Genoom VIRALE STRUCTUUR CAPSIDE STRUCTUUR
advertisement
www.virologie.be GESCHIEDENIS v/d VIROLOGIE Adolf Eduard MAYER (1843-1942) 1 GESCHIEDENIS v/d VIROLOGIE Ziek blad vermalen GESCHIEDENIS v/d VIROLOGIE Ziek blad vermalen Sap filteren Sap op gezond blad: wordt ook ziek Adolf Eduard MAYER (1843-1942) GESCHIEDENIS v/d VIROLOGIE Ziekteverwekker gaat door filter: géén bacterie Martinus Willem BEIJERINCK (1851-1931) BELANGRIJKE VIRUSZIEKTEN DOORHEEN DE GESCHIEDENIS Beijerinck: ‘virus’ , 1898 ⇒ ⇒ Overdraagbare ziekte ! Filtraat op gezond blad: wordt ook ziek 1898 Martinus Willem BEIJERINCK (1851-1931) 2 BELANGRIJKE VIRUSZIEKTEN DOORHEEN DE GESCHIEDENIS: POKKEN (SMALLPOX) Pokken is meest ernstige infectieziekte i/h Westen (mortaliteit tssn 10 en 90%) Ramses V: pokken-vlekken op gezicht van mummie 1157 VC 6e eeuw 17e-1 8e eeuw Beijerinck: ‘virus’ Pokken in Europa 1898 Laatste geregistreerde natuurlijke besmetting (Somalië) 1977 BELANGRIJKE VIRUSZIEKTEN DOORHEEN DE GESCHIEDENIS: POLIOMYELITIS Verbeterde hygiëne/ riolering: regelmatig polioepidemieën in ontwikkelde landen Egyptische enscriptie: paralytische polio ~ 1500 VC begin 20ste eeuw 3 types polio-virus geïsoleerd en geïdentificeerd 1951 Vaccinatie Deadline wereldwijde eradicatie: 2000 → 2005 → 2008 → ? 1954 21ste eeuw 3 BELANGRIJKE VIRUSZIEKTEN DOORHEEN DE GESCHIEDENIS: HIV / AIDS CDC rapport: “epidemie” van longontsteking onder jonge homosexuelen HIV geïdentificeerd Voor het eerst (Luc Montagnier, term “AIDS”, Françoise Barré-Sinoussi) link met Eerste anti-HIV bloedproducten drug (AZT) Eerste gekende AIDS geval: Belgisch Congo (retrospectief) 1959 1981 1982 1983 1987 4 Ongevallen AIDS Kanker Ischemische hartziekten Zelfmoord Moord CVA Hepatitis/cirrhose Diabetes VIRALE STRUCTUUR VIRALE STRUCTUUR • Grootte: zeer klein (25 à 300 nm) ⇒ electronenmicroscoop ⇒ ultrafiltreerbaar 5 0.5 mm 500 µm 0.5 mm 500 µm 0.1 mm 100 µm 0.1 mm 100 µm 6 E. coli: ~ 1,5 µm E. coli: ~ 1,5 µm 1µm 1000 nm 1µm 1000 nm 1,5 µm = 1500 nm 300 nm: pokkenvirus 7 100 nm: herpesvirus 25 nm: picornavirus VIRALE STRUCTUUR • Envelop/naakt • Capside • Genoom 8 VIRALE STRUCTUUR LIPIDE DUBBELLAAG ENVELOP • Envelop/naakt • Capside • Genoom VIRALE STRUCTUUR CAPSIDE STRUCTUUR • Envelop/naakt • Helicaal • Capside • Icosahedraal • Genoom • Complex 9 CAPSIDE STRUCTUUR HELICALE CAPSIDESTRUCTUUR RNA • Helicaal • Icosahedraal • Complex HELICALE CAPSIDESTRUCTUUR HELICALE CAPSIDESTRUCTUUR tabaksmozaiekvirus Ebolavirus 10 CAPSIDE STRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR • Helicaal • Icosahedraal • Complex ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR Buckminster Fuller Montreal 1967 11 ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR 12 ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR C ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR Nucleïnezuur Capsomeer C C Capside 13 ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR adenovirus herpesvirus ICOSAHEDRALE CAPSIDESTRUCTUUR CAPSIDE STRUCTUUR papillomavirus • Helicaal • Icosahedraal • Complex 14 COMPLEXE CAPSIDESTRUCTUUR COMPLEXE CAPSIDESTRUCTUUR T-bacteriofaag COMPLEXE CAPSIDESTRUCTUUR COMPLEXE CAPSIDESTRUCTUUR pokkenvirus 15 COMPLEXE CAPSIDESTRUCTUUR VIRALE STRUCTUUR • Envelop/naakt • Capside • Genoom pokkenvirus GENOOM STRUCTUUR / RNA • dubbelstrengig (ds) / enkelstrengig (ss) • lineair / circulair • 1 stuk / segmentair DNA GENOOMSTRUCTUUR dsDNA • DNA dubbelstrengig DNA herpesvirus ssDNA enkelstrengig DNA parvovirus B19 16 RNA GENOOMSTRUCTUUR dsRNA dubbelstrengig RNA CIRCULAIRE GENOOMSTRUCTUUR circulair dsDNA papillomavirus rotavirus ssRNA enkelstrengig RNA circulair ssRNA plant viroid mazelenvirus CIRCULAIRE GENOOMSTRUCTUUR HEPATITIS B VIRUS (HBV) 17 SEGMENTAIRE GENOOMSTRUCTUUR SEGMENTAIRE GENOOMSTRUCTUUR rotavirus griepvirus SEGMENTAIRE GENOOMSTRUCTUUR SEGMENTAIRE GENOOMSTRUCTUUR REASSORTMENT