VIRUSOLOGIJA

1
VIRUSOLOGIJA (VIRUSI UN ARPUSHROMOSOMU GENETISKIE
ELEMENTI)
IEVADS, VIRUSOLOGIJAS PRIEKŠMETS, VESTURE,
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
INDRIKIS MUIŽNIEKS
2
http//priede.bf.lu.lv/grozs/Mikrobiologijas/virus
ol
3
Izmantojama literatura
4
Izmantojama literatura
5
Izmantojama literatura
6
Izmantojama literatura
D.K. Summers, The Biology of Plasmids, Blackwell
Science, 1996, 132 pp.
Mobile genetic elements, D.J. Sherrat ed., IRL
Press, 1995, 174 pp.
7
Izmantojama literatura
V. I. Kalnina. Virusologijas rokasgramata. Riga
Nacionalais apg., 2003. 272 lpp. ?.?.
???????, ?.?. ???????, ?.?. ???????
?????????????? ? ??????, ????, ???????, 1992, 265
???. ??????????? (? ???? ?????) ??? ???. ?.
????? ? ??., ??????, ???, 1986. A. Muceniece,
A. Ferdats Virusologija, 1985, Zvaigzne, Riga,
200 lpp. ?. ?????, ??. ???????, ?. ????????, ?.
???????? ????? ???????????, ??????, ???, 1981,
612 ???.
8
Izmantojama literatura
Trends in Microbiology, Trends in Biotechnology
fakultates biblioteka un http//www.sciencedirec
t.com/ Virusu bilžu gramata http//www.virology.n
et/Big_Virology/BVHomePage.html Proc. Natnl.
Acad. Sci USA http//www.pnas.org/ Dažadi
žurnali, ari Virus Genes, Archives of Virology
-http//www.springerlink.com/ Dažadi žurnali, ari
Journal of Virological Methods, Current Opinion
in Virology, http//www.sciencedirect.com/ ASV
Mikrobiologijas biedribas žurnali -
http//journals.asm.org/ Universala virusu
datubaze http//www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb/
9
Izmantojama literatura
10
Publikaciju bibliometriska analize
Baltijas juras regiona ES dalibvalstis Latvija
(LV), Lietuva (LT), Igaunija (EE), Polija (PL),
Danija (DK), Zviedrija (S), Somija (FI), Vacija
(DE) Periods 1996. 2012. g.g. datu avots
Scopus, Scimago. Sakumdati publiceto zinatnisko
dokumentu skaits valsti zinatnes nozares (Subject
Areas) un apakšnozares (Subject
Categories) jebkuru citejumu skaits, iznemot
pašcitešanu, uz zinatniskajiem dokumentiem, kas
publiceti zinatnes nozares un apakšnozares valsti.
11
Publikaciju bibliometriska analize
Publicešanas un citešanas relativa intensitate
(PI) un (CI) OECD akcepteta metodika petijumu
intensitates salidzinašanai dažadas valstis
PI publikaciju skaits valsti noteikta zinatnes
apakšnozare ( ) pret kopejo publikaciju skaitu
apakšnozare regiona ( ), salidzinats ar
kopejo zinatnisko publikaciju skaitu valsti (
), pret kopejo publikaciju skaiti regiona (
).
Papildkriteriji dažada lieluma kopu
salidzinašanai Petijumu redzamiba (R vis)
(CI x PI) x (CI/PI) Petijumu apjoms (R vol)
0,1log(publ.numb.) x Av. cit. nub. per
publ. Specializacijas indekss (IS) IS R
vis R vol
12
Publikaciju bibliometriska analize
virusologija Latvija Baltijas juras regiona
salidzinajuma
Specializacijas indekss
13
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
14
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
15
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
16
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
17
VIRUSOLOGIJA LATVIJA
18
Prioni
V I R U S I
Viroidi
19
Genetiskas informacijas neseji
GENETISKA INFORMACIJA
ARPUSHROMOSOMU GE PLAZMONS
GENOMS
Augi
Mitohondriju DNS Plastidu DNS Kinetoplastu
DNS Plazmidas, episomas Transpozoni,
IS Virusi Viroidi
Hromosomas Nukleoids
20
(No Transcript)
21
Genetiskas informacijas neseji
Hromosomas Piem. E.coli nukleoids 4.5x106
nukleotidu parus (bp.), satur informaciju par
bakterijas šunas uzbuvi un pamatfunkcijam, apm.
