VİRÜS SUNUMU - Prof. Dr. Arzu Sayıner

VİRUS Credit: Giovanni Cancemi/Shutterstock.com Prof. Dr. Arzu Sayıner Tıbbi Mikrobiyoloji AD  VİRUS Virus nedir ? Yapısal özellikleri nelerdir ? Viruslar nasıl sınıflanır ? Virus hücreye nasıl girer, nasıl çoğalır, hücreyi nasıl terk eder ? (Hücre...

VİRUS Credit: Giovanni Cancemi/Shutterstock.com Prof. Dr. Arzu Sayıner Tıbbi Mikrobiyoloji AD  VİRUS Virus nedir ? Yapısal özellikleri nelerdir ? Viruslar nasıl sınıflanır ? Virus hücreye nasıl girer, nasıl çoğalır, hücreyi nasıl terk eder ? (Hücre içindeki replikasyon döngüsü)  VİRUS Ancak canlı bir hücre (hayvan, bitki, bakteri) içinde çoğalabilen, küçük ve basit yapılı infeksiyon yapıcı ajanlardır. Zorunlu hücre içi parazitleridir. Çoğalabilmek için konak hücrenin metabolik sistemlerine muhtaçtırlar. Bu bağımlılığın derecesi viruslar arasında fark gösterir. Hücre dışında metabolik olarak inaktif halde bulunurlar. Hastalık, konak hücre ile virus arasındaki ilişkinin sonucunda veya bu ilişkiye konağın verdiği bağışık yanıt nedeniyle ortaya çıkar. Dünyada ∼1031 virus benzeri partikül bulunmaktadır.  Viruslar ve insanlık tarihi Mumyalar / eski yazılı kaynaklar  genital papilloma ve poliyomiyelit Çiçek: Orta çağda ekonomik, dini, politik, sosyal etkiler Avrupa’dan Amerika’ya yayılım Yerlilerde toplu ölümler Aşılama ve eradikasyon (son olgu 1977 Somali, 1980 eradikasyonun ilanı) 1999’da stokların imhası kararı Biyoterörizm, deneysel çalışmaların başlaması 1918-19  İnfluenza salgını  20-40 milyon EX Doğal ekosistemlerin bozulması  Ebola, SARS,... Hayvan ve bitki virusları  Ekonomik kayıplar, sosyal sonuçlar  Virus nedir ? Nükleik asit + protein kılıf Zorunlu hücre içi paraziti – Enerji üretimi – Protein sentezi 20 – 300 nm (1/4 stafilokok) Çoğalabilen bir organizma Canlı mı ? Aktif - inaktif Solumaz Replikasyon ile çoğalır Hareket etmez Konak değiştirebilir Büyümez Evrimleşir  Virus Hücre Nükleik asit DNA veya RNA DNA + RNA Lipoprotein zar Bazılarında zarf Hücre zarı Ribozom Yok Var Mitekondri Yok Ökaryotlarda var Enzim Yok veya bir iki Bol tane İkiye bölünme Yok Var veya mitoz  Virusun Yapısı VİRİON: Virus partikülü, hücre dışı form Nükleik asit (DNA / RNA) Kapsid (protein kılıf) Tegument (enzim + pr) Zarf (lipid + protein) Bazı viruslar zarfsızdır Nükleokapsid = Çıplak = Zarfsız virus  KAPSİDİN YAPISI Protein (alt birim = kapsomer) İkozahedral simetri Helikal simetri  İkozahedral (kübik, sferik) simetri Herpes simpleks virus zarf nükleokapsid  Helikal (çubuksu) simetri İnsanda infeksiyon yapan helikal simetrili virusların tümü zarflı ve RNA virusudur. Kuduz virusu  KAPSİDİN İŞLEVLERİ Genomu korumak (UV, enzim, pH, vb) Zarfsız (çıplak) viruslarda  konak hücredeki reseptörlere tutunmak Genomu hücre içinde, replike olacağı yere ulaştırmak Özgül antijenik yapılar taşır – Tanı testlerinde (ELISA, vb) kullanılabilir  VİRUSUN ZARFI Lipid + protein Tomurcuklanırken Viral genlerce kodlanır hücre membranından Matriks pr. kazanılır Glikoproteinler Transport kanal pr. Transport kanalı Glikoproteinler Matriks pr  ÇIPLAK VİRUS ZARFLI VİRUS Protein Lipid + pr + gp Dayanıklı Dayanıksız (Isı, asit, proteaz, kuruluk... etkilenir) Kolay yayılır Nemli ortam şart (Eşya, el, kanalizasyon) (Sekresyonlar, damlacık, kan, organ) Mide