrovírusok) számára azt a jelet, melynek hatására a köpenyük fuzionál az endoszóma membránjával, s így a nukleokapszid kijut a citoplazmába. Vetkőzési stratégiák (A) Néhány burkos virus, mint pl. a HIV (és a herpeszvírusok), a gazdasejt membránjával fuzionálnak (receptor-közvetített módon) a genomuk (kék) és a kapszidjuk (narancs) citoplazmába való juttatása végett. Ezt követően a nukleinsav kikerül a kapszidból. (B) Más burkos vírusok, mint pl. az influenza vírus, egy receptorhoz kötődik, majd endocitózissal jut a sejtbe. Az endoszóma elsavasodását követően, a vírus köpeny fuzionál az endoszóma membránnal, ami a virus genom (RNS; kék) és a kapszid proteinek (narancssárga) citoszólba való bejutását eredményezi. (C) A poliovírusok nem rendelkeznek köpennyel (csupaszok). Első lépésben a receptorhoz (zöld) kapcsolódnak, majd endocitózissal jutnak be a sejtbe, ahol az endoszóma membránjában lyukakat képeznek, s ezeken keresztül kerül az RNS genomuk (kék) a citoplazmába. (D) Az adenovírusok, egy másik csupasz vírus család, bonyolultabb stratégiát folytatnak. A virion endocitózissal az endoszómába kerül, ahonnan az endoszóma membrán dezintegrációjával jut ki a citoplazmába. A vírus DNS (piros) innen közvetlenül a sejtmagba jut. 5

14 15 16 Intracelluláris transzport Amint a vírus (virion, nukleokapszid, vagy nukleinsav) bekerült a citoplazmába, el kell jutnia a replikáció helyszínére, amely a sejtmag, vagy a citoplazma meghatározott helyei lehetnek. A vírusok egy része a sejt transzport rendszerét (motorfehérjék, mikrotubulusok) veszi igénybe erre a feladatra. A legtöbb RNS vírus a citoplazmában replikálódik; a többségüknek nincs szüksége a sejtmagban lévő enzimekre, mert saját maguk kódolják azokat. Az influenza vírusok kivételek ezalól, mivel szükségük van a sejtmagban lévő splicing apparátusra, ezért a genomuk a nukleuszba transzportálódik. A retrovírusok szintén a sejtmagba törekszenek, hiszen a reverz transzkriptázuk által képzett DNS a gazdagenomba épül be. A legtöbb retrovírus DNS megvárja a mitózist, mert ilyenkor a magmembrán ideiglenesen szétesik, s így a vírus a gazda genom közelébe juthat. Ezek a vírusok tehát csak osztódó sejteket képesek fertőzni. A retrovírusok családjába tartozó lentívírusok (pl. a HIV) DNS-e azonban, a genomuk által kódolt fehérjék segítségével, képesek átjutni a magmembrán pórusokon, s így ezek a vírusok nem-osztódó sejteket is képesek megfertőzni. A DNS vírusok túlnyomó többsége a sejtmagban replikálódik. Kivételek pl. a poxvírusok, melyek DNS-e a citoplazmában szintetizálódik. A sejtmagba kerülő vírus genomnak a magmembrán közelébe kell szállítódnia, majd át kell haladnia a magpórusokon. Több vírus szerkezeti fehérjéin olyan szekvenciák vannak, amelyek a motor proteinekhez való kapcsolódást teszik lehetővé. A hepeszvírusok, az adenovírusok, a parvovírusok és a retrovírusok felhasználják a sejt e transzport mechanizmusát a nukleokapszidjuk perifériáról a sejtmag közelébe való szállításához. A kis vírusok (pl. parvovírusok) átférnek a magpórusokon, a nagyobbaknak azonban teljesen vagy részlegesen el kell távolítaniuk a kapszidjukat ahhoz, hogy a nukleinsavuk átjusson a póruson. Módosított Centrális Dogma Francis