4500 genu
22
Arpushromosomu genetiskie elementi
Mitohondriju, plastidu, kinetoplastu DNS Piem.
- H. sapiens mitohondriala DNS, 16,5 k.b.p.
autonomi replicejošas un stabili pa mates liniju
parmantojama informacija, kas nepieciešama
specifisku, mitohondrija darbibai nepieciešamu
proteinu sintezei.
23
Mitohondriju genomaizmeri
24
Cilveka mitohondrialas DNS karte
Cilveka mt DNS 16 569 b.p., satur 37 genus (no
tiem 22 rRNA un tRNA geni
HVS I and HVS II (1121 bp)
(HV) -14766 MseI
(X) 14465 AccI
(J) -13704 BstOI
-4529HaeII (I)
-4577 NlaIII (V)
(T) 13366 BamHI
(U) 12308 HinfI
-7025 AluI (H)
(W) -8994 HaeIII
(M) 10394 DdeI
25
Mitohondriju genoma funkcijas
26
Cilveka populaciju vesture, spriežot pec
mitohondrialas DNS
27
Tobas vulkana izvirdums pirms apm. 70 000 gadu
izraisija vulkanisko ziemu vairaku gadu garuma.
Vairums hominidu sugu izmira, iznemot...
http//www.bradshawfoundation.com/stanley_ambrose.
php
Katastrofas un evolucija moderna cilveka
izplatiba
28
Haplogrupu sadalijums starp Baltijas juras
populacijam
29
Kinetoplastu DNS
Leishmania un citas tripanosomas satur vienu
mitohondriju, kura atrodams liels daudzums
mitohondrialas jeb t.s. kinetoplasta DNS.
http//dna.kdna.ucla.edu/parasite_course-old/kdna/
subchapters/kdna1.htm
30
Arpushromosomu genetiskie elementi
Episomas, plazmidas Gredzenveida DNS molekulas
3x103 - 1x106 b.p., atrodamas gan autonoma, gan
hromosomas integreta veida, var nest
pretantibiotiku rezistences, dzimumfunkciju,
ksenobiotiku degradacijas u.c. genus
31
Arpushromosomu genetiskie elementi
Lizogens fags Bakteriju viruss, kurš spej
eksistet ka autonoma, ta ari hromosoma integreta
veida.
Plazmida - viruss Lizogens fags P2 spej iegerbt
savu proteinu apvalka plazmidu P4, parveršot to
par virusu Epšteina-Barra viruss vai l-fags, kas
zaudejis integracijai nepieciešamos genus, spej
eksistet šuna autonoma forma.
32
Arpushromosomu hromosomu atspoles elementi
Transpozoni 2x103 - 4x104 b.p. garas DNS
molekulas, spej parvietoties no viens
integracijas vietas uz citu viena replikona
robežas vai starp replikoniem šuna, nes gan
parvietošanas funkcijai nepieciešamos genus, gan
ari papildus funkciju, piem., pretantibiotiku
rezistences genus.
33
Arpushromosomu hromosomu atspoles elementi
Inserciju (IS) elementi 750 - 1x104 b.p. garas
DNS molekulas, spej parvietoties no viens
integracijas vietas uz citu viena replikona
robežas vai starp replikoniem šuna, nes tikai
parvietošanas funkcijai nepieciešamos genus.