asitine dirençli GIS koşullarına dayanıksız Korunmada antikor yeterli Hücresel + sıvısal immünite gerekli Hücre lizisi ile salınır Tomurcuklanma ve hücre lizisi ile salınır  Virus – NA + protein kılıf (bir veya daha fazla protein) Defektif virus (Virus paraziti) – Bir veya daha fazla yapısal veya replikasyon için gerekli proteinini kodlayamayan virus – Yardımcı virus ile birlikte ise (koinfeksiyon)  replikasyon Delta hepatit virusu – B tipi hepatit virusu Viroid – Bitkilerde hastalık oluşturan, proteini olmayan RNA’dan oluşan bulaşıcı patojenler Prion – Nükleik asidi olmayan, protein yapıda, bulaşıcı patojenler VİRUSLARIN SINIFLANDIRILMASI Yapısal özellikler Nükleik asit (DNA/ RNA), zarf varlığı, kapsid simetrisi, nükleik asit replikasyon stratejisi Yaptığı hastalık (Hepatit, ansefalit, vb) Bulaşma yolu (Arboviruslar, parenteral bulaşanlar, vb) Konak özellikleri (insan, hayvan, bitki, vb) Doku, organ tropismi (Adenovirus, enterovirus, vb)  Baltimore Sınıflaması Genom yapısı ve mRNA sentezine göre sınıflama , 1971 https://www.youtube.com/watch?v=8b6EYMKMA-8  VİRUSLARIN SINIFLANDIRILMASI Genom (RNA, DNA, ss, ds) Virion morfolojisi, zarf varlığı Replikasyon stratejisi Serolojik benzerlik (Serotip) Baltimore sınıflandırmasına ek olarak diğer yöntemleri kullanan bir sistemdir. Virüslerin tür adlandırmalarını yapar ve türleri cins, alt-aile, aile ve takımlara yerleştirir. International Committee on Taxonomy of Viruses  Virusların İsimlendirilmesi Temel Kurallar Takım ( - virales) Aile ( - viridae) Alt aile ( -virinae) Cins ( - virus) Tür ( - virus) 65 takım, 233 aile, 10434 tür (ICTV, 2021) Günlük kullanımda  aile ve cins adı Ör: Picornaviridae ailesinde yer alan enterovirus  İnsan DNA VİRUSLARI (7 aile) Zarflı Çıplak Pox Herpes Hepadna Papova Adeno Annelo Parvo En büyük virus En küçük Papilloma virus (~300 nm) Polyoma (~20 nm) Virus ailesi Viruslar (ör) Zarflı / Zarfsız Kapsid simetrsisi Nükleik asid Baltimore 1. Adenoviridae Adenovirus Çıplak İkozahedral ds I 2. Papovaviridae (Papillomaviridae, HPV, BKV, JCV Çıplak İkozahedral ds çembersel I Polyomaviridae) Parvovirus B19, 3. Parvoviridae Çıplak İkozahedral ss II bocavirus HSV, EBV, CMV, VZV, 4. Herpesviridae Zarflı İkozahedral ds I HHV 5 - 8 Çiçek virusu, vaccinia, 5. Poxviridae orf , molluscum Kompleks Kompleks ds I contagiosum 6. Hepadnaviridae Hepatit B virusu Zarflı İkozahedral kısmi ds , çembersel VII 7. Anelloviridae Torque teno virus(TTV) Çıplak İkozahedral ss, çembersel II  DNA VİRUSLARI - Özellikler Viral genom infekte hücrede kalır. (genellikle latent/persistan infeksiyon) Hücre çekirdeğinde replike olur. (Poxvirus  sitoplazmada) Mutasyon ihtimali düşüktür. 8 11 (1/10 - 10 nükleotid) Ne kadar küçük ise konak hücreye o kadar bağımlıdır.  