Biologi för icke-Majors i

som du har lärt dig är virus ofta mycket specifika för vilka värdar och vilka celler i värden de kommer att infektera. Denna egenskap hos ett virus gör det specifikt för en eller några arter av liv på jorden. Å andra sidan finns så många olika typer av virus på jorden att nästan varje levande organism har sin egen uppsättning virus som försöker infektera sina celler. Även de minsta och enklaste cellerna, prokaryota bakterier, kan attackeras av specifika typer av virus. Virus som riktar sig mot bakterier kallas bakteriofager.

en bakteriofag har både lytiska och lysogena cykler. I den lytiska cykeln replikerar och lyser Fagen värdcellen. I den lysogena cykeln införlivas FAG-DNA i värdgenomet, där det överförs till efterföljande generationer. När FAG-DNA införlivas i värdcellgenomet kallas det en profag. Miljöstressorer som svält eller exponering för giftiga kemikalier kan orsaka att profaget tar ut och går in i den lytiska cykeln.

Figur 1. Klicka för en större bild

djurvirus

djurvirus, till skillnad från virus från växter och bakterier, behöver inte tränga in i en cellvägg för att få tillgång till värdcellen. Icke-omslutna eller” nakna ” djurvirus kan komma in i celler på två olika sätt. Eftersom ett protein i viruskapsiden binder till sin receptor på värdcellen kan viruset tas in i cellen via en vesikel under den normala cellprocessen med receptormedierad endocytos. En alternativ metod för cellpenetration som används av icke-höljeförsedda virus är att kapsidproteiner genomgår formförändringar efter bindning till receptorn, vilket skapar kanaler i värdcellmembranet. Virusgenomet ”injiceras” sedan i värdcellen genom dessa kanaler på ett sätt som är analogt med det som används av många bakteriofager. Höljda virus har också två sätt att komma in i celler efter bindning till deras receptorer: receptormedierad endocytos eller fusion. Många höljeförsedda virus kommer in i cellen genom receptormedierad endocytos på ett sätt som liknar vissa icke-höljeförsedda virus. Å andra sidan sker fusion endast med höljda virioner. Dessa virus, som inkluderar HIV bland andra, använder speciella fusionsproteiner i sina kuvert för att få kuvertet att smälta samman med cellens plasmamembran, vilket frigör virusets genom och kapsid i cellcytoplasman.

Efter att ha gjort sina proteiner och kopierat sina genom, kompletterar djurvirus sammansättningen av nya virioner och lämnar cellen. Som vi redan har diskuterat med HIV-exemplet kan höljda djurvirus knoppa från cellmembranet när de monterar sig själva och tar en bit av cellens plasmamembran i processen. Å andra sidan ackumuleras icke-omslutna virala avkommor, såsom rhinovirus, i infekterade celler tills det finns en signal för lys eller apoptos, och alla virioner frigörs tillsammans.

djurvirus är associerade med en mängd olika mänskliga sjukdomar. Några av dem följer det klassiska mönstret av akut sjukdom, där symtomen blir allt värre under en kort period följt av eliminering av viruset från kroppen av immunsystemet och eventuell återhämtning från infektionen. Exempel på akuta virussjukdomar är förkylning och influensa. Andra virus orsakar långvariga kroniska infektioner, såsom viruset som orsakar hepatit C, medan andra, som herpes simplexvirus, bara orsakar intermittenta symtom. Ytterligare andra virus, såsom humana herpesvirus 6 och 7, som i vissa fall kan orsaka den mindre barnsjukdomen roseola, orsakar ofta produktiva infektioner utan att orsaka några symtom alls i värden, och därmed säger vi att dessa patienter har en asymptomatisk infektion.

vid hepatit C-infektioner växer och reproduceras viruset i leverceller, vilket orsakar låga nivåer av leverskador. Skadan är så låg att infekterade individer ofta inte är medvetna om att de är smittade, och många infektioner upptäcks endast genom rutinmässigt blodarbete på patienter med riskfaktorer som intravenös droganvändning. Å andra sidan, eftersom många av symtomen på virussjukdomar orsakas av immunsvar, är brist på symtom en indikation på ett svagt immunsvar mot viruset. Detta gör det möjligt för viruset att undkomma eliminering av immunsystemet och kvarstår hos individer i flera år, samtidigt som de producerar låga nivåer av avkomman virioner i det som kallas en kronisk virussjukdom. Kronisk infektion i levern av detta virus leder till en mycket större chans att utveckla levercancer, ibland så mycket som 30 år efter den första infektionen.

som redan diskuterats kan herpes simplexvirus förbli i ett tillstånd av latens i nervvävnad i månader, till och med år. Eftersom viruset ”gömmer sig” i vävnaden och gör få om några virala proteiner, finns det inget för immunsvaret att agera mot, och immuniteten mot viruset minskar långsamt. Under vissa förhållanden, inklusive olika typer av fysisk och psykisk stress, kan det latenta herpes simplexviruset återaktiveras och genomgå en lytisk replikationscykel i huden, vilket orsakar lesionerna associerade med sjukdomen. När virioner produceras i huden och virala proteiner syntetiseras stimuleras immunsvaret igen och löser hudskadorna på några dagar genom att förstöra virus i huden. Som ett resultat av denna typ av replikativ cykel uppträder uppträdanden av munsår och genital herpesutbrott endast intermittent, även om virusen förblir i nervvävnaden för livet. Latenta infektioner är också vanliga med andra herpesvirus, inklusive varicella-zoster-viruset som orsakar vattkoppor. Efter att ha haft en vattkoppsinfektion i barndomen kan varicella-zosterviruset förbli latent i många år och återaktivera hos vuxna för att orsaka det smärtsamma tillståndet som kallas ”bältros” (Figur 2).