34
Arpushromosomu hromosomu atspoles elementi
Retrotranspozoni Transpozoni, kuru replikacijai
nepieciešamas DNS-RNS-DNS stadijas, lai
parvietotos pa genomu, kode šaja procesa
piedalošos fermentu - atgriezenisko (reverso)
transkriptazi - revertazi.
35
Arpushromosomu hromosomu atspoles elementi
Retrovirusi Retrotranspozoniem radniecigas, 9 -
12x103 b.p. garas DNS molekulas, kuras papildus
kode proteinus, kas spej veidot RNS stadijas
apvalku, ta dodot RNS iespejas parvietoties no
šunas uz šunu, t.i. - padara to infekciozu.
36
VIRUSU RADNIECIBA AR MIGREJOŠO UN EGOISTISKO DNS
37
VIRUSU IESPEJAMA LOMA EVOLUCIJA
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?
38
No ka sastav cilveka genoms ?
39
VIRUSU IESPEJAMA LOMA EVOLUCIJA
1960- to gadu beigas Lina Margulis (Margulis,
1938) izvirzija hipotezi par to, ka mitohondriji,
kuros notiek ATP sinteze, ir simbiotisku
bakteriju pecteci. Lidzigas idejas tika
izvirzitas par hloroplastu izcelšanos.
40
VIRUSU IESPEJAMA LOMA EVOLUCIJA
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.
41
Studiju objekti
42
Virusu genetisko informaciju var nest DNS
divpavedienu (ds) lineara gredzenveida vien
pavediena (ss) lineara gredzenveida RNS divpa
vedienu (ds) lineara vienpavediena (ss) mRNS
() komplementara mRNS (-) Virusu genetiska
informacija var but ierakstita viena vai vairakas
NS molekulas, var but sadalita pa vairakam virusu
dalinam (polipartiti virusi)
43
DZIVIBAS MOLEKULARAIS ALGORITMS (PILNA VERSIJA)
TRANSKRIPCIJA RNS polimeraze
TRANSLACIJA
DNS
Proteins
RNS
RNS PAŠ-REPLIKACIJATranskriptaze
RNS ATKARIGA DNS SINTEZE Atgriezeniska
transkriptaze revertaze
REPLIKACIJADNS polimeraze
44
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
Ar bakam un poliomielitu slimoja jau senaja
Egipte Ramzesa IV mumija ar baku infekcijas
radîtiem adas bojajumiem. Egiptes XVIII
dinastijas laika akmens stela, kura attelots
cilveks ar paralîtiska poliomielîta sakroplotu
kaju.
45
Virusu izraisitas epidemijas un
pandemijas Melnas bakas regulari, epidemijas
laika mira apm. 1/3 inficeto cilveku uzskata,
ka XX gadsimta ar bakam miruši apm. 500 milj.
cilveku. baku loma acteku un maiju imperiju
boja eja. Dzeltenais drudzis lokali, bet ar
loti augstu letalitati klistošie
holandieši, Panamas kanals. Hanta virusi
Dienvidamerikas civilizaciju noslepums. Gripa
Regularas pandemijas kopš vissenakajiem
laikiem, 1918 1920 gada ar spanu gripu
Eiropa un Ziemelamerika mirst apm. 20
miljoni cilveku, pasaule - ap 100
miljonu. Poliomielits Sastopams kopš
vissenakajiem laikiem, epidemija Eiropa un
Ziemelamerika 1945. 1955. gada ap miljonu
cilveku paralizeti vai miruši. HIV/AIDS
Kopš 1982. gada miruši vairak neka 40
miljoni cilveku.
46
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
1945. - 1955. g.g. - poliomielita epidemija, ap
12 milj. upuru. 1955 - 1961. g.g. -
poliomielita ierobežošana, inaktivetu (Jonas
Salk) vai novajinatu (Albert Sabin) virusu
saturošas vakcinas
47
XVII gadsimta Holandes pukkopji ipaši augstu
verteja ar virusiem inficetas tulpes
1637. gada februari viena šo tulpju sipola cena
laba amatnieka 20 gadu darba alga. 1637. gada
pavasari tirgus sabruka.