Crick 1958-ban javasolta a molekuláris biológia Központi (centrális) Dogmáját egy olyan elvként, amely megmagyarázza a genetikai anyag replikációját és kifejeződését. A Központi Dogma szerint a genetikai információ DNS RNS fehérje irányban fejeződik ki; valamint, DNSről DNS-re való másolódás útján adódik át generációról generációra. A sejt-alapú életformákra érvényes is a dogma minden állítása, a vírusok azonban két pontban is megszegik a szabályt: az RNS genommal rendelkező vírusok egy része DNS-sé másolódik (retrovírusok), mások pedig DNS intermedier nélkül, közvetlenül RNS-t képeznek (influenza vírusok). Megjegyzés: az eukarióta sejtekben is végbemegy az RNS DNS átalakulás a retroelemek által kódolt reverz transzkriptáz enzim segítségével. Transzkripció (1) Az eukarióta sejtek transzkripciója a már ismert mechanizmus szerint megy végbe: a transzkripciós faktorok a DNS-en elhelyezkedő cis-szabályozó szekvenciákhoz kapcsolódva segítik az RNS polimeráz-ii molekula által végzett RNS szintézist. A továbbiakban a premrns 5 végére egy cap, 3 -végére egy polia farok kerül, s végül az intronok, különböző mintázatokban (alternatív splicing) kivágódnak. (2) Vírusok A sejtmagba kerülő egy- vagy kétszálú DNS vírusok transzkripciója ugyanígy - a gazdasejt traszkripciós apparátusának felhasználásával - megy végbe. A gazda genomba integrálódó RNS vírusok, mivel DNS formában épülnek be, szintén ugyanezt a celluláris mechanizmust használják, mivel a genomban DNS formában vannak jelen. Más, sejtmagba kerülő, RNS vírusok (pl. az influenza vírus) azonban saját kódolású egyszálú (ss)rns-függő RNS polimeráz enzimet használnak a mrns képzésére. A sejtmagon kívül replikálódó vírusok azzal a problémával találják magukat szembe, hogy a sejtplazmában nincsenek meg a transzkripcióhoz (sem a replikációhoz) szükséges fehérjék, ezért azokat maguknak kell előállítaniuk: az RNS-ként replikálódó vírusok RNS-függő RNS polimerázokat, a DNS vírusok pedig DNS-függő RNS polimeráz enzimeket szintetizálnak. Megjegyzés: a DNS vírusok DNS-függő DNS polimeráz enzimet kódolnak a replikációjukhoz. 6

17 18 19-20 Transzláció (a) A celluláris mrns-ek a már ismertetett módon olvasódnak le. A riboszómák kis alegységei ún. capfüggő módon kapcsolódnak az mrns 5 végéhez, s onnan egy szkennelő mechanizmus révén megtalálják a kezdő aminosav kodonját (metionin - AUG), majd elkezdik a transzlációt a kapcsolódó nagy riboszómális alegység és iniciátor trns-met segítségével. (b) Virális mrns-ek a legtöbb esetben alapvetően ugyanúgy olvasódnak le, mint a celluláris mrns-ek. Van azonban néhány vírusokra jellemző, ill. vírusok által sokkal gyakrabban alkalmazott mechanizmus, melyek a következők. (1) IRES Sok vírus mrns nem tartalmaz cap-et, s ezért cap-független módon olvasódik le, melyet az ún. IRES (internal ribosome entry site; belső riboszóma felismerő hely) szekvenciák biztosítanak. Az IRES rendszerint a mrns-ek 5 végéhez közel helyezkedik el, s speciális másodlagos szerkezetét a riboszómák képesek felismerni. Több vírus is alkalmazza az IRES-alapú transzlációs mechanizmust, pl. poliovírusok, hepatitis A és C, a száj- és körömfájás vírusa, stb. A hepatitis C vírus mrns-ei a kis riboszómális alegységet