Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑magenta

Czym jest infekcja wirusowa?

Infekcja wirusowa to nic innego jak proces namnażania się wirusa. Wirusy różnią się sposobem namnażania w komórkach żywiciela.

Wirusy o dużej wirulencjiwirulencjawirulencji (zjadliwości) doprowadzają do szybkiego niszczenia komórek gospodarza, gdyż namnażają się w ich wnętrzu i ostatecznie doprowadzają do ich zniszczenia podczas cyklu litycznegocykl litycznycyklu litycznego.

Wirusy łagodne, przeprowadzające cykl lizogenicznycykl lizogenicznycykl lizogeniczny, nie zawsze muszą doprowadzić do zniszczenia komórki.

bg‑magenta

Jak przebiega infekcja lityczna?

Przebieg infekcji litycznej przeanalizujemy na przykładzie bakteriofagabakteriofagbakteriofaga T4, który namnaża się w pałeczce okrężnicy (Escherichia coli), bakterii naturalnie występującej w jelicie grubym człowieka. Cykl lityczny możemy podzielić na kilka faz.

R1RtEEcPNBP2c1
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat budowy bakteriofaga. Składa się on z kubicznej główki (punkt pierwszy) oraz ogonka (punkt drugi). W główce znajduje się kwas nukleinowy (punkt trzeci) oraz kapsyd, element składowy wirionu będący płaszczem białkowym, wewnątrz którego zawarty jest kwas nukleinowy (punkt czwarty). Pomiędzy główką a ogonkiem znajduje się strzępiasty kołnierzyk z włókienkami (punkt piaty). W budowie ogonka możemy wyróżnić podłużną, cylindryczną tubę, czyli kurczliwą pochewkę (punkt szósty), płytkę podstawową (punkt dziewiąty) oraz podłużne, zagięte włókna ogonka (punkt siódmy). Na spodzie tuby znajdują się krótkie haczyki (punkt ósmy).
Schemat budowy bakteriofaga T4.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RpN2KW95GXfAb1
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
Rckdhz4cdV4mL1
Ilustracja interaktywna przedstawia pięć faz cyklu litycznego. Faza: 1. Adsorpcja. Wirus przyłącza się do receptorów na powierzchni komórki gospodarza. 2. Wnikanie. Następuje wnikanie wirusowego materiału genetycznego do komórki oraz degradacja DNA gospodarza. 3. Replikacja. W wyniku wnikania dochodzi do replikacji wirusowego DNA, a następnie syntezy białek kapsydu. 4. Składanie. W tym ostatnim etapie kapsomery łączą się z wirusowym DNA. Powstają nowe wiriony. 5. Elucja. Na koniec następuje rozpad zainfekowanej komórki, uwolnienie wirionów zdolnych do infekowania innych komórek.
Fazy cyklu litycznego.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑magenta

Czym różni się cykl lityczny od cyklu lizogenicznego?

Typowym przedstawicielem wirusów łagodnych jest bakteriofag lambda. On również zawiera materiał genetyczny w postaci dwuniciowego DNA i także infekuje pałeczkę okrężnicy. W cyklu lizogenicznym również dochodzi do adsorpcji, wnikania i eklipsy. Tu jednak genom wirusowy integruje (łączy) się z DNA zainfekowanej komórki, tworząc tzw. profagaprofagprofaga. W tej postaci jest powielany i przekazywany kolejnym, powstałym podczas podziału amitotycznego, komórkom bakteryjnym. Komórkę niosącą profaga w swoim genomie nazywamy lizogennąbakteria lizogennalizogenną.

Co daje takie połączenie wirusowi i bakterii?

Wirus ma oczywiście szansę przetrwać i w pewnym momencie przejść w cykl lityczny, doprowadzając do lizy komórki.liza komórkilizy komórki.

Co powoduje, że nagle uzyskuje zjadliwość?

Może to być wpływ czynników zewnętrznych (np. zmiana intensywności promieniowania UV), niekiedy dzieje się to spontanicznie, bez wyraźnej przyczyny.

Zjadliwość bakterii lizogennych

Bakterie lizogenne mogą charakteryzować się innymi, w porównaniu z bakteriami bez profaga, cechami. Mogą być bardziej zjadliwe, to znaczy, że mogą wydzielać chorobotwórcze toksyny. Przykładem może być laseczka jadu kiełbasianego (Clostridium botulinum). Jedynie szczep zawierający w swoim genomie profaga wydziela śmiertelnie niebezpieczną toksynę jadu kiełbasianego.

RvWcSxcGsOnKx1
Ilustracja interaktywna przedstawia porównanie cyklu litycznego i lizogenicznego. 1. W cyklu litycznym bakteriofag odnajduje receptory znajdujące się na zewnętrznej powierzchni komórki i się przytwierdza. Następnie pochewka ogonka bakteriofaga kurczy się, co prowadzi do przebicia ściany oraz błony komórkowej i wprowadzenia DNA wirusa do komórki. 2. W cyklu lizogenicznym DNA wirusa (niebieski) włącza się do chromosomu bakterii (fioletowy) w ściśle określonym miejscu, przechodząc w nieczynną postać profaga. 3. Następnie (w cyklu lizogenicznym) komórka bakterii dzieli się, przekazując obu komórkom potomnym materiał genetyczny wirusa. 4. W cyklu litycznym białka oraz DNA wirusa są namnażane. 5. Następnie białka oraz DNA bakteriofaga składają się samorzutnie w wiriony. 6. W ostatnim etapie cyklu litycznego następuje rozpad komórki. Błona komórkowa pęka, a ściana ulega rozkładowi, uwalniając nowopowstałe wiriony, które zakażają kolejne komórki bakteryjne.
Porównanie cyklu litycznego i lizogenicznego. Przedstawione jest przejście profaga z cyklu lizogenicznego w cykl lityczny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑magenta

Jak przebiega infekcja wirusowa w przypadku wirusów zakażających ludzi i zwierzęta?

