Basal Virologi Flashcards
Evolution, patogenese, vacciner, dyrkning og diagnostik
Generelt om virus
Virus består af nukleinsyre, DNA el. RNA. Nukleinsyren fiungere som genom og indeholder info nødvendig for virusmultiplikation i en modtagelig celle. VIrus er infektioøst og formeres kun i cellen (intracellulært).
Ekstracellulært er virus inaktivt.
Virus er fra 20 nm - 3000 nm. De kan ikke ses i et konventionelt lysmoirkroskop. Elektronmikroskopi kan demonstrere virus tilstedeværelse.
OOBS: nogle virus er kappeklædte og andre er ikkte. de kappeklædte er dårligerer til at inficerer! GEnerelt overlever ikke kappeklædte virus længere ri miljøet men det afhænger af pH temperatur og fugtughed. Virus opformeres ikke udenfor vært.
Redegøre principperne for den taxonomiskeinddeling af virus
Inddeling af virus i taxonomi
Sker primært på basis af enten 1) nukleinsyretype eller 2) om der er en positv/negativ kappe (envelope).
Baltimore klassifikation opdeler virus på baggrund
Baltimore-klassifikationen af vira opdeler vira i syv grupper baseret på deres genetiske materiale og replikationsstrategi:
Klasse I: Vira med dobbeltstrenget DNA (dsDNA).
Klasse II: Vira med enkeltstrenget DNA (ssDNA).
Klasse III: Vira med dobbeltstrenget RNA (dsRNA).
Klasse IV: Vira med positivt-sense enkeltstrenget RNA (+ssRNA).
Klasse V: Vira med negativt-sense enkeltstrenget RNA (-ssRNA).
Klasse VI: Retrovira med RNA som genetisk materiale.
Klasse VII: Vira med både dobbeltstrenget DNA og RNA (dsDNA-RT).
Denne klassifikation hjælper med at forstå, hvordan vira replikerer og inficerer værtsceller, og den er nyttig inden for forskning og medicin for udvikling af behandlinger og vacciner.
Hierakisk virus klassifikation:
Order- family - genus - soecies - RNA quasi species
Beskrive hvilke strukturelle elementer et virus består af
Virus er opbygget af: capsid, capsomer, nucleocapsid, kappe, peplomer, genom,
Capsid: proteinlag omrking virus genom. Capsidet i vira har enten en 1) helix symmetri dannet af en spiral. spiralen udgøres af strukturenheder (capsomere) pr. vinding i spiral, antallet af disse er konstant. 2) kubisk symmetri og danner en Ikosaede bestående af 20 ligesidede trekanter og 12 hjørner. 3) sidst er der ingne symmetri bestående af komplekst opbyggede virus.
Capsomere: morfologiske enheder i capsider
Nucleocapsid: Nukleinsyre + capsid
Kappe/viral envelope: cellulær membran der indeholder virusskodet protein
Overfladeprojektioner/peoplomerer/spikes: ofte glykoproteinerd er stigger ud gennem virus kappen.
Virus genom: RNA/DNA: normalt haploide og kun 1 kopi undtagen retrovirus der er diploid.
Strutkurelle virus proteiner: proteiner der indgår i den ekstracellulæer virus partikel.
Nonstrukturelle virus proteiner: virus kodende proteiner der er nædvendig for virus respliaktion mm. men som ikke er i viruspartiklen.
Det basale ved Coronavirus er vist i nedenstående video
Viruspartikkel (virion): Koronaviruspartikkelen er sfærisk og har en diameter på omtrent 120 nanometer. Den har en membran (en lipidhinne) rundt seg.
Virusgenom: Genomet til koronavirus er en enkelttrådet RNA (ribonukleinsyre). RNA-et inneholder genetisk informasjon som er nødvendig for virusets reproduksjon og funksjon.
Spike-proteiner (S-proteiner): Disse proteinene stikker ut fra overflaten av viruset og gir det et karakteristisk utseende som minner om en krone, derav navnet “corona” (krone på latin). Spike-proteinene spiller en viktig rolle i virusets evne til å infisere vertsceller. De binder seg til reseptorer på overflaten av vertsceller og muliggjør virusets inntrengning i cellen.
Membran (M) og Envelope (E) proteiner: Disse proteinene er involvert i dannelsen av virusets ytre membran. M-proteinet gir form og stabilitet til viruset, mens E-proteinet er involvert i virusets forplantning.