kötik magához. A poliovírusok mrns-ei azonban nem közvetlenül vonzzák a 40S riboszóma alegységet, hanem egy iniciációs faktoron, az eif-4g-n keresztül. Más vírusok degradálják az eif-4g-t, ugyanis ez a faktor, az eif-4e-el együtt a cap és polia kapcsolódását idézik elő, mely lépés nélkülözhetetlen feltétele a transzláció elindulásának. Az IRES-alapú stratégia lényege tehát az, hogy a vírusok így gátolni képesek a celluláris mrns-ek transzlációját a cap blokkolásán keresztül (mivel a virális transzláció cap-független), vagy - egy másik stratégiaként- a vírus mrns-ek nagyobb affinitással magukhoz tudják vonzani az iniciációs faktorokat. Nemrégen fedezték fel, hogy egyes, főként a stressz válaszban szerepet játszó, celluláris gének is használnak IRES szekvenciát, melynek lehetséges oka talán éppen az, hogy ne gátolják a vírusok e gének működését, hiszen sokuk éppen a vírusok elleni védekezésben játszik szerepet. (2) Bi- és policisztronos mrns-ek Minden celluláris és a legtöbb vírus mrns egyetlen gént tartalmaz monocisztronos; gén = cisztron). Léteznek azonban olyan vírusok, amelyek mrns-ei két vagy több gént (ORF: open reading frame; nyílt leolvasási keret) tartalmaznak. Sok bicisztronos mrns-en az ORF-ek átfednek, másokon a kisebbik ORF a nagyobbikon belül helyezkedik el. Ezeknek az elrendeződéseknek két értelme is lehet: egyrészt, a helytakarékosság, másrészt, a transzláció sebességének a szabályozása. A második ORF leolvasása többféle mechanizmus által történhet: (i) Gyenge (leaky = szivárgó) szkennelés esetén a riboszóma néha elnézi a transzláció kezdő (AUG) szekvenciát, továbbhalad a következő AUG kodonig, s a 2. ORF-nél kezdi a leolvasást (nem csak az AUG tripletet nézi, hanem az előtte lévő Kozak szekvenciát is). A két ORF eltérő leolvasási keretben található, tehát a két fehérje nem tartalmaz közös aminosavakat. (ii) Megcsúszott termináció, amikor a riboszóma nem ismeri fel a stop kodon, s tovább folytatja a transzlációt, melynek eredménye az eredetitől hosszabb fehérje molekula keletkezése. A riboszóma azért halad túl a stop kodonon, mert egy ún. kereteltolódásos szignál a mrns-en bizonyos gyakorisággal megcsúszást okoz, s az új leolvasási keretben a stop kodon helyett egy aminosav kódja keletkezik. (iii) IRES Egyes vírusoknál (pikornavírusok, hepatitis C, stb.) a bicisztronos mrns két ORF-je között található az IRES szekvencia; tehát ezek a vírusok a cap-függő mechanizmus mellett a belső génről függetlenül is képesek transzlációt kezdeményezni. Az újonnan szintetizált vírusfehérjék transzportja Az újonnan képződött molekulákat is meghatározott helyekre kell szállítani a sejten belül. A mrns-ek a sejtmagból a citoplazmába szállítódnak (amennyiben a magban képződtek); a vírus proteinek pedig főként a sejtmagba vagy a sejtmembránba kerülnek. A különféle membránokba beépülő fehérjék szignál szekvenciákat tartalmaznak, melyek specifikus hidrofób aminosavakat tartalmazó szekvenciák, s főként a fehérjék N-terminális részén lokalizálódnak, de a fehérjék belsejében is elhelyezkedhetnek. A durva-felszínű ER-ban szintetizálódott fehérjék többsége a Golgiba kerül, ahol glükozilálódnak, s beépülnek a sejtmembránba (vagy magmembránba is, a sejtmagban