Kontakt z komórkami żywiciela

W większości przypadków wirus potrzebuje szybkiego kontaktu z komórkami żywiciela. Poza nimi jego czas przetrwania jest krótki (np. wirus WZW poza komórkami może przetrwać do 7 dni, natomiast koronawirus, w zależności od podłoża, przetrwa od 2 godzin do 7 dni).

Rozpoznawanie rodzaju komórki – glikoproteiny

Na powierzchni wirusa znajdują się specyficzne białka (glikoproteiny) rozpoznające rodzaj infekowanej komórki, narządu czy w końcu gatunek zwierzęcia. Mamy wirusy, które mogą atakować wiele rodzajów komórek (np. wirus ospy), ale występują też wirusy skrajnie wyspecjalizowane i atakujące tylko jeden lub dwa rodzaje komórek (np. wirus HIV atakuje komórki układu odpornościowego).

Wirusy DNA

Wirusy zwierzęce, których materiałem genetycznym jest DNA, rozpoznają receptory na powierzchni komórek, a glikoproteinowa osłonka pozwala im bezpiecznie wnikać do ich wnętrza. Osłonka łączy się z błoną komórkową, a kapsyd wnika do wnętrza komórki. Zostaje enzymatycznie rozłożony, a materiał genetyczny ulega uwolnieniu. Zmienia on metabolizm komórki. Informacja z DNA jest przepisywana (transkrybowana) na mRNA i w oparciu o ten kwas komórka zaczyna syntetyzować glikoproteiny osłonki wirusa, jej białka budulcowe i materiał genetyczny patogenu. Powstają nowe wirionywirionwiriony, które po odpączkowaniu z komórki żywiciela zostają otoczone glikoproteinami i są zdolne do infekcji kolejnych komórek.

Wirusy RNA

Trochę inaczej przebiega to w przypadku wirusów zawierających RNA. We wnętrzu kapsydu tych wirusów znajduje się jeszcze enzym odwrotna transkryptaza, która umożliwia przepisanie informacji genetycznej z jednoniciowego wirusowego RNA na DNA. W ten sposób genom wirusa zostaje włączony do genomu komórek gospodarza i zostaje poddany replikacji.

R4xrLlZAdnuSf1
Ilustracja interaktywna przedstawia schemat replikacji wirusa typu A. Opis schematu: 1. Adsorpcja. Wirion przyłącza się do błony komórkowej gospodarza i wnika do cytoplazmy na drodze endocytozy zależnej od receptora, tworząc w ten sposób endosom. 2. Następuje translokacja wirusowego RNA do jądra komórkowego. 3. W kolejnym kroku pojawia się replikacja wirusowego RNA. 4. Potem następuje transkrypcja wirusowego RNA. W jądrze komórkowym wirusowe kompleksy polimerazy dokonują transkrypcji wirusowego RNA. 5. W wyniku translacji nowo zsyntetyzowane mRNA migrują do cytoplazmy, gdzie ulegają translacji. 6. Następuje transport białek wirusa przez aparat Golgiego do błony komórkowej. 7. W efekcie dochodzi do migracji innych białek wirusa do jądra komórkowego. 8. Następuje także migracja nukleokapsydu do błony komórkowej. Nowo utworzone nukleokapsydy migrują do cytoplazmy i ostatecznie wchodzą w interakcję z regionem błony komórkowej, w którym zostały umiejscowione białka wirusa. 9. Na koniec dochodzi do odpączkowywania wirionów. Następnie nowo zsyntetyzowane wiriony pączkują z zakażonej komórki.
Schemat replikacji wirusa grypy typu A.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑magenta

Komórki roślinne otacza celulozowa ściana komórkowa. W jaki sposób może dojść do ich infekcji?

RKK8bTwnf379h1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Słownik

bakteria lizogenna
bakteria lizogenna

bakteria zawierająca w chromosomie bakteryjnym profaga

bakteriofag
bakteriofag

wirus infekujący bakterie

cykl lityczny
cykl lityczny

cykl rozwojowy bakteriofagów, składający się z kilku faz: fazy adsorpcji, wnikania, utajenia, replikacji, składania i elucji, połączonej z lizą komórki gospodarza; cały cykl trwa średnio 30 minut

cykl lizogeniczny
cykl lizogeniczny

cykl rozwojowy bakteriofagów, w którym fagowy DNA ulega integracji z genomem komórki gospodarza i może replikować się razem z jego genomem przez wiele pokoleń; pewne zmiany w środowisku mogą spowodować ekspresję wirusowego DNA i powstanie potomnych wirusów oraz lizę komórki gospodarza

liza komórki
liza komórki

rozpad zainfekowanej komórki połączony z uwolnieniem wirionów

nukleokapsyd
nukleokapsyd

podstawowy element strukturalny wirusa – genom wirusowy otoczony i chroniony kapsydem (płaszczem białkowym)

profag
profag

materiał genetyczny wirusa wbudowany w genom bakterii

splicing
splicing

składanie RNA;  jeden z etapów dojrzewania pierwotnych transkryptów, proces wycinania z cząsteczek pre‑mRNA intronów i łączenia eksonów zachodzący w jądrze komórkowym podczas powstawania mRNA

wirion
wirion

kompletna cząstka wirusa składająca się z kwasu nukleinowego zamkniętego w białkowym kapsydzie

wirulencja
wirulencja

zdolność wirusów do wywoływania infekcji w organizmach żywych