VIRUSURILE

Virusurile

tefan Nicolau : ageni patogeni infinit de mici, avnd dimensiuni cuprinse ntre 10-

200 mm.... Sunt puin evoluate, situndu-se pe primele trepte ale scrii taxonomice a microorganismelor. Sunt forme primitive

de via, att de incomplet organizate nct nu-i pot realiza singure meta-bolismul; aceasta ar fi explicaia parazi-tismului lor obligatoriu pe celula vie.

Virusurile

Istoric

Ct privete lumea vegetal, bolile virotice ale plantelor au fcut obiect al cercetrilor mult mai trziu, fiind menionat anul 1720 cnd Crave demonstreaz, fr a fi descoperit agentul patogen, posibilitatea transmiterii mozaicului panaat al lalelelor prin gref la o plant sntoas. Datorit lipsei mijloacelor optice perfecionate, Pasteur este obligat s admit existena unui microb al turbrii, dar fr a-l putea decela, descoperind, n perioada 1881-1885 vaccinul antirabic.

Virusurile

Beijerinck (1898) adaug la acestea rezistena ndelungat (2 ani) n frunzele uscate i difuzibilitatea n agar, denumind virusurile contagium virum fluidum, iar nu microorganisme, precum i faptul c acestea sunt capabile s se multiple n celula vie odat ncorporate n citoplasma acesteia. Beijerinck devine astfel, primul

cercettor care a intuit natura deosebit a virusurilor fa de ali ageni patogeni.

Virusurile

Meritul de a fi definit particula viral matur virion a principalelor particulariti ale virusurilor permind astfel delimitarea lor de lumea microorganismelor, revine lui Andre Lwoff (1953). El a definit virusurile ca entiti infectante nucleo-proteice, potenial patogene, posednd un singur tip de acid nucleic i care se reproduc prin materialul lor genetic. Ele sunt incapabile de cretere, diviziune, nu-i pot sintetiza un sistem propriu de energie, avnd nevoie pentru a se reproduce de ribozomii celulei-gazd pe care o paraziteaz.

Virusurile Caracteristicile generale ale virusurilor:

ageni infecioi de tip special fr organizare celular; unitatea lor de structur i funcie este VIRIONUL, adic virusul infecios matur;

alte stri posibile de existen: virus vegetativ - care poate fi replicat i provirus genom viral integrat n cromozomul celulei-gazd; conin ADN sau ARN, niciodat ambele tipuri de acizi nucleici, exclusiv n genomul viral.

n compoziia chimic a virusurilor intr alturi de acizii nucleici, proteinele cu rol structural lipsind glucidele i lipidele; Echipamentul enzimatic de biosintez i catabolism este absent i de aceea se reproduc numai n celulele vii;

Nu au capacitate de cretere i de diviziune, Ca o consecin a acestor nsuiri, virusurile sunt parazii obligat intracelulari la om i animale, plante, alge albastre, ciuperci i bacterii. Parazitismul virusurilor este un parazitism absolut, caracter discriminatoriu fa de cel al bacteriilor sau al protistelor (Lwoff, 1981).

Virusurile

Morfologia virusurilor

se raporteaz la virion virusul infecios matur care este unitatea integrat de structur i funcie a virusurilor i care se caracterizeaz prin infeciozitate.

Virusurile

Forma virusurilor poate fi:

sferic (izometric) sau sferoidal (virusul gripal etc.)

cilindric alungit sau de bastona rigid sau flexibil (VMT etc.)

paralelipipedic (grupa Pox, respectiv variola vaccinal);

obuz sau cartu (grupa Rhabdovirus)

mormoloc, spermatozoid, cireaa cu coad (fagii cu coad)

Virusurile

Virusurile

Dimensiunile virusurilor: macrovirusuri cu limite cuprinse ntre 275-300 milimicroni; microvirusuri cu dimensiunile cuprinse ntre 8-10 milimicroni.

Exist trei posibiliti de msurare a dimensiunilor virusurilor: msurarea imaginii fotografice la microscopul electronic metoda direct; msurarea vitezei de sedimentare n urma centrifugrii i ultrafiltrare prin membrane de colodiu metoda indirecta.

Virusurile

Anatomia virusurilor

Indiferent de forma i dimensiunile lor, virusurile au dou componente eseniale, obligatorii:

genomul viral

capsida viral

care, mpreun alctuiesc nucleocapsida. Aceasta poate avea uneori un al treilea component, la exterior, anume nveliul extern -peplos

Anatomia virusurilor

Virusurile

n componenta genomului viral intr, ntotdeauna, un singur

tip de acid nucleic, fie ADN, fie ARN, niciodat ambele .

Genomul viral conine informaia genetic necesar pentru

autoreplicare, precum i pentru sinteza celorlali constitueni

virali i a precursorilor lor.

Acizii nucleici virali determin infeciozitatea virusurilor.

Numrul de gene este, de asemenea, variabil, cu limite

cuprinse ntre 3 (Polyoma) la 160 (Pox).