Nukleokapsid-protein (N-protein): Dette proteinet omslutter og beskytter virusets RNA-genom. Det er også viktig for virusets replikasjon og for å danne en komplett viruspartikkel.
Lipidhinne: Koronaviruset er omgitt av en lipidhinne som stammer fra vertscellen. Denne lipidhinnen har en viktig rolle i virusets evne til å smitte og infisere celler.
Det er verdt å merke seg at koronaviruset gjennomgår mutasjoner over tid, og nye varianter kan oppstå. Disse mutasjonene kan påvirke virusets egenskaper, inkludert smittsomhet, sykdomsalvorlighet og evne til å unngå immunitet.
User
forkort gerne til en flashcardtekst
ChatGPT
Koronavirusets basalstruktur:
Virion (viruspartikkel): Sfærisk form med en diameter på ca. 120 nm, innhyllet i en lipidhinne.
Genom: Enkelttrådet RNA som bærer genetisk informasjon for virusets reproduksjon.
Spike-proteiner (S-proteiner): Stikker ut som “krone,” binder seg til vertscellereceptorer og muliggjør virusinntrengning.
Membran (M) og Envelope (E) proteiner: Bidrar til dannelsen av virusets ytre membran.
Nukleokapsid-protein (N-protein): Beskytter og omslutter virusets RNA-genom.
Lipidhinne: Omgir viruset og spiller en rolle i smitte og celleinfeksjon.
Beskrive den basale replikation af forskellige typer af virus fra kontakt til cellen (attachement) til frigivelse af nye virus partikler
Replikationscyklys: virus er obligat intracellulære organismer og er helt afhænigge af cellens enzymer. De tre overordnede delelementer er: attachment, translation, assembly and release.
1) Attachment/tilhæftning: tilhæftning, penetration, uncoating, transkroption af tidligt mrna. Først kommer vira i kontant med målcellen (formentligt tilfædlkigt). virus kan ikke sanse el. se og er istedet drevet af brownian motion (pedesis), diffusio og elektrostatiske kræfter. Uspecifikt sker der derfor først adhæsion af cellen. Specifikt sker der derefter kontant til receptormolekyle på værtscellens overflade hvilket trigger penetration i cellen. Receptorene er proteiner på overfladne af cellen og kan trigge intracellulære signalkaskade. Virus har udviklet sig til at genkende og bruge disse til at få kontakt med cellen. Retrovirus (HIV) anvender CD4 som receptor, men en CO-receptor er nødvendig for binding.
Penetration/indtrængne i cellen sker ved enten fagocytose el. endocytose.
Fagocytose: virus kommer tæt på overlfadne vhor den omringes af plasmamembran og pakkes i en vakuole.
Endocytose: ved enten 1) pinocytose vhor specifikke molekyler binde til receptor og trigger dannelse af vakoule. eller 2) receptormeideret endocytose hvor lidang vindes til receptor go derfro trigger dannelse af et endosom. Endosomet pumper protoner H+ ind i cellen og pH fald forårsager strukturel ændirnger i membranen hvilket frigøre det virale partikel fra filmen.
OBS: kappeklødte virus kan anvende fusion. REceptor medieret endocytose sker kun ved ikke kappeklødte virus. Virus med overfladeprotein vindes til fiber receptor og deraf også integrin i værtscellen hvilket trigger endocytose og dannelse af endosom. I endosomet frigives virusens overfladeproteiner og ved pH ændring nedbrydes virusen og via protein VI fra virus åbnes endosomet og virussen unvoates ved binding til nuclear porre complex hvorfra DNA indsættes til værtscellens nucleus.
2) Translation/replikation: replikation af viralt dna, transkription af sent mrna translation af late proteines.
3) Assembly and release (udskillelse) af virions og frigivelse.
Replikation af RNA virus - generelt
Replikation af RNA-virus: Cytoplasmaet:
Mange RNA-vira replikerer deres genom i cytoplasmaet af værtscellen. Dette omfatter f.eks. influenza-virus og hepatitis C-virus.
RNA-virus med positiv polaritet kan fungere som mRNA og oversættes direkte til proteiner i cytoplasmaet. Denne proces sker ofte i nærheden af ribosomer. RNA-virus med negativ polaritet skal først omdannes til positiv polaritet, før de kan oversættes til proteiner.
Replikation i cytoplasmaet: Fordelen ved cytoplasmisk replikation er, at det er hurtigt, og virussen kan udnytte cellens maskineri til at producere nye virale partikler.
