Biologia: I Virus e il Coronavirus per test universitari medico-sanitari

BIOLOGIA

I virus

Test Università medico-sanitariewau

I virus: argomenti

• Cos'è un virus?
• Struttura dei virus
• Classificazione dei virus
• La replicazione dei virus

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Virus

• I virus sono agenti infettivi di dimensioni submicroscopiche (20 ai 400 nm di lunghezza) che bersagliano cellule di ogni tipo - batteriche, vegetali, animali - per replicarsi. Quando non è all'interno di una cellula infetta, la particella virale prende il nome di virione.พลน

Struttura dei virus

• I virus sono formati da materiale genetico - DNA o RNA - un rivestimento proteico, il capside, composto da subunità proteiche (capsomeri) e, in alcuni casi, un involucro lipidico (pericapside). Presentano forme diverse, da quella sferica a quella icosaedrica ed altre.

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Envelope Capsid (+)ssRNA E1/E2 Glycoproteins Structure of Hepatitis C Virus Illustration: www.hegasy.deพลน

Struttura dei virus

• Poiché i virus posseggono del materiale genetico, ma non si replicano in maniera indipendente né hanno un metabolismo proprio, essi sono dei parassiti cellulari, definiti anche come entità biologiche ai margini della vita. Nonostante ciò, i virus sono importanti nell'evoluzione, in quanto possono contribuire all'aumento della variabilità genetica.พลน

Classificazione dei virus

• I virus sono classificati in sette gruppi dal sistema di David Baltimore, basato sul tipo di genoma virale, che può essere DNA a doppio o singolo filamento, RNA a singolo o doppio filamento. Oltre a questo i virus con genoma a RNA a singolo filamento possono essere senso (+) o antisenso (-) e possono utilizzare o non la trascrittasi inversa.

I IV V VI VII dsDNA SSDNA dsRNA (+)ssRNA (-)SSRNA SSRNA-RT dsDNA-RT dsDNA (-)SSRNA DNAIRNA dsDNA mRNAwau

Trascrizione inversa

• La trascrittasi inversa è un enzima che genera DNA a partire da un trascritto a RNA (trascrizione inversa). Il DNA sintetizzato può essere successivamente trascritto per formare mRNA. La trascrittasi inversa è caratteristica dei retrovirus, come HIV.

nuclease polymerase p66 p51 gp120-gp41 Nucleocapsid Host ICAM-1 Reverse-transcriptase Integrase tRNA lys ·Protease Host CypA Capsid Matrix Vpr MATUREwau

Batteriofagi

• I batteriofagi o fagi sono virus che infettano eubatteri e archeobatteri sfruttandone l'apparato biosintetico per replicarsi. Generalmente presentano tre strutture proteiche: una testa contenente il genoma, una coda, che consente l'iniezione del genoma nella cellula target, e delle fibre, che mediano l'adesione alla superficie cellulare.

300 DNA Protein Head I Collar Tail Long tail fibres Base platewau

Replicazione dei batteriofagi

• I fagi devono agganciarsi alla superficie cellulare ed iniettare il loro genoma per iniziare il ciclo replicativo, che può essere litico - dove il virus viene replicato immediatamente con successiva lisi della cellula - o lisogenico - dove il genoma virale si integra in quello dell'ospite.wau

Ciclo litico

• Il ciclo litico è caratteristico dei fagi virulenti, come i fagi T, che infettano le cellule, forzano l'immediata replicazione delle particelle virali che sono poi rilasciate con la distruzione della cellula ospite.
• La durata del ciclo litico è di 20-60 minuti. Questo si può suddividere in cinque passaggi: adesione, penetrazione, biosintesi, maturazione e lisi.