Semper Augustus
Viceroy
Wikipedia
48
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
Virusu epidemijas izdevas ierobežot jau pirms
virusu atklašanas Viduslaiku Kina
variolizacija pret bakam (pec Lady Mary Wortley
Montague iniciativas šo metodi izmanto ari
18.g.s. Anglija)
49
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
1776. -1798. g.g. - Edward Jenner (Edvards
Dženners), baku vakcîna (variola vaccinae) 1880.
-1885. g.g. - Louis Pasteur (Lujs Pasters)
trakumsergas vakcîna.
50
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
1966. - 1979. g.g. - WHO (World Health
Organisation) programma baku infekcijas
iznidešanai. 1967. g. - 280 000 saslimšanas
gadijumi 69 valstis. 1977. g. oktobrî - pedejais
registretais baku infekcijas gadijums daba,
Somalija, Ali Maolin. 1978. g. pedeja registreta
laboratorijas infekcija, Birmingema (Jannet
Parker, Henry Bedson)
51
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
1917. - 1919. g.g. - A tipa gripas pandemija, ap
20 milj. upuru Eiropa un Ziemelamerika. Kopejais
mirušo skaits pasaule 50 100 milj.
52
VIRUSU SASKARSME AR CILVEKU
Ebolas virusa infekcijas uzliesmojums 1996. gada
Kikvita, Zaira.
53
Uz Zemes dzivo ap 7 miljardiem cilveku.Ik gadus
nomirst ap 65 miljoni cilveku.
C.D. Mathers, T. Boerma, D. Ma Fat Global and
regional causes of death British Medical Bulletin
Advance Access published online on September 22,
2009
Sirds išemiskas un un smadzenu asinsvadu slimibas
ir nozimigakie naves celoni, tiem seko apakšejo
elpcelu infekcijas (plaušu karsoni), hroniskas
obstruktivas plaušu slimibas (bronhiti) un
diarejas (caurejas). AIDS un tuberkuloze ir
sestais un septitais biežak sastopamais naves
celonis, zemakas vietas neka bija vertets agrak.
Pusi no bernu mirstibas veido cetras noveršamas
un arstejamas infekcijas slimibas (plaušu
karsoni, caurejas, jaundzimušo infekcijas vai
masalas, malarija). Pasaule kopuma no 10 naves
gadijumiem apmeram sešus izraisa neinfekciozas
slimibas, tris infekcijas un vienu
ievainojumi.
54
VIRUSOLOGIJAS VESTURE
Dimitrijs Ivanovskis /??????????/ (1864. - 1920.)
Martins Beijerniks /Beijernick/
(1851.-1931.) Tabakas mozaikas viruss 1892. un
1898. gada
55
VIRUSOLOGIJAS VESTURE
56
VIRUSOLOGIJAS SAKUMI
57
VIRUSOLOGIJAS VESTURE
T. Rids
F.Tvorts
F. dErrels
F. Leflers
58
Salvatore Luria
Makss Delbruks
59
(No Transcript)
60
VIRUSOLOGIJAS ATTSITIBA
61
VIRUSOLOGIJAS ATTISTIBA
62
Virusi
Nature 1989 Aug 10340(6233)467-8 High
abundance of viruses found in aquatic
environments. Bergh O, Borsheim KY, Bratbak G,
Heldal M Department of Microbiology and Plant
Physiology, University of Bergen, Norway
Upju un ezeru udens mililitra atrodams lidz 2.5 x
108 virusveidigu dalinu
http//www.nature.com/nprot/journal/v2/n2/images/n
prot.2007.6-F1.jpg The rectangle indicates two
prokaryotes, the ellipse indicates gt25 virus-like
particles and the circle indicates one protist.
63
(No Transcript)