İnsan RNA VİRUSLARI (16 aile) Virus Ailesi Viruslar (ör) Zarf Kapsid RNA Baltimore 1. Reoviridae Reovirus, rotavirus Çıplak İkozahedral ds ,seg III Enterovirus, rhinovirus, hepatovirus (HAV), 2. Picornaviridae Çıplak İkozahedral Ss IV poliovirus, parechovirus, coxsackie 3. Caliciviridae Norwalk virus Çıplak İkozahedral Ss IV 4. Togaviridae Rubella (kızamıkcık) virus Zarflı İkozahedral Ss IV 5. Arenaviridae Lenfositik koryomeninjit virusu Zarflı Kompleks ss (-),seg V Dengue virus, hepatit C virusu, 6. Flaviviridae Zarflı İkozahedral Ss IV sarı humma virusu, Zika virus 7. Orthomyxoviridae Influenzavirus A, B, C, D Zarflı Helikal ss(-),seg V Kızamık virusu, kabakulak 8. Paramyxoviridae Zarflı Helikal ss(-) V virusu, respiratuvar sinsityal virus (RSV) 9. Bunyaviridae Hantavirus Zarflı Helikal ss(-) V 10. Rhabdoviridae Kuduz virusu Zarflı Helikal ss(-) V 11. Filoviridae Ebola virus, Marburg virus Zarflı Helikal ss(-) V 12. Coronaviridae Korona virus Zarflı Helikal ss IV 13. Astroviridae Astrovirus Çıplak İkozahedral ss IV 14. Bornaviridae Borna virus Zarflı Helikal ss(-) V 15. Hepeviridae Hepatit E virusu Çıplak İkozahedral ss IV 16. Retroviridae HIV Zarflı Kompleks ss (+) VI  RNA VİRUSLARI - Özellikler Çoğu sitoplazmada replike olur. RNA’ya bağımlı RNA polimeraz sentezletir veya virion yapısında bulunur. RNA çabuk degrade olur. DNA viruslarına göre mutasyonlara daha açıktır (1/103 - 104 nükleotid). Genom yapısı ve polaritesi  translasyon ve transkripsiyonu belirler. (+) polariteli RNA virusları  genom, mRNA gibi davranarak translasyonda kullanılır. (-) polariteli RNA virusları  bir aracı molekül üzerinden translasyon başlatılır.  Reverse transcriptase enzimi (Ters transkriptaz) RNA dan DNA yapımını sağlayan enzim – DNA virusu  Hepadnavirus (Hepatit B virusu) – RNA virusu  Retrovirus (HIV) RT enziminin hataları nedeniyle her iki virusta da mutasyonlar sıktır. RT enzimini hedef alan bazı ilaçlar her iki infeksiyonun sağaltımında da kullanılabilir.  Viral Replikasyon Döngüsü Hücre reseptörlerine tutunma (attachment) Hücre içine giriş (penetrasyon) Kapsidin soyulması (uncoating) Biyosentez Genom replikasyonu Gen ekspresyonu (viral pr. sentezi) Erken dönem proteinler: enzimler DNA virusları Geç dönem proteinler : yapısal pr. Biraraya gelme (assembly) Salınım ve olgunlaşma 1. RESEPTÖRE TUTUNMA 2. PENETRASYON 3. KAPSİDİN SOYULMASI Transcription Translation 4. BİYOSENTEZ 5. BİRARAYA GELME 6. SALINIM 7. OLGUNLAŞMA Viral replikasyon döngüsü SARS-CoV-2  TUTUNMA Viral tutunma proteinleri - Hücresel reseptörler (kapsid /zarf pr, gp) (pr, gp, KH yan zincirleri) Birden fazla reseptöre tutunma – HIV  CD4 (asıl), kemokin reseptörü (yardımcı) – EBV  B lenfosit ve solunum yolu epitelinde farklı reseptörler kullanır – İnfluenza virusu  siyalik asit – birçok hücrede Virus hangi hücreyi / dokuyu infekte eder ? Tropism : Konak hücrenin reseptör yardımı ile seçilmesi  PENETRASYON Enerji gerektirir  hücre metabolik olarak aktif olmalı 2 temel mekanizma: – Reseptör-bağımlı endositoz : Sık Tüm çıplak viruslar ve bazı zarflı viruslar Virus, endositik vakuol (kesecik) içine alınır. – Füzyon (Kaynaşma) : Zarflı viruslarda füzyon proteinleri yardımı ile https://www.youtube.com/watch?v=D9OtJU3F6eQ Tomurcuklanarak hücreyi terk eden HIV  ÖZET Virus, bir hücre özelliği taşımayan ancak çoğalabilen en küçük patojenlerden biridir. Bir nükleik asid ve protein kılıftan oluşur. Viruslar, yapısal özelliklerine göre sınıflanırlar. Replikasyonu, konak hücreye tutunma ile başlar ve lizis veya tomurcuklanarak hücreden ayrılma ile sonlanır. Hücredeki replikasyon yeri ve izlediği yol, yapısal özelliklerine göre değişir. https://www.youtube.com/watch?v=fH1zS7hlW54