Nebuněčné organismy-Virusy a viroidy LATINSKY VIRUS = JED, TOXIN Znaky nebuněčných organismů: Nebuněčné částice, jejichž struktura je minimalizována na molekulu genetické informace a bílkovinný obal ( nemusí být ). Virusy jsou závislé na hostitelské buňce, která zabezpečuje množení virusu. Virusy jsou vnitrobuněční parazité, jejichž existence je na hostitelské buňce zcela závislá. •Neb•Nebuněčná forma živé hmoty živé / neživé Jednotlivá částice, schopná infikace buňky = virion. Virion se skládá z nukleové kyseliny (DNA, RNA) a bílkovinného obalu = kapsid. Celý komplex = nukleokapsid. Řada virusů má ještě vnější obal tvořený cytoplazmatickou membránou hostitelské buňky, ze které se uvolňuje. Virion: Nukleová kyselina: nese veškeré geny virusu (3 až stovky genů) může být 1nebo 2-vláknová DNA – lineární nebo kruhová RNA – lineární Kapsida – je složena z bílkovin „kapsomerů“ u bakteriofágů je ještě součástí částice bičík a bičíková vlákna Viroid: Parazit rostlin – RNA molekula bez kapsidu, 200 – 400 nukleotidů Rozmnožování virusů: Virusy využívají enzymatický aparát buňky k množení, samy o sobě se nejsou mimo buňku schopny množit. Virusy využívají látky v buňce obsažené, způsobují její smrt. Virusy setrvávají v buňkách v různé formě: aktivní pasivní (perzistentí) virogenní – zabudovaný do nukleové kyseliny buňky provirus Napadení virusem: Napadení způsobuje rozpad buňky (buněčná lyze). Napadení buňce neškodí – latentní infekce. Napadení způsobují změnu nukleové kyseliny buňky – transformace – vedou k přeměně na nádorovou buňku. Virusy bývají specifické – napadají jen určité buňky. Fáze rozmnožování virusů: 1. vazba virionu na povrch buňky 2. penetrace do buňky 3. uvolnění nukleové kyseliny z kapsidu 4. replikace virusové nukleové kyseliny 5. syntéza virusových bílkovin 6. zrání virionu 7. uvolnění virionu z buňky - viriony eukaryot pronikají do buňky celé. - viriony bakterií-bakteriofágy, nechávají na povrchu buňky kapsid a do buňky vpustí jen nukleovou kyselinu. - některé viriony se do buňky dostávají pinocytózou. DNA virusy: Zdvojování molekuly DNA (namnožení nukleové kyseliny) Syntéza bílkovin: Replikace DNA (zdvojení) - začlenění do chromosomu buňky Transkripce = přepis molekuly DNA do molekuly mRNA Translace = překlad – na ribozomech se dále tvoří bílkoviny virusu RNA virusy: Replikace RNA a následná translace Traskripce z RNA do DNA ( začlenění do genomu buňky) a následný přepis do mRNA a syntéza bílkovin Tvorba bílkovin, kompletace a zrání virionu: K syntéze virusových bílkovin dochází v jádře nebo na ribozomech hostitelské buňky. Nukleová kyselina se vytváří replikací matrice (vlákna DNA nebo RNA). Kompletace virionu: Jednoduché viriony se samovolně spojují v celek (nukleová kyselina + kapsomery). Složitější se kompletují díky pomocným bílkovinám (syntéza probíhá dle virusových genů) (pozn. – obalené virusy získávají membránu při průchodu buňkou ven ). Uvolnění virusů z buňky může způsobit její lyzi (rozpad), nebo nemusí, a buňka dál produkuje virusy podle virusové gen. informace zabudované v DNA hostitelské buňky. Provirusy se nemusí projevit i po několik generací, spouští je určitý impulz ( chemický, fyzikální). Onkogenní virusy vyvolávají nádorovou transformaci buňky. Klasifikace virusů: Virusy prokaryot bakteriofágy cyanofágy Virusy eukaryot rostlinné virusy mykovirusy ( virusy hub ) živočišné virusy Podle morfologie se virusy dělí na: a) RNA a DNA b) obalené a neobalené Bakteriální virusy Bakteriofág: - T4: skládá se z hlavičky, bičíku a bičíkových vláken - Hlavička se skládá z nukleové kyseliny a kapsidu - Vnější vlákna bičíku jsou stažitelná, vnitřní jsou ve formě trubičky (nekontraktilní) - Provedení bakteriofága je