Figur 2. (a) Varicella-zoster, viruset som orsakar vattkoppor, har en omslagen icosahedral kapsid synlig i denna transmissionselektronmikrograf. Dess dubbelsträngade DNA-genom införlivas i värd-DNA och kan återaktiveras efter latens i form av (b) bältros, som ofta uppvisar utslag. (kredit a: ändring av arbetet av Dr. Erskine Palmer, B. G. Martin, CDC; kredit b: modifiering av arbetet med ”rosmary”/Flickr; scale-bar data från Matt Russell)

Figur 3. HPV, eller humant papillomavirus (kredit: modifiering av arbete av NCI, NIH; scale-bar data från Matt Russell)

vissa djurinfekterande virus, inklusive hepatit C-viruset som diskuterats ovan, är kända som onkogena virus: de har förmågan att orsaka cancer. Dessa virus stör den normala regleringen av värdcellscykeln antingen genom att antingen införa gener som stimulerar oreglerad celltillväxt (onkogener) eller genom att störa uttrycket av gener som hämmar celltillväxt. Onkogena virus kan vara antingen DNA-eller RNA-virus.

cancer som är kända för att vara associerade med virusinfektioner inkluderar livmoderhalscancer orsakad av humant papillomavirus (HPV) , levercancer orsakad av hepatit B-virus, T-cell leukemi och flera typer av lymfom.

HPV, eller humant papillomvirus (som ses i Figur 3), har en naken icosahedral kapsid synlig i denna transmissionselektronmikrograf och ett dubbelsträngat DNA-genom som införlivas i värd-DNA. Viruset, som är sexuellt överfört, är onkogent och kan leda till livmoderhalscancer.

växtvirus

växtvirus, som andra virus, innehåller en kärna av antingen DNA eller RNA. Du har redan lärt dig om en av dessa, tobaksmosaikviruset. Eftersom växter har en cellvägg för att skydda sina celler, använder dessa virus inte receptormedierad endocytos för att komma in i värdceller som ses med djurvirus. För att många växtvirus ska överföras från växt till växt måste skador på några av växternas celler uppstå för att viruset ska kunna komma in i en ny värd. Denna skada orsakas ofta av väder, insekter, djur, eld eller mänskliga aktiviteter som jordbruk eller landskapsarkitektur. Dessutom kan växtavkommor ärva virussjukdomar från moderplantor. Växtvirus kan överföras av en mängd olika vektorer, genom kontakt med en infekterad växtsap, av levande organismer som insekter och nematoder och genom pollen. När växter virus överförs mellan olika växter kallas detta horisontell överföring, och när de ärvs från en förälder kallas detta vertikal överföring.

symtom på virussjukdomar varierar beroende på viruset och dess värd (se tabellen nedan). Ett vanligt symptom är hyperplasi, den onormala proliferationen av celler som orsakar uppkomsten av växttumörer som kallas galls. Andra virus inducerar hypoplasi, eller minskad celltillväxt, i växternas löv, vilket orsakar tunna, gula områden. Ytterligare andra virus påverkar växten genom att direkt döda växtceller, en process som kallas cellnekros. Andra symtom på växtvirus inkluderar missbildade blad, svarta ränder på växternas stjälkar, förändrad tillväxt av stjälkar, löv eller frukt och ringfläckar, som är cirkulära eller linjära missfärgningsområden som finns i ett blad.

växtvirus kan allvarligt störa växttillväxt och utveckling, vilket väsentligt påverkar vår livsmedelsförsörjning. De är ansvariga för dålig grödkvalitet och kvantitet globalt och kan medföra stora ekonomiska förluster årligen. Andra virus kan skada växter som används i landskapsarkitektur. Vissa virus som infekterar jordbruksmatväxter inkluderar namnet på växten de infekterar, såsom tomat spotted wilt virus, bean common mosaic virus och gurka mosaikvirus. I växter som används för landskapsarkitektur är två av de vanligaste virusen peony ring spot och rose mosaic virus. Det finns alldeles för många växtvirus för att diskutera var och en i detalj, men symtom på bönans vanliga mosaikvirus resulterar i sänkt bönproduktion och stuntade, oproduktiva växter. I prydnadsrosen orsakar rosmosaiksjukdomen vågiga gula linjer och färgade fläckar på plantans löv.

bidra!

förbättra denna sidalär dig mer