1 micronwau

Ciclo litico

Bacterial cell wall Bacterial chromosome 1. Attachment VIRAL REPLICATION 5. Release 2. Penetration

- - I I 3 4. Assembly 3. Biosynthesis www.thinkerbug.netwau

Ciclo lisogeno

• Il ciclo lisogeno è caratteristico dei fagi temperati, come il fago A, e non comporta una immediata distruzione della cellula. Questi fagi iniettano il loro genoma nelle cellule: questo si integrerà nel DNA dell'ospite come profago e si replicherà assieme alla cellula.
• In alcune condizioni il profago si attiva e determina un passaggio verso il ciclo litico.

1. 2. 3. 5. 4. 6.wau

Ciclo lisogeno

VIRAL REPLICATION Phage attaches specific host cell Cell lysis and release of new viruses Phage DNA enters bacterial cell Lysogenic Cycle Formation of new viruses Prophage O Host replicates viral DNA, builds viral proteins Phage DNA inserts into host chromosome (red) O At some point, viral DNA is excised from chromosome and becomes active. When the bacterium copies itself, it copies the prophage too. www.thinkerbug.netพลน

Virus umani

• I virus umani sono responsabili di numerose patologie, inclusi il raffreddore, l'influenza, il morbillo ed altre molto gravi. Tra gli esempi vi sono il Virus dell'Immunodeficienza acquisita (HIV), il Virus dell'Epatite B (HBV) e molti Coronavirus. I virus umani sono generalmente rivestiti da un involucro membranoso, che include molte proteine che mediano l'adesione alla cellula.

Spike Glycoprotein (S) RNA and N protein Envelope Hemagglutinin-esterase dimer (HE) ..wau

Tipi di virus umani

Family Name Genome Capsid Morphology Envelope Adenoviridae dsDNA Icosahedral Naked Astroviridae SSRNA(+) Icosahedral Naked Bunyaviridae SSRNA(-) Helical Enveloped Coronaviridae SSRNA(+) Helical Enveloped Flaviviridae SSRNA(+) Icosahedral Enveloped Hepeviridae SSRNA(+) Icosahedral Naked Herpesviridae dsDNA Icosahedral Enveloped Orthomyxoviridae SSRNA(-) Helical Enveloped Papillomaviridae dsDNA Icosahedral Naked Parvoviridae SSDNA Icosahedral Naked Picobirnaviridae dsRNA Icosahedral Naked Pneumoviridae SSRNA(-) Helical Enveloped Polyomaviridae dsDNA Icosahedral Naked Poxviridae dsDNA Complex Varies Retroviridae SSRNA(+) Complex Enveloped Rhabdoviridaea SSRNA(-) Helical Enveloped Togaviridae SSRNA(+) Icosahedral Enveloped Table is modified from the article by Robert David Siegel, Classification of Human Viruses Principles and Practice of Pediatric Infectious Diseases. 2018 : 1044-1048พลน

Virus umani

• I virus umani non si possono replicare senza il macchinario molecolare ed il metabolismo della cellula ospite. Nonostante ci siano differenze nei cicli replicativi delle varie specie, ci sono sei passaggi comuni e cruciali per la replicazione dei virus: 1) Adesione 2) Penetrazione 3) Spogliamento 4) Replicazione 5) Assemblaggio 6) Rilascio del virione.

The life cycle of SARS-COV 2 Maturation 2 3 TMPRSS2 ACE2 niceptor 10 Entry @ Release Replicate-transcriptase complex Endosome Pre-genomic RNASS(-) AAAA @ Transcription € Replication Uncoating Drop of pH 4 Protealysis 1 Genomic ANASS(+) Poliprotains Translation Endoplasmic reticulum Translation -Ribosome Genomic INAss(+) Subgenomic RNA(+) Assembly Cytoplasm -wau

HIV

• L'HIVs appartengono alla specie dei Lentivirus (un sottogruppo dei retrovirus) che infettano l'uomo. L'HIV può essere trasmesso sessualmente o può essere trasmesso da una madre incinta infetta al feto o al bambino durante la mungitura al seno. L'HIV targettizza le cellule CD4+ T and other cells of the immune system leading to low levels of CD4+ T cells and therefore exposing the subject to the infection of many pathogens, a syndrome called acquired immunodeficiency syndrome (AIDS).