replikálódó vírusoknál). Az exocitózissal kijutó vírusok köpenyét a vírus proteineket tartalmazó citoplazma membrán alkotja. Ha a vírus a sejtmagban replikálódik, akkor sok virális fehérje is ide transzportálódik. Ezek a fehérjék NLS (nuclear localization signal) szekvenciákat tartalmaznak. A sejtmagból citoplazmába kerülő fehérjék szintén tartalmaznak szignál szekvenciákat, melyek neve NES (nuclear export signal). A HIV Rev proteinje NLS és NES szekvenciákat is tartalmaz. Az NLS a Rev sejtmagba jutását, míg a NES a Rev és a hozzákapcsolódó RNS citoplazmába jutását biztosítja. Az RNS-ek különféle exportin fehérjék segítségével jutnak ki a sejtmagból a magpórusokon keresztül. A vírus genom replikációja A DNS vírusok általában közvetlenül DNS-sé, az RNS vírusok pedig közvetlenül RNS-sé másolják magukat. Van azonban két kivétel a fenti szabály alól: (1) a retrovírusok RNS genomukat reverz transzkriptáz enzim segítségével DNS-sé alakítják; (2) a Hepadnavírusok, melyek ugyan DNS vírusok, mégis RNS intermediert használnak a replikációjukhoz. A plusz szálú genomok a mrns-el megegyező szekvenciájúak, míg a negatív szálú vírusok az mrns szekvenciával komplementerek. Az egyszálú DNS vírusok a replikáció előtt kétszálúvá válnak. A (+)RNS vírusoknak két típusa van: (i) a IV-es osztályú vírusok a (+)RNS genomukat ( )RNS intermedieren keresztül replikálják, míg, a VI-os osztályú vírusok a (+)RNS genomukat DNS intermedieren keresztül. A VII-es típusú vírusok érdekes módon, a DNS genomjukat RNS intermediereken keresztül állítják elő. A DNS szintézis a replikációs origónál kezdődik, s a replikációs villa mentén halad. Ez a klasszikus szemikonzervatív replikációs mód. Néhány vírus azonban konzervatív módon 7

21-22 képzi az örökítőanyagát. Egyes DNS genomok linárisak, mások köralakúak (cirkuláris). Néhány eredetileg lineáris genom a replikáció előtt köralakúvá válik. A cirkuláris formában való replikációnak két fő típusa van: teta (θ) és szigma (σ) replikáció. A szigma replikációs módot gördülő (forgó) gyűrű módnak is nevezik. Több vírus a két stratégiát kombinálja: a korai fertőzési stádiumban a teta módszerrel felszaporítja a DNS gyűrűk számát, melyek a kései fázisban replikációs módot váltanak, s a gördülő gyűrű mechanizmussal ún. konkatamereket (sok vírus genomot tartalmazó DNS) hoznak létre, amelyeket a vírus specifikus enzimjei egységnyi darabokra vágnak, s azonnal becsomagolnak a kapszidba (pl. herpeszvírusok és T4 fág). Összeszerelődés és kijutás a sejtből (1) A nukleokapszid összeszerelődése A helikális szerkezetű egyszálú RNS vírusok összeszerelődését a kapszid fehérjék spirális nukleinsav molekulához való kapcsolódása jelenti. Az ikozaéder szimmetriával rendelkező vírusok először rendszerint egy üres kapszidot (pro-kapszid = elő-kapszid) állítanak elő. A kapszid spontán összeáll az elemeiből a sejtben, sőt, gyakran egy sejtmentes oldatban is. Ezt követően a pro-kapszidba bekerül a vírus genom egy kópiában; ezzel egyidőben, vagy ezt követően, a pro-kapszid módosulásokon megy keresztül, s kialakul az érett kapszid. A genom egy csatornán keresztül jut be a kapszidba, rendszerint egy vagy több enzim segítségével. Különösen az RNS vírusok esetében