Replikation af DNA virus
cytoplasma/kerne
Replikation af DNA-virus: Cytoplasmaet eller kernen:
DNA-vira kan replikere deres genom i enten cytoplasmaet eller kernen af værtscellen, afhængigt af virustypen.
En række DNA-vira replikerer deres genom i cellens kerne, såsom herpesvirus og adenovirus.
Nogle DNA-vira, som poxvirus, replikerer dog deres genom i cytoplasmaet.
Replikation i kernen:
Replikation i kernen indebærer integration af viralt DNA i værtscellens genom, og virussen kan forblive latent (inaktiv) indtil aktivering.
Betydningen af replikationsstedet: Cytoplasmisk replikation: Hurtigere produktion af nye virale partikler. Mindre risiko for at påvirke værtscellens genom.
Replikation i kernen: Integration i værtscellens genom kan føre til vedvarende infektion og latent fase. Risiko for at påvirke værtens cellecyklus og muligvis forårsage celletransformering (som ses i nogle onkogene vira).
Beskriv virus opdelign i RNA, DNA, ss, ds, plus og minus
Virus genom opdeles i enten er være
1) DNA
1.1)Coatede
1.1a) dsDNA (herpes, pox)
1.2) Nøgne
1.2a) dsDNA (adenovirus)
1.2b) ssDNA (parvovirs)
2) RNA
2.1) ssRNA
2.1a) +VesenseRNA
Coat
Nøgen
2.1b) -VesenseRNA
Coaat
2.2) dsRNA (reovirus)
beskriv mekanisme for POSITIVE STRAND RNA
+Vesense RNA binder til overfladeprotein på targetcell
trigger absorbtion og enveloptin af vesikel/endosom med virus.
Recetpromedueret endocytose. i endosomet vil virusparitklerne (specifik viral capsides oa) opløes pga lave pH.
OBS: enveloaped virus som FIV og influenza virus pentere cellen via fusion med værtens membran
Ikke coatede virus penetere cellen via translikation af virioner op tværs af værtscellens membran el. via receptormedieret endocytose af virion i clatrin-coatede protiener med akkumualtion af virus i cytoplasmiske vesikler.
TRanskripion og translation
virus i cytoplasma frigiver genom.
i cytoplasma vil positivt RNA behandles som mRNA og bruges direkte af fritflydende ribosomer til at syntetisere virale proteiner via translation.
psense RNA er desuden template og brugse tila t danne intermdiate-hydbrid state så der dannes flere RNA strenge som igen kan rbuges til template eller brugse til at pakke i nye virus.
Pakning af virussen sker i Golgiapperatet go Endoplasmatisk reticulum.
Assembly and release: Fra ER modificeres vesikelpakkede proteiner som mærkes i golgi til at fusionerer med cellemembranen hvilket frigiver vesiklernes indhold af vira og protener til extracellulære område som kan inficerer nye celler.
Beskriv mekanisme for NEGATIVE STRAND RNA
Ikke coatede virus penetere cellen via translikation af virioner op tværs af værtscellens membran el. via receptormedieret endocytose af virion i clatrin-coatede protiener med akkumualtion af virus i cytoplasmiske vesikler.
Når genom er frigivet til cytoplasma: problem:
RNA detkeres ikek af ribosomet og behandler det som ubehandlet rna. det skal reverstranskripteres til poistivtsene rna. VIrale polympase fra virussen som danner nyerer postive starand rna og derfor vil de translated vi ahost ribosome og danne virale proteiner og capsider til at samle nye virus og nogle positve rna bruges som skabelon for at danne flere engative strand RNA som enten pakkes i virus eller omdanens til positve strand.
Assembly af virus, amtrix og protein i ER og goli: frigives i cellen og inficerer nye celler.
Evolution (virusgenetik og evolution)
Virus har udviklet forskellige mekanismer til at udnytte sin begrænsede genom størrelse. Udnyttelse via alternativ splejsning (flere læserammer), kløvning af proteiner efter translation og ændringer i virus genom.
🐿️Beskrive begreberne mutation, rekombination og re-assortment
Når to virus inficerer samme celle kan der opstå:
[1] Rekombination: Typisk virus af samme species.
a. Nonreplikativ rekombination: Nonreplikativ rekombination opstår når to virus inficere samme celle og der opstår brud på begge DNA/RNA strenge. Ved en fejl ligeres de to brudstykker sammen hvilekt giver rekombinant virusgenom samlet i virion.
.
b.Template switching: Opstår når to virus inficerer samme celle men polermasen falder af det ene genoms template og ved en fejl binder til det andet genom og fortsætter gentranskription go dermed dannelse af et rekombinant gen.