(a) gp120 gp41 p32 integrase p17 - p24 SSRNA p10 protease Reverse transcriptase (p64) MHC proteinswau

Ciclo di replicazione di HIV

• HIV si lega alla membrana e il capside viene internalizzato nella cellula. Il capside viene poi smantellato e rilascia il genoma virale e le proteine, inclusa la trascrittasi inversa, che produce DNA a partire da RNA virale. Il DNA è integrato nel genoma della cellula ospite dalla integrasi. Sono prodotte molte copie di RNA di HIV, che possono essere direttamente tradotte o formare nuovi genomi virali. Dopo l'assemblaggio, le particelle virali vengono rilasciate dalla cellula.

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Ciclo di replicazione dell'HIV

A Owau

Coronavirus

• I coronavirus sono un gruppo di virus a RNA a singolo filamento che possono infettare uccelli e mammiferi. Posseggono un genoma relativamente grande (26-32 kbp) che è protetto da un capside di forma elicoidale e da un pericapside che presenta degli spikes. I coronavirus causano patologie del tratto respiratorio, anche gravi: tra queste, la sindrome respiratoria acuta severa (SARS), e il corona virus disease (COVID).

Spike glycoprotein (S) M-protein Hemagglutinin-esterase dimer (HE) E-protein Envelope RNA and N proteinพลน

Ciclo di replicazione del SARS-CoV

• I coronavirus aderiscono alla membrana della cellula bersaglio mediante le proteine spike. Il virus è internalizzato nella cellula e spogliato: il genoma a RNA può essere direttamente tradotto dai ribosomi per produrre proteine virali. Vengono prodotte anche molte copie di RNA che viene assemblato con le proteine del capside: le nuove particelle virali sono rilasciate dalla cellula mediante esocitosi di vescicole di secrezione.

The life cycle of SARS-COV Cytoplasmwau

Ciclo di replicazione del SARS-CoV

The life cycle of SARS-COV Cytoplasmwau

Glossary

• Capside: un involucro proteico che protegge il genoma virale
• Malattia: patologia, malessere
• Pericapside: un involucro lipidico esterno al capside
• Profago: il genoma di un batteriofago integrato nel DNA di un ospite
• Retrovirus: un tipo di virus che possiede un genoma a RNA e che può produrre e inserire copie a DNA di questo nel genoma di una cellula ospite
• Trascrittasi inversa: enzima che può generare DNA a partire da uno stampo a RNA
• Virione: una particella virale libera, non all'interno di una cellulawau

Quiz time

Un virus À infetta una cellula batterica e il genoma virale viene integrato nel genoma batterico. In questa fase, À è anche noto come:

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Quiz time

Un virus À infetta una cellula batterica e il genoma virale viene integrato nel genoma batterico. In questa fase, À è anche noto come:

A. Temperato Virione Profago Litico Lisogena Commento - Il ciclo lisogenico è caratteristico dei fagi temperati, come il fago A. Questi fagi iniettano il loro genoma nelle cellule che si integrano nel DNA dell'ospite: in questa fase, il virus è noto come profago.wau

Quiz time

Le subunità che formano l'involucro proteico di un virus sono denominate:

A. Capsidi Pericapsidi Capsomeri Molecole Fibre adesione diwau

Quiz time

Le subunità che formano l'involucro proteico di un virus sono denominate:

A. Capsidi Pericapsidi Capsomeri Molecole Fibre di adesione Commento - I virus sono costituiti da materiale genetico rivestito da un involucro proteico, il capside, costituito da subunità, i capsomeri. In alcuni casi è presente un involucro aggiuntivo, il pericapside. Le fibre proteiche mediano l'adesione della particella virale alla cellula bersaglio.