érdekes az a kérdés, hogy honnan tudja a kapszid megkülönböztetni a vírus RNS-t a celluláris RNS-ektől. Például, egy retrovírus által fertőzött sejtben az RNS molekulák kevesebb mint 1%-át teszi ki a vírus genom. A nukleinsavakon található egy pakoló szignál, amit az összeszerelésben résztvevő enzimek felismernek. Az egyszálú vírusokon a pakolási szignált gyakran a genomon lévő másodlagos szerkezetek jelentik, a nagyobb duplaszálú vírusoknál pedig szekvenciálisan kódolt ez a jel. Ezeknek a komplex vírusoknak kémcsőben nem áll össze a kapszidjuk, ehhez szükségük van ún. állványozó (scaffolding) fehérjékre, amelyek nem vesznek részt a virion felépítésében, a feladatuk elvégzése után eltávolítódnak a pro-kapszidról. A komplex vírusok nagyon szorosan csomagolják a DNS-üket, egy herpeszvírus kapszidjában kb. tízszer akkora a nyomás, mint egy pezsgős üvegben. (2) A köpeny kialakulása A legtöbb burkos vírus a citoplazma membránt ölti magára a kijutáskor (exocitózis). A plazmamembrán a kijutás előtt vírus fehérjékkel (glükoproteinek) rakódik tele, s így ezek a fehérjék a köpeny részeivé válnak. A herpeszvírusok köpenye a transzport hólyagocskák membránjából, tehát végső soron a Golgi apparátus membránjából származik (membránfúzióval jut ki). Néhány vírus köpenye a magmembránból keletkezik (egyes Rhabdovírusok). (3) Kijutás a sejtből A bakteriofágok, enzimjeik segítségével megemésztik a fertőzött baktériumokat (lízis = feloldás). Az állati vírusok nem lizálják a sejtet, bár a fertőzés nagyon kései szakaszában így is kijuthatnak a sejtből. Ez utóbbi esetben viszont nem biztos, hogy fertőzőképesek lesznek, mivel vagy köpenyt kell szerezniük a sejtmembránból exocitózissal, vagy más vírusoknál (herpeszek) éppen fordítva, le kell vetniük a transzport vezikulumokból származó külső membránt a sejtmembránnal való fúzió által. Stratégiák a vírusköpeny megszerzésére (A) Herpeszvírusok nukleokapszidja a sejtmagban áll össze, majd magára öltve a belső magmembránt bekerül a két membrán közötti térbe. A vírus ezt az ideiglenes köpenyt használja a magból (ill. az ER-ből) a citoszólba való kijutásra, azáltal, hogy fuzionál a külső magmembránnal. Ezt követően, a nukleokapszid (amely már virális tegument fehérjékkel borított) bejut a Golgi készülékbe, s ezáltal egy köpenyt ölt magára, majd kijutván a Golgi-ból egy transzport vezikulumba kerül, s így már két membránja lesz. A citoplazmából a vírus a plazmamembránnal való fúzió útján jut ki, s közben a külsőköpenyét a membránban hagyja. (B) Poxvírusok a citoszólban, ún. replikációs gyárakban szerelődnek össze. Az első összeálló szerkezet két Golgiból származó membránt tartalmaz. Ezt követően, még egy dupla rétegű membrán kerül a vírus köré, s így az 4 membránból álló köpenyt tartalmaz. A plazamembránnal való fúziót követően, a vírus 3 membránrétegű köpennyel hagyja el a sejtet. 8