různé – bez bičíku, bez hlavičky a bičíku (vláknité) Množení a tvorba bakteriofága: Virulentní bakteriofágové způsobují lyzi buňky ( po silném pomnožení ) Mírní bakteriofágové nemusí buňku zlyzovat a přetrvávají v ní ve formě profága Infekce bakteriální buňky: Absorbce bakteriofága na povrch buňky Proniknutí nukleové kyseliny do nitra buňky a její zdvojení Kapsid zůstává vně buňky DNA se přepisuje do mRNA a dochází na ribozomech k translaci a tvorbě bílkovin Sestavení hlavičky, bičíku a buněčných vláken Průchod DNA trubičkou do hlavičky Lyze buňky Rostlinné virusy: Viroidy mají většinou jednořetězcovou molekulu RNA Jedna skupina má dvouřetězcovou DNA (virus mozaiky květáku) Přenos – hmyzem, hlísty, houbami Nejčastější onemocnění – mozaiky (tabáku, okurky, tulipánu) Živočišné virusy: Šíří se vzduchem, vodou, potravinami, hmyzem, kontaktem s kůží nemocného, krví a dalšími tělními tekutinami Dělí se do mnoha skupin, morfologicky na DNA a RNA virusy, obalené a neobalené virusy Dělení virusů je založeno na jejich molekulové hmotnosti, tvaru, způsobu přenosu, hostiteli, přenašeči Neobalené DNA virusy: Jednořetězcová DNA – latentní infekce, nádorová transformace Dvouřetězcová DNA – virus bradavic, nádory infekce dýchací soustavy ptáků a savců virusy hmyzu Obalené DNA virusy: Virus oparu ( dvojitá membrána, dvouřetězcová DNA ) - Vniká do organismu sliznicí ústní dutiny, spojivkou, kůží - Způsobuje zánět ústní dutiny, puchýřky v místě vstupu - Projevuje se při horečkách, vlivem slunečního záření, při stresu a hormonálních výkyvech Infekční mononukleóza - „Nemoc z líbání“ - Dva týdny po infekci se nemoc projevuje horečkami, angínou a zduřením uzlin - Poškozuje játra, je nutná zhruba půlroční dieta Myxomatóza - Onemocnění králíků - Zánět spojivek, hnisavý výtok z očí, úhyn králíků Neobalené RNA virusy: Jednořetězcová i dvouřetězcová RNA Rýma člověka - Inkubační doba 2 -3 dny, virus se množí v nosohltanu, způsobuje rozpad sliznice – hleny atd. Dětská obrna - Postihuje nervový systém - Inkubační doba je 4 – 32 dní, způsobuje obrnou nohou - Rozšiřuje se stolicí, postihuje zejména děti Slintavka Rýma koní Průjmová onemocnění Obalené RNA virusy: Chřipka: - Prudké onemocnění horních cest dýchacích, přenos kapénkami - Vyskytuje se zejména v zimě - Různé varianty – španělská, azijská, Hong Kong, ruská - 8 krátkých segmentů RNA – části se mohou měnit, tzn. je variabilní - Kachny a mořští rackové jsou velmi častými hostiteli Zarděnky: - Dostává se do těla nosohltanem (kapénkami) - Zduření uzlin, horečky, vyrážka Spalničky: - Šíří se kapénkami - Horečnaté onemocnění, zánět spojivek, rýma, suchý kašel, vyrážka na kůži Příušnice: - Zduření příušních a jiných žláz, horečky, přenos kapénkami Vzteklina: - Zdrojem nákazy – pes, kočka, liška Neštovice: - Přenos kapénkami, prachem - Inkubace 12 dní Encefalitida: - Zánět CNS ( mozek a mícha ) - Přenos klíštětem (samice saje krev !!, samci ne) Virusová hepatitida: - Zánět jater - Únava, nechutenství, horečka, zvracení, bolest v kloubech – příznaky se podobají chřipce - Inkubační doba je jeden měsíc, žloutenka se ale nemusí vždy projevit - Přenos – výkaly (nemoc špinavých rukou), potravinami, injekčními stříkačkami Typ A: RNA virus – zdrojem fekálie, nákaza špatnou hygienou Typ B: DNA virus – přenos také pohlavním stykem, zdrojem jsou tělní tekutiny Typ C: RNA virus – fekáliemi, krví Doporučená studijní literatura: Buněčná a molekulární biologie, Berger, J., nakl.:Tobiáš 1996; Základy buněčné biologie, Albers a kol., nakl.: Espero publishing 2005; Přehled biologie, Rosypal S. a kol., nakl.: Scientia 2003; Biologie pro gymnázia, Jelínek; nakl.: Olomouc 2007; Biologie v kostce I.-III., Hančová; nakl.:Fragment 2008;