Anatomia virusurilor

Virusurile

n funcie de tipul de acid nucleic coninut n genom, virusurile pot fi:

cu genom ADN dezoxivirusuri,

cu genom ARN ribovirusuri

Ribovirusurile conin ARN i prezint patru tipuri principale de structur:

genom ARNm.c. linear (VMT)

genom ARN m.c. intens pliat (fagii R17, MS2,

f2);

genom ARN m.c. circular (virusul

encefalomiocarditei oarecelui);

genom ARN d.c. divizat (Reovirus, Myxovirus).

Virusurile

Virusurile

Dezoxivirusurile conin ADN mono- sau bicaternar (dublucatenar), prezentnd 7 tipuri principale de structur:

monocatenar liniar (Parvovirusurile);

monocatenar circular (fagul f x 174, fagul filamentar fd1);

dublucatenar linear (fagul T7).

dublucatenar linear, respectiv (redundant) terminal (Adenovirus)

dublucatenar linear, redundant terminal, permutat circular (fagii de tip T-par)

dublucatenar linear cu extremiti monocatenare complementare (fagul l);

dublucatenar circular inclus covalent (virusurile Polyoma i SV40);

Virusurile

Virusurile

Capsida viral

nveliul proteic ce acoper genomul (kapsa- cutie, lb.greac); este alctuit din unul sau mai multe tipuri de protein, asigurate n mod regulat, formnd structuri caracteristice pentru tipul morfologic al virionului respectiv.

Rolul capsidei virale:

protejarea materialului genetic de degradarea de ctre nucleaze;

mrete rezistena virusurilor fa de mediul extern i infeciozitatea lui; contribuie la fixarea i ptrunderea virusurilor n celule; determinarea spectrului de gazde al virusurilor;

conine determinani antigenici rspunztori de producerea rspunsului imun i a anticorpilor protectori n organismele animale infectate.

Virusurile

Capsida viral este alctuit din uniti morfologice numite capsomere (mervos, lb.greac = parte).

Capsomerele se asociaz ntre ele dup reguli simple, dar precise, au forme i mrimi variabile de la un virus la altul i realizeaz structuri cu simetrie helical sau icozoedric.

Numrul i dimensiunile capsomerelor din structura unui virion, sunt constante i controlate genetic.

Virusurile

nveliul extern

n cazul anumitor virusuri nucleocapsida este acoperit de un nveli lipoproteic care se matureaz n timpul nmuguririi lor n membrana celular a celulei-gazd nainte de a o prsi. Aceast structur poart denumirea de nveli extern sau peplos (peplos, n lb.greac = manta), care este alctuit din lipidele celulei-gazd i la exteriorul su pot exista proeminene de suprafa sau prelungiri denumite spicule (formate din glicoproteine virale).

Virusurile

Virusurile

Rolul nveliului extern (peplos) este:

pstrarea stabilitii nucleocapsidei;

favorizarea fixrii virionului pe celulele-gazd i, deci,

infecia celulei-gazd.

Dac virusurile posed nveli extern, ele se numesc mbrcate, sau acoperite, iar cele care sunt alctuite din nucleo-capsid se numesc virusuri nude sau neacoperite.

Replicarea virusurilor

Replicarea virusurilor (producerea de noi cpii de genom viral) are loc numai n celulele-gazd comportament ce corespunde relaiei de parazitism absolut.

Celula vie furnizeaz virusurilor aminoacizi, baze nucleice, dar i tot dispozitivul celular efector. Virusul invadant introducnd informaia specific propriului su genom n celula-gazd, inhib sau stopeaz sinteza de constituieni celulari (ADN, ARN, proteine), astfel nct celula ce a fost infectat produce aproape exclusiv constituieni virali.

Replicarea virusurilor

Replicarea virusurilor

Procesul de multiplicare a virusurilor are loc n etape succesive, astfel:

fixarea i absorbia virusului; ptrunderea virusului n celula-gazd; faza de decapsidare;

transcrierea ARN-m de la genomul parental;

traducerea informaiei pentru enzimele virale; replicarea genomului viral;

biosinteza proteinelor structurale i de reglare; morfogeneza virusurilor;

eliberarea virusului din celul i iniierea unui nou ciclu de replicare

Replicarea virusurilor

Indiferent de natura mecanismelor de adsorbie, ptrunderea virusurilor n celul se poate realiza pe dou ci (Dalis, 1973, 1978).

a) Endocitoza proces activ de ingestie, analog celui de captare nglobarea picturilor de lichid prin invaginarea membranei celulare, asigur ptrunderea intact a virionului n interiorul celulei-gazd; constituie mecanismul predominant de nglobarea virusurilor animale

Replicarea virusurilor

b) Fuziunea fuziunea suprafeei virusului cu membrana celular n zona de contact i, prin urmare, are loc dizolvarea nveliului viral i formarea unui canal prin care virionul trece n citoplasm; constituie mecanismul de ptrundere n celul n cazul virusurilor cu peplos (nveli extern), la virusurile vaccinale (Pox), paramixo-virusuri. Cele dou mecanisme ns, pot coexista frecvent n aceeai celul pentru acelai virus.

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Infecia viral productiv

Celulele-gazd permit exprimarea integral a mesajului genetic, asigurnd ntregul ciclu de multiplicare a virusului.

