Presentazione di PowerPoint

Penetrazione e svestimento
Dopo l’adesione, la penetrazione, una fase energia-dipendente,
accade rapidamente.
Distinguiamo 3 diverse modalità di penetrazione:
1. Endocitosi della particella intera che produce accumulo di
particelle virali in una vescicola del citoplasma.
Es. virus privi di envelope (polio), con envelope (orthomyxoviruses)
Processo pH-dipendente
2. Fusione dell’envelope con la membrana cellulare e liberazione
diretta del capside nel citoplasma
Es. paramyxo e herpes virus e HIV. Processo pH-indipendente
3. Traslocazione, attraverso la membrana cellulare definita come
traslazione recettore-mediata
Es. Picornavirus , capside modificato?
1.
Traslocazione.
(traslazione recettore-mediata). Modalità di ingresso tipica dei
virus più piccoli, come i picornavirus.
a.
Il capside non arriverebbe indenne nel citoplasma, ma
subirebbe, un’azione enzimatica che comporterebbe l’ingresso di
un virus con il capside modificato.
b.
Un’altra ipotesi è che il capside modificato rimanga fuori
dal citoplasma, e solo l’acido nucleico riesca ad arrivare
all’interno della cellula, passando attraverso un capside
“scompaginato” e i pori della membrana citoplasmatica.
Penetrazione di
virus nudi
Un esempio è il poliovirus
della famiglia picornavirus.
Un icosaedro T=3:
Dopo il legame al recettore, il virus è endocitato in
un endosoma. pH – esposizione del dominio idrofobico
nelle proteine del capside. Durante questo processo
VP4 è perso ; VP2 può anche essere perso. Ciò
aumenta la flessibilità della particella. L’RNA
genomico
è
iniettato
attraverso
un
poro
dell’endosoma nel citoplasma.
E’ possibile che il poliovirus possa entrare nel
citoplasma direttamente con un processo pHindipendente.
Penetrazione di virus nudi
ipotesi della endocitosi
recettore-mediata
Penetrazione del genoma
Picornavirus :
• adsorbimento al recettore cellulare
• genoma direttamente nel citoplasma
endocitosi
Mediata dai recettori cellulari,
la particella virale viene inglobata in un
vacuolo formato dalla membrana cellulare
virus privi di envelope (polio),
con envelope (orthomyxoviruses)
The pH-dependent process
involves endocytosis of a
virus. Orthomyxoviruses,
such as influenza, enter
cells in this way.
Endocytosed vesicles form
bodies called endosomes.
Antireceptor for influenza
virus is haemaglutinin.
From the picture above you can see that the viral and cell membranes are some distance
apart (100Ä) after cleavage. The fusion domain is also inaccessible in the interior of
HA2. Additional conformational changes induced by pH 5-6 in the endosome bring
the fusion domain out of the interior of HA. The two membranes are now linked. HA2
sequences then melt into the lipid bilayer of the cell drawing the viral membrane closer.
HA2 known to induce lipid mixing of different bilayers, but mixing of cell contents
cannot take place until membrane fusion occurs.
Fusione dell’envelope con la membrana cellulare
Fusione dell’envelope con la membrana cellulare e
liberazione del nucleocapside nel citoplasma.
Orthomyxo, paramyxo e picornavirus tutti perdono il
capside entrando nel citoplasma.
Per herpesviruses, adenoviruses e papovaviruses, il
capside è indirizzato attraverso il citoscheletro verso
la membrana nucleare.
Nel caso di HIV, il più studiato nella famiglia delle Retroviridae, il legame del
sito di adsorbimento, gp 120 con il CD4 dei linfociti T helper è essenziale,
ma non sufficiente a garantire l’ingresso del virus: è infatti necessaria la
presenza di un cofattore cellulare, identificato nella molecola CD26.
Inoltre la gp 41, la proteina idrofobica che àncora la gp 12O all’envelope,
è responsabile della fusione delle membrane dopo il legame del virus
con la superficie cellulare.
Altri retrovirus sembrano invece entrare nelle cellule mediante endocitosi.
RETROVIRIDAE: ssRNA, diploide
(5’) R-U5 gag poli env U3 (3’)
Trascrittasi inversa (DNA polimerasi-RNA dipendente):
 Sintesi di una singola catena di DNA sullo stampo dell’RNA genomico
(DNA polimerasi-RNA dipendente)
 Rimozione, per digestione enzimatica dell’RNA stampo
(ribonucleasi H)
 Sintesi della catena complementare di DNA
(DNA polimerasi-DNA dipendente)
Formazione degli LTRs durante questo processo determinate dalle
sequenze U5 e U3
Prodotto il dsDNA
è trasportato nel nucleo, sotto
forma di molecole circolari