.
c. Transduction: Opstår når en ENKELT virus inficerer værtscellen og dets ss/ds-DNA integreres i værtens genom. Under replikation af virion skæres genomet ud og pakkes i et virion så der ses en blanding af virus-værtsgenom.
.
[2] Reassortment:
Reassortment opstår når to virus inficerer samme celle og de replicerede segmenter pakkes ved en fejl i samme capsid så virionet indeholder genom fra begge virus - ingen rekombinante gener, men mange forskellige gener = nye proteiner der måske gør virus mere virulent/patogent.
ks en gris med to influenza i en celle laves kopi af alle segemnter og der dannes en ny virus som er en blanding af de gener der er i de to oprindelige virus kan starte ny epidemi!
Beskriv begrebet quasispecies
Quasispecies; et RNA virus fænomen:
Pga enzymfejl findes der ikke et virus i et dyr men en sky af virusvarianter pga disse mutationer. ved infektion af ny celle sker der udvægelde af den mest fitte virus (bottleneck teori). Når cellen brister og man smtiter med nys vil nogle virus være defektive, andre være neutrale men andre er fitte, hurtigerer til at komem ind i cellerne og den næste perosn smitte derfor med den bedste virus (survival of the fittest).
Begreb: bottleneck teorien. Skyen af quasispecies af virusvarianter selekteres ved infektion fa ny vært.
🐿️Beskrive hvilke konsekvenser det har at virus ændre sig
Konsekvenser af mutationer i virus
Mutationer kan være neutrale ved 1) ingen ændirng i aminosyresekvensen el. 2) ingen ændring i virus fitness
Mutationer kan være letale for virus ved 1) ødelægge funktion som virus ikke kan undvære, 2) ødelægger læserammen for essentielle proteiner/indføre stopcodon/etc
Mutaitonen kan være en fordel i virus til 1) undslippe immunsystemet, 2) ændring i receptorbinding og dermed celle tropisme, 3) ændringer medføre ændret værtsspecifitet 4) øget fitness som bedre replikation
🐿️Beskrive de laboratorie metoder, der kan anvendes til at undersøge virus evolution
Laboratoriemedier der undersøger virus evolution:
Sekvensanalyse: udreder rækkefølge af baser i et virus; eksterne og interne proteiner el. ikke-kodende områder. Sekvenser fra flere virus kan sammenlignes og grad af identititet fastlægges.
Fylogeni: step-by-step alignments af computerprogrammer der danner fylogenetiske træer baseret på genetiske variationer og aminosyrerækkefølger.
🐿️Gøre rede for hvordan virus kan sprede sig mellem individer (horisontalt, vertikalt, vektorer mm) og hvordan de kan overleve i miljøet
Virus smitteveje (transmission ruter)
Horisontal smitte: direkte kontakt, nosocomial transmission, bid af insektioner, zoonotisk transmission, udstyr, fodertrug, luft og aerosoler, latrogenic transmission, indirekte med flytning af ydstyr mennesker, dyr.
Vertikal smitte: Fra mor til barn
Vektor bårne smitte: Betragtes som horisontal smitte.
Kontrol af virus infektioner: hygiejne, vektorkontrol. intern og ekstern smittebeskyttelse… karantæne, vaccination og overvågning /SPF.
Forskellige patogeneser = forskellige smitteveje da..
Overlevelse i miljøet: Generelt overlever ikke-kappeklædte virus længere i miljøet, men det afhænger af pH, temperatur og fugtighed.
Husk at virus ikke opformereres udenfor værten. Overlevelse afhænger også af patogenesen
Akutte selvbegrænsende virus er afhængig af at der hele tiden er nye dyr der kan smittes. Disse kaldes akut selvbegrænsende infektioner. Virussen kræver derfor en populationsstørrelse. Under lockdown fjernes populationen.
Virus der giver kroniske eller latente infektioner øger chancen for at kunne smitte videre
Vertikal smitte sikre infektion af afkom og dermed overlevelse
Virus kan have et reservoir i vilde dyr, insekter, gnavere mm der også øger chancen for overlevelse
Beskrive de forskellige stadier (stages) i en virus infektion
Celle niveau: Adsorption, Penetration, Uncoating, Transcription, Translation, Replic. vir. R/DNA, Viral assembly, Release.
Host organism: viral entry into host, primary replication, viral spread, cell and tissue tropism adn cell receptores, cell injury, host immunre respons and other host dfefence factors.