Virusul preia controlul tuturor proceselor de biosintez care au loc n celula-gazd i modific sinteza constituenilor celulari spre sinteza, n exclusivitate, a constituenilor virali.

n multe cazuri, aceast situaie se finalizeaz prin formare de virioni, moartea i liza celulei i eliberarea virusului progen

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Dup modul n care celulele permit sau nu exprimarea mesajului genetic viral, exista:

a) celule permisive permit exprimarea integral a mesajului genetic adus de virus, replicarea i producerea de virus nou. Aceast nsuire se detaliaz structurii genetice ale celulei-gazd i este controlat genetic.

b) celule nepermisive celule care conin genomul viral n stare de provirus, sub influena acestui provirus se multiplic activ, fr ns a produce virus.

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Infecia viral abortiv

Celula-gazd este de tip nepermisiv, nu permite multiplicarea virusului, acesta fiind eliminat.

n astfel de situaii, nu se poate exprima integral informaia genetic viral i astfel nu se formeaz virusul progen.

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Interaciunea de tip integrativ se poate pune uor n eviden n cazul unei celule bacteriene infectate cu un fag temperat. n acest caz, infecia poate evolua n dou direcii: trecerea fagului n stare vegetativ, sinteza de noi particule fagice i, n final, liza celulei, sau

meninerea fagului ntr-o relaie de compatibilitate cu viaa celulei

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Infecii persistente infecii de lung durat, determinate de anumite virusuri care se multiplic n celule, fr a produce modificri ale metabolismului celular.

Infeciile persistente sunt de trei tipuri:

a) infecii cronice echilibrate virusurile se replic fr a perturba profund metabolismul celulei-gazd;

b) infecii produse de un virus citoid (produce infecii de durat, cronice) - meninut la un anumit nivel de inhibitori din mediu sau de o populaie majoritar de celule rezistente;

c) transformarea malign infecii nsoite de integrarea genomului viral n genomul tuturor celulelor din cultur.

Relaia dintre virusuri i celula-gazd

Starea de purttor de virus un numr limitat de celule dintr-o cultur sunt infectate cu un virus care se multiplic, ce asigur persistena infeciei prin transmiterea virusului la un numr mic de alte celule.

Acest echilibru este meninut datorit unor fenomene de rezisten sau imunitate, posibil chiar anticorpi, interferon. Aceast stare de purttor de virus poate fi anulat prin rensmnri repetate pe medii de cultur cu anticorpi neutralizani.

Relaia dintre virusuri i organismul-gazd

n cazul relaiilor care se stabilesc ntre virusuri i organismul-gazd, un rol decisiv, mai ales n privina replicrii virusurilor, l au trei particula-riti ce aparin gazdei:

-uurina cu care celulele-gazd pot suporta replicarea virusului;

-numrul de celule receptive precum i posibilitatea de acces a virusului la acestea;

-complexitatea i intensitatea reaciilor de aprare care determin inactivarea sau ndeprtarea virusurilor i a celulelor infectate

Tropismul virusurilor

Afinitatea virusurilor fa de anumite specii de plante sau animale

reprezint o proprietate biologic important i determin particularitile de patogenitate ale virusurilor. Tropismul virusurilor poate fi:

genotropism afinitate pentru anumite specii de plante sau animale;

histotropism afinitate pentru anumite esuturi;

citotropism dac afinitatea se manifest fa de anumite celule.

Tropismul virusurilor

n funcie de tropismul lor, virusurile pot fi:

-dermotrope cu afinitate pentru piele i mucoase (Poxvirus);

-neurotrope cu afinitate pentru sistemul nervos central (virusul rabic, encefalic, polio);

-dermoneurotrope afinitatea se manifest fa de piele i sistemul nervos central (Herpes);

-organotrope (viscerotrope) cu afinitate pentru organele interne (febra galben);

-pantrope cu afinitate pentru celulele sistemului reticulo-endotelial

Tipuri de infecii virale

infecii acute; infecii inaparente; infecii cronice.

Infeciile acute frecvente la virusurile animale care produc infecii acute cu durat limitat la om i animale

- evolueaz la nivel celular ca infecii productive, virusul fiind replicat cu producere de virus progen i chiar cu moarte celular.

n funcie de virulena agentului patogen i de intensitatea reaciei de aprare a sistemului imunitar, virusul poate fi eliminat din organism lsnd, dup caz, o stare de imunitate mai mult sau mai puin solid

Tipuri de infecii virale

Infeciile inaparente apar n situaia n care infecia i multiplicarea virusurilor nu sunt nsoite de manifestri clinice; n aceast situaie virusul este eliminat din organism lsnd o stare de imunitate. Infeciile persistente - infecii de lung durat i pot fi infecii cronice (cu producere continu de virus), care urmeaz uneori unei stri de boal, cum ar fi n cazul hepatitei B i infecii latente, cnd infecia viral este, cel mai adesea inaparent i nu este nsoit de producerea unui nou virus.

Uneori cele dou tipuri de infecii persistente pot aprea la acelai animal, ele fiind foarte greu de deosebit la nivel de organism.