Integrasi

Provirus

Dopo periodo di

Latenza
Trascrizione geni virali
RNA polimerasi II cellulare

RNAm  gag e pol

RNAm env
Proteine strutturali
Molecole di RNA
Proteine interne del virione
si muovono verso la membrana
cellulare modificata
Assemblaggio
rilascio
Pathways of Multiplication for RNA-Containing Viruses
Multiplication of DNA Virus
7. Virions are released
1. Virion attaches to host cell
2. Virion
penetrates cell
and its DNA is
uncoated
6. Virions mature
5. Late translation;
capsid proteins are
synthesized
4. Early transcription and
translation; enzymes are
synthesized
3. Early transcription and
translation; enzymes are
synthesized
Gene expression is carried out by viral enzymes associated with
the core and is divided into 2 phases:
Early genes: ~50% genome, expressed before genome replication. These
include growth factors, immune defense molecules, enzymes including those
involved in DNA replication.
Intermediate genes: are expressed giving rise to late transcription
factors. Intermediate gene expression may not be possible in virion RNA
because of steric inaccessibility to the RNA polymerase or the presence of
nucleoid proteins.
Late genes are only expressed after genome replication; late promoters
are dependent on DNA replication for activity. Virion structural proteins
are then made. The concatemeric DNA structures are resolved in an
uncertain fashion and virion particles formed. Intracellular particles carry
a Golgi derived envelope. Upon budding they acquire a second envelope
from the cell plasma membrane.
Pox Viruses:
Large viruses, visible by light microscopy (130-300kb) ds DNA. All pox
genomes have inverted terminal repeat sequences (ITRs) at the ends of
the genome in an opposite orientation. Contains in excess of 200 genes. At
least 10 genes involved in genome replication. Particles contain upwards of
100 proteins . Most of the essential genes are located in the central part
of the genome, while non-essential genes are located at the ends.
Lo svestimento avviene in due fasi:
- enzimi cellulari digeriscono lo strato esterno
- la liberazione del core avviene a opera di prodotti virali
Fusione dell’envelope con la membrana cellulare
Avviene in quei virus (paramyxovirus, herpesvirus) che possiedono una
proteina specifica, denominata proteina F, in grado di modificare l’envelope
stesso nel punto in cui avverrà la fusione.
In Vaccinia virus è stata identificata una proteina di fusione che
interviene sia al momento della penetrazione (e funziona sia a pH neutro,
sia a pH acido), sia nell’induzione della fusione in cellule infette (che avviene
sempre a pH neutro).
Il fatto che questa proteina possa funzionare a condizioni di pH diverse,
suggerisce che l’ingresso di questi virus possa avvenire sia per fusione
dell’envelope con la membrana cellulare (pH neutro), sia dopo endocitosi
(pH acido).
Virus a DNA
– trascrizione di RNAm da un dsDNA e replicazione
del DNA nel nucleo
- traduzione dell’RNAm in proteine che avviene nel
citoplasma utilizzando i ribosomi
Alcuni virus, es. poxvirus e il virus della peste suina africana, si replicano
interamente nel citoplasma – hanno la RNAm polimerasi-DNA dipendente
Clamidie
-
forma rotondeggiante
- parete cellulare simile a gram-negativi (ma priva di acido muramico)
- immobili
- si moltiplicano nel citoplasma delle cellule ospiti con formazione di inclusioni vacuolari
Coltivazione
-
Cellule di rivestimento del sacco vitellino di uova embrionate
Molte colture cellulari primarie e linee continue