Different species harbour different strains of the flu virus Transmission to humans Co-infection in a mexican pig Appearance of a new strain of flu virus 18 GENOOM STRUCTUUR ds lineair circulair gesegmenteerd herpesvirus papillomavirus / DNA GENOOM STRUCTUUR lineair circulair gesegmenteerd ds herpesvirus papillomavirus / DNA ss parvovirus B19 (circovirus: varkens, vogels ) / ss parvovirus B19 (circovirus: varkens, vogels ) / ds (cystovirus: bacteriofaag) / rotavirus ds (cystovirus: bacteriofaag) / rotavirus ss mazelenvirus plant viroid griepvirus RNA RNA ss mazelenvirus plant viroid griepvirus GENOOM STRUCTUUR lineair circulair gesegmenteerd ds herpesvirus papillomavirus / ss parvovirus B19 (circovirus: varkens, vogels ) / ds (cystovirus: bacteriofaag) / rotavirus ss mazelenvirus plant viroid griepvirus VIRUS TAXONOMIE: ICTV DNA RNA 19 INDELING OP BASIS VAN: • Eigenschappen van het virion (grootte, vorm, envelop, capsidestructuur,…) • Fysicochemische eigenschappen (MW, genoomeigenschappen, G+C ratio, nt sequentie,…) • Virale eiwitten (aantal, grootte, functie, AZ sequentie,…) • Viraal genoom en life cycle (genoomorganizatie en-replicatie, plaats van virion assemblage, maturatie, release,…) VIRUS TAXONOMIE: ICTV Niveau Suffix Orde -virales Familie -viridae Subfamilie -virinae Genus -virus Voorbeeld • Biologische eigenschappen (natuurlijke gastheer, weefseltropisme, (histo-)pathologie, transmissie, geografische distributie,…) Naam VIRUS TAXONOMIE: ICTV VIRUS TAXONOMIE: ICTV Niveau Suffix Niveau Suffix Voorbeeld Orde -virales Orde -virales Mononegavirales Familie -viridae Herpesviridae Familie -viridae Rhabdoviridae Subfamilie -virinae Alphaherpesvirinae Subfamilie -virinae Genus -virus Simplex virus Genus -virus Humaan herpes virus 1 (herpes simples virus 1, HSV1) Naam Naam Voorbeeld Lyssavirus Rabies virus 20 REPLICATIE: CELAFHANKELIJK VIRALE REPLICATIECYCLUS • Binding aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions VIRALE REPLICATIECYCLUS • Binding aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions BINDING AAN CELLULAIRE RECEPTOR Spike Celmembraan Receptor 21 BINDING AAN CELLULAIRE RECEPTOR Virus Receptor Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) CD4 Influenza A siaalzuur Hepatitis C virus (HCV) low-density lipoprotein receptor Rhinovirus intracellulair adhesion molecule 1 (ICAM-1) Hepatitis B virus (HBV) immuunglobuline A (IgA) receptor BINNENDRINGEN IN DOELWITCEL Fusie van geënveloppeerd virus met plasma membraan. VIRALE REPLICATIECYCLUS • Binding aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions BINNENDRINGEN IN DOELWITCEL Endocytose van geënveloppeerd virus. Endocytose van niet-geënveloppeerd virus. 22 BINNENDRINGEN IN DOELWITCEL Injecteren van viraal genoom in doelwitcel. Mouse hepatitis viruses (family Coronaviridae) are absorbed into mouse intestinal cells via receptor-mediated endocytosis. F.A. Murphy, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis, In “Understanding Viruses”, 2008 VIRALE REPLICATIECYCLUS aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions ONTMANTELING VAN HET VIRUS • Binding Opening van het capside 23 VIRALE REPLICATIECYCLUS • Binding aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions VIRALE REPLICATIECYCLUS aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions EIWITSYNTHESE/GENOOMREPLICATIE Synthese ‘vroege’ eiwitten Replicatie viraal genoom Synthese ‘late’ eiwitten ASSEMBLAGE VAN NIEUWE VIRIONS • Binding Nieuwe virus partikels 24 VIRALE REPLICATIECYCLUS • Binding aan cellulaire receptor • Binnendringen in doelwitcel • Ontmanteling van het virus • Synthese ‘vroege’ eiwitten • Viraal DNA/RNA replicatie • Synthese ‘late’ eiwitten • Assemblage nieuwe virions • Vrijzetting nieuwe virions VRIJZETTING VAN NIEUWE VIRIONS VRIJZETTING VAN NIEUWE VIRIONS Cytolyse Budding VRIJZETTING VAN NIEUWE VIRIONS 25 26