23 24 A fertőzés kimenete Produktív fertőzés Az eddigiek során a vírusfertőzés azon forgatókönyvéről volt szó, amikor a vírus replikálódik a sejtben, s végül a keletkezett virionok elhagyják a sejtet. Ez a produktív fertőzés, amely, ha a sejt pusztulásával jár (rendszerint ez a helyzet), akkor litikus fertőzésről beszélünk. A sejtek túlélhetik a vírusfertőzést rövid (HIV) vagy hosszabb (hepatitis B) ideig a virionok sejtből valótávozását követően. Néha a vírusfertőzés nem produktív, melynek több oka is lehet. Látens fertőzés esetén (pl. az -herpeszvírusok bizonyos idegsejtekben) a vírus genom jelen lehet a sejtben akár élethossziglan is anélkül, hogy érett virionok képződnének. A vírus ilyenkor rendszerint elbújik az immunrendszer elől, s csak bizonyos hatásokra (pl. stressz) aktiválódik. Az abortív fertőzés lényegében sikertelen fertőzést jelent. A gazda és a parazita harca A gazda és a vírus hosszútávú küzdelme tulajdonképpen egy fegyverkezési verseny, melynek során a vírusok bonyolult trükkökkel tudnak túljárni a gazdaszervezet eszén. A gazdaszervezet az immunrendszer segítségével védekezik a vírusok ellen. A vírusoknak rendszerint nem érdeke a túlzott virulencia, azaz a gazda elpusztítása. Ez utóbbi helyzet gyakran a gazdaváltásnál figyelhető meg: pl. a HIV rokona a SIV (simian immunodeficiency virus) (ebből származik) nem okozza a csimpánz pusztulását. Az influenzánál ugyanez a helyzet, az újonnan létrejött törzsek a különösen veszélyesek. Az influenzának az az érdeke, hogy az ember talpon maradjon, s terjessze a kórt. Azok a kórokozók (nem csak vírusok), amelyeket valamilyen vektor (pl. rovarok) terjesztenek, viszont abból profitálnak, ha minél nagyobb számban vannak jelen a gazda testében (vér), s ezért ezek a kórokozók könyörtelenek lesznek a gazdával szemben, gyakran halálos kimenetelű fertőzést okoznak. Szójegyzék Endémia: egy bizonyos területre korlátozódó betegség. Epidémiáról (az epi jelentése "között"; a démosz-é pedig "nép") akkor beszélünk, ha egy bizonyos betegség előfordulása a korábbi előfordulásához képest, adott idő alatt egy populációban megnő. A betegség nem feltétlenül fertőző. A rák, szívbetegség, sertésinfluenza mind az epidémia egy-egy példái. Az epidémia korlátozódhat egy régióra, vagy lehet globális, ez utóbbi esetben pandémiáról beszélünk. Nyílt leolvasási keret (open reading frame; ORF): a gén fehérjét kódoló szakasza, ATG-vel (metionint kódol) kezdődik és a 3 stop kodon valamelyikével végződik. ORF-ekről csak intronmentes gének esetében beszélhetünk, hiszen az intronok rendszerint stop kodonokat tartalmaznak. A baktérium gének és az érett eukarióta mrns-ek tartalmaznak ORF-et. A pandémia (a görög pan "minden" + demos "ember") egy fertőző betegség elterjedése a nagyobb régiókon, kontinenseket vagy az egész világon. A széleskörű epidémia még nem pandémia, meg van határozva, hogy hány megbetegedés felett nevezzük a járványt pandémiának. A történelem során rengeteg pandémiával találkoztunk, például a himlővel vagy a tuberkulózissal; ill. a mostani járványok közül a HIV-et és a 2009-es influenzát érdemes megemlíteni. Természetes rezervoár: az a faj, amelyben egy vírus hosszútávon képes létezni; azaz egy fertőző betegég kórokozójának hosszú-távú hordozója, gazdája. A vírus a rezervoárokban általában szubklinikai fertőzést okoz, tehát a kórokozót tünetmentesen hordozza. Ha felfedeznek egy ilyen rezervoárt, akkor ki tudják deríteni a fertőző betegség és a patogén teljes életciklusát, így pedig könnyebb megelőzni és kontrollálni a betegséget. 9

JEGYZETEIM: 10