VISPARIGA BIOLOGIJA

1
Indrikis Muižnieks
VISPARIGA BIOLOGIJA
ORGANISMU DAUDZVEIDIBA
2
PROKARIOTU VALSTS
MIKROBIOLOGIJAS PAMATI
VIRUSU DAUZVEIDIBA
3
VIRUSU TAKSONOMIJA UN NOMENKLATURA
Virusa suga ir politeiska virusu kopa ar vienu
replikacijas veidu, kura aiznem noteiktu
ekologisko nišu ... polythetic class of viruses
constituting a replicating lineage and occupying
a particular ecological niche van Regenmortel
MHV. Applying the species concept to plant
viruses. Arch Virol. 1989104117
4
VIRUSU TAKSONOMIJA UN NOMENKLATURA
Ninth Report of the International Committee on
Taxonomy of Viruses (Nov., 2011) Redaktori
A.M.Q. King , E. Lefkowitz , M.J. Adams , E. B.
Carstens 1327 lpp, USD 400 http//www.ictvonli
ne.org/index.asp?bhcp1 7 kartas, 87 dzimtas,
348 gintis, apm. 3000 klasificetu un tikpat
neklasificetu sugu (2005.g. - 3 kartas, 73
dzimtas, 287 gintis, apm. 1950 sugu)
5
VIRUSU KIMISKA KLASIFIKACIJA
Virusu iedalijums augstakajas sitematiskajas
kategorijas (tipos) ir balstits uz to
nukleinskabes tipu un replikacijas ipatnibam.
Kimiskas klasifikacijas autors viens no
revertazes atklajejiem, 1975. g. Nobela premijas
laureats, velek poliovirusu petnieks Deivids
Baltimors (1938.)
6
VIRUSU KLASIFIKACIJA
7
VIRUSU NOMENKLATURA
8
VIRUSU NOMENKLATURA
9
VIRUSU NOMENKLATURA
10
VIRUSU DAUDZVEIDIBA
PIRMAIS TIPS dsDNS
11
Dzivnieku virusi
Poxviridae Baku virusi. Lineara, galos slegta
DNS, 130 - 375 kbp.
Sarežgita uzbuve 150x200x300 - 400 nm
Adas un epitelija infekcijas, melnas bakas, govju
bakas, baku vakcinas viruss
12
LIELAKIE VIRUSI
Hipotezes par eikariotu šunu un to organellu
izcelšanos
Filips Bells (Philip Bell, postdoctoral research
fellow at Macquarie University, New South Wales,
Australia founding Director of Microbiogen Pty
Ltd.) virusu eikariogenezes teorijas (2001.
2004) autors. Lielie DNS virusi ka iespejamie
šunas kodola priekšteci evolucija.
13
BAKU VIRUSAM LIDZIGIE VIRUSI
Lielakie zinamie virusi. Algu Mimiviridae,
genoms 1,200 Mbp Pandoravirus (Science,
2013,V.361, p.281) 1,5-2,5 Mbp
Mazakie bakteriju genomi, piem.Mycopl.
genetalium - 580 kbp
Afrikas cuku meris
14
Legendre M. et al.. Thirty-thousand-year-old
distant relative of giant icosahedral DNA viruses
with a pandoravirus morphology PNAS, 111 (11),
4274-4279, 2014
Pithovirus sibericum
15
BAKU VIRUSAM LIDZIGIE VIRUSI
Kukainu bakulovirusu morfologija Sarežgita
forma kapsids 20-35 x 150 - 300 nm, veido
ieslegumus poliedrus (occlusion bodies). 0,5 -
15 mm. Gredzenveida dsDNA, 90 -180 kbp
16
Dzivnieku virusi
Herpesviridae (herpesvirusi). alfa-, beta- un
gamma - apakšdzimtas. Lineara DNS, 124 - 235 kbp.
Ikosaedrisks, ? 100 - 200 nm, ar apvalku
Adas un epitelija infekcijas, vejbakas, edes,
infekcioza mononukleoze. Epšteina-Barra viruss.
Viens viruss spej izraisit dažadas infekcijas.
Persistence.
17
Dzivnieku virusi
Adenoviridae Adenovirusi. Lineara DNS, gali
saistiti ar proteinu, 35 - 40 kbp.
Ikosaedrisks, ? 80 - 110 nm, bez apvalka
Acu, elpošanas celu un limfatiskas sistemas
slimibas. Dažos dzivniekos izraisa audzejus
18
Dzivnieku virusi
Papillomaviridae, Polyomaviridae. Papilomas
(karpu) un poliomas (audzeju) virusi.
Gredzenveida dsDNS 5 un 8 kbp.
Ikosaedrisks, ? 50 nm, bez apvalka
HPV (cilveka papilomas viruss) dažu serotipu
saistiba ar dzemdes vezi. Poliomas dzivnieku
audzeju virusi (SV40).
19
Bakteriju virusi
Vairakas dzimtas Myoviridae (T4), Siphoviridae
(l), Podoviridae (T7) Gredzenveida vai lineara
DNS, 45 - 175 kbp.
20
VIRUSU DAUDZVEIDIBA
CETURTAIS TIPS ssRNS()
21
Dzivnieku virusi
Picornaviridae Enterovirus, Rhinovirus,
Cardiovirus, Hepatovirus, Aphtovirus lineara
RNS, 7000 - 8000 nt.
Ikosaedriski, ? 28-30 nm, bez apvalka
Poliomielits, sezonas iesnas, infekciozais (A)
hepatits, mutes un nagu serga. Virusi ka
imunstimulatori ECHO-7, Rigvir
22
POLIOMIELITA INFEKCIJA UN VAKCINEŠANA
23
POLIOMIELITA INFEKCIJA UN VAKCINEŠANA
Diana Odela (Dianne Odell, USA, 1947. 2008.)
dzelzs plaušas elpoja kopš 3 gadu vecuma
24
POLIOMIELITA INFEKCIJA UN VAKCINEŠANA
Rita Kukaine (1922. -2011.)
25
Augu virusi
Comoviridae (pupu mozaikas virusi, ikosaedriska
simetrija). Potyviridae (kartupelu Y viruss,
spiraliska simetrija). Genoma organizacija
lidziga pikornavirusiem, 8000 - 15000 nt.
Bez apvalka, ikosaedriski, ? 28 - 30 nm, Bez
apvalka, spiraliski ? 11 nm l 900 nm
Infice dažadas augu sugas un dzimtas
26
Dzivnieku virusi
Flaviviridae Flavivirus, Pestivirus, hepatita C
virusi lineara RNS, 10 - 12 kb.
Ikosaedriski, ? 40-60 nm, ar apvalku
Dzeltenais drudzis, ercu encefalits (Latvija,
2012. g. 376 gadijumi) , Denge u.c.
hemoragiskie drudži, lopu meris, cilveka hepatits
C (Latvija, 2014. g. - 58 akuti, 1706
jaunatklats hronisks gadijums) Klasiskais cuku
meris mežacuku populacija Austrumlatvija,
2011.-2013.g.g.
27
Dzivnieku virusi
Togaviridae Alphavirus, Rubivirus lineara RNS,
11 - 12 kb.
Ikosaedriski, ? 70 nm, ar apvalku
Semilki meža viruss, Sindbis viruss, Masalinu
viruss (Latvija, 2012. g. 8, 2013. gada nav,
2014. g. - 1)
28
Augu virusi
Tobamovirus (tabakas mozaika, spiraliska
simetrija) Hordeivirus (miežu svitraina
mozaika, spiraliska simetrija, dipartits). Genoma
organizacija lidziga togavirusiem, 6.4 - 10 kb.
Bez apvalka, spiraliski ? 18 - 20 nm l - 110 -
300 nm
Infice dažadas augu sugas un dzimtas
29
Bakteriju virusi
Leviviridae Levivirus, Allolevivirus lineara
RNS, 3,5 - 4,2 kb.
fr faga genoma struktura
Ikosaedriski, ? 25 nm, bez apvalka
MS2, fr, Qb
Pauls Pumpens (1947.)
30
VIRUSU DAUDZVEIDIBA
PIEKTAIS TIPS ssRNS(-)
31
Dzivnieku virusi
Orthomyxoviridae (gripa), Gintis Influenzavirus
A, Influenzavirus B. 6 - 8 (-)RNS fragmenti,
kopejais garums 10 - 13,6 kb.
Gripas virusa virsmas proteini
antigeni.Hemaglutinins. apm. 500 trimeri
viriona, 16 tipi H1 H16
Neiraminidaze, apm. 100 tetrameri viriona 9
tipi N1 N9
Sferiski, ari polimorfi virusi. ? 80 - 120 nm.
Apvalks ietver spiraliskas simetrijas
nukleokapsidu, ? 6 nm l - 100 - 150 nm.
Pandemijas, antigenu (N un H) nomaina (šifts)
Epidemijas, antigenu izmainas (drifts)
32
ANTIGENU IZMAINAS (drifts)
33
ANTIGENU NOMAINA (šifts)
Putnu (H5N1) vai cuku (H1N1) gripas draudi un
tamiflu bizness
34
Dzivnieku virusi
Paramyxoviridae (gripai lidzigie), Gintis
Paramyxovirus, Morbillivirus, Rubulavirus viena
(-)RNS molekula, garums ap 15 kb.
Sferiski, ari polimorfi virusi. ? 150 nm.
Apvalks ietver spiraliskas simetrijas
nukleokapsidu, ? 13-18 nm l 1000 nm.
Paragripa, masalas (Latvija, 2012. 3, 2013.
nav, 2014 36), cucinas (epidemiskais parotits,
Latvija, 2014. 11)
35
Dzivnieku un augu virusi
Rhabdoviridae (trakumsergas), viena (-) RNS
molekula, garums 11 - 15 kb.
Bacilara forma, ? 45 -100 nm, l - 100 - 450 nm.
Apvalks ietver spiraliskas simetrijas
nukleokapsidu, ? 20 nm l 700 nm. Latvija
2005.g. uzsakta savvalas dzivnieku vakcinešana.
Inficeto dzivnieku skaits samazinajies gt 60x.
Pedejais naves gadijums cilvekam Latvija 2003.
g. Pasaule ik gadus apm. 55 000 mirušo. Citi
rabdovirusi Vesikularais stomatits, salatu
dzeltena nekroze
36
Filoviridae (Ebolas un Marburgas virusi), viena
(-) RNS molekula, garums 19 kb.
Ebolas virusa infekcijas uzliesmojums 2014. gada
Rietumafrika, apm 10 000 inficeti, 5 000 miruši.
37
VIRUSU DAUDZVEIDIBA
SESTAIS TIPS divas ssRNS() ? DNS
38
Dzivnieku virusi
Retroviridae (onkogenie retrovirusi),
Gintis Ziditaju B tipa ziditaju C tipa putnu
C tipa D tipa BLV_HTLV retrovirusi
Lentivirus Spumavirus Divas vienadas ()RNS
molekulas, garums 9 -11 kb.
B C
D tipa virionu
morfologija
Lodveida, ? 80 -100 nm, dzelkšni lidz 8 nm.
39
RETROVIRUSU GENOMA STRUKTURA
Šuna abas virusa RNS molekulas tiek izmantotas,
lai ar virusa REVERTAZES palidzibu sitezetu
genoma DNS kopiju. Šaja procesa veidojas LTR
(garie galu atkartojumi) Virusa DNS integre šunas
hromosoma (proviruss). tris galvenas genu grupas
gag (nukleokapsida proteini) pol
(revertaze) env apvalka proteini
40
HIV morfologija
Latvija pirmais HIV ()1987. g., maksimums
2001.g. 807 jauni HIV (), 2010. g. 274.
2008. g. 30. sept. 4216 HIV (), 617 AIDS
2015. g. 1. novembris 6553 HIV(), 1635 - AIDS.
Miruši kopš 1991. g. 1429.Pasaule kopš
2007. g. HIV () cilveku skaits ir stabilizejies
apm. 33 miljonu limeni . Ik gadus no AIDS mirst
apm. 2 milj .cilveku, kopš epidemijas sakuma
apm. 3540 milj. mirušo.
41
Migrejošie geni, kas cilveka genoma veido 50
no 3 miljardus n.p. garas sekvences, ir
strukturali tuvi radniecigi retrovirusiem.
Cilveka proteinus kodejošie geni veido 2
genoma sekvences. Virusu loma evolucijas tempa
paatrinašana?
42
VIRUSU RADNIECIBA AR MIGREJOŠO UN EGOISTISKO DNS
43
PAR VIRUSIEM MAZAKAS INFEKCIOZAS MOLEKULAS
VIROIDI
44
VIROIDI
Gredzenveida, vienpavediena, 300 nukleotidus
garas, strukturetas RNS molekulas bez proteina
apvalka.
Viroidu inficetas hrizantemas Salaspils NBD
45
VIROIDU RNS STRUKTURA
46
PAR VIRUSIEM MAZAKAS INFEKCIOZAS MOLEKULAS
PRIONI
47
http//www.biologie.uni-duesseldorf.de/Institute/P
hysikalische_Biologie/Research/Topics/
48
Ar BSE slimu dzivnieku smadzenu preparati
S. Prusiners 1983. gada izvirzija prionu
hipotezi, 1997. gada vinam par to pieškira Nobela
premiju
www.madcowblog.com/..
49
PRIONU PROTEINU TELPISKA STRUKTURA skrepiju
izraisa telpiski nepareizi sakartota PrP forma,
kuras klatbutne šunu membranu PrP ari iegust
nepareizu telpisko strukturu un veido agregatus